高中化學(xué)第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第2節(jié)元素周期律第一課時(shí)課件新人教版必修

第1課時(shí)

原子核外電子的排布

元素周期律知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)1.元素周期表中,第三周期主族元素的名稱是鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯。2.元素周期表中的周期數(shù)等于該周期元素原子的電子層數(shù),主族元素族序數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)。同一主族自上而下,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。3.鎂、鋁、硫、氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為:4.什么核外電子排布結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)?提示最外層達(dá)到8電子(只有1層電子時(shí)是2電子)結(jié)構(gòu)。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)一、原子核外電子的排布1.電子層的劃分(1)核外電子的能量及運(yùn)動(dòng)區(qū)域。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)(2)電子層及其與能量的關(guān)系。

2.核外電子的排布規(guī)律電子總是盡可能先從內(nèi)層排起,當(dāng)一層充滿后再填充下一層。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)二、元素周期律1.原子核外電子排布的周期性變化(1)圖示。(2)規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)

由1到8的周期性變化(第一周期除外)。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)2.元素原子半徑的周期性變化(1)圖示。(2)規(guī)律:同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子半徑呈現(xiàn)

由大到小的周期性變化。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)3.元素主要化合價(jià)的周期性變化(1)圖示。(2)規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價(jià)呈現(xiàn)+1→+7,最低負(fù)化合價(jià)呈現(xiàn)-4→-1的周期性變化。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)4.元素金屬性與非金屬性的周期性變化(1)Na、Mg、Al金屬性強(qiáng)弱比較:知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)(2)Si、P、S、Cl非金屬性強(qiáng)弱比較:知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)(3)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律:5.元素周期律(1)內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。(2)實(shí)質(zhì):元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)1.核電荷數(shù)小于或等于18的元素中,原子的最外層電子數(shù)是其余電子總數(shù)一半的元素種類有(

)A.1種 B.2種 C.3種 D.4種解析在1~18號(hào)元素中,符合題給要求的元素原子的電子排布依次為2、1和2、8、5。答案B2.下列敘述中錯(cuò)誤的是(

)A.原子半徑:Na>Si>ClB.酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4C.金屬性:Na>Mg>AlD.穩(wěn)定性:HCl<H2S<SiH4解析D項(xiàng)中氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性應(yīng)該是HCl>H2S>SiH4。答案D探究一探究二探究三原子核外電子排布的規(guī)律問題探究1.K層、L層最多容納多少個(gè)電子?試總結(jié)各電子層(n)中最多容納的電子數(shù)。最外層最多容納多少個(gè)電子?答案2個(gè)、8個(gè);2n2;8個(gè)(K層為最外層時(shí)最多容納2個(gè))。2.核外電子在排布時(shí),是不是一定要先排滿低能層再排高能層?答案不一定,要滿足最外層電子不超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過2個(gè)),次外層不超過18個(gè)的原則,如K:,M層只排8個(gè)電子,N層排1個(gè)電子。3.分別違背了什么規(guī)律?答案K層最多容納2個(gè)電子;最外層不超過8個(gè)電子。4.寫出硫原子和硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖。答案探究一探究二探究三思維建模1.原子核外電子排布規(guī)律——“四最”(1)“一個(gè)最低”。核外電子總是先排布在能量最低的電子層,然后由內(nèi)向外從能量較低的電子層逐步向能量較高的電子層排布,即排滿K層再排L層,排滿L層再排M層,依此類推。(2)“三個(gè)最多”。①各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2。如K、L、M、N層最多容納的電子數(shù)分別為2、8、18、32。②最外層電子數(shù)最多是8(K層是最外層時(shí),最多不超過2)。③次外層電子數(shù)最多是18。探究一探究二探究三2.粒子核外電子排布的表示方法(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖:表示原子的核電荷數(shù)和核外電子在原子核外各電子層排布的圖示。如Na原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為:探究一探究二探究三(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖。離子結(jié)構(gòu)示意圖中各符號(hào)與原子結(jié)構(gòu)示意圖含義一樣,但注意原子結(jié)構(gòu)示意圖中質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),而離子結(jié)構(gòu)示意圖中質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)不相等。如Cl-:探究一探究二探究三3.常見含2e-、10e-、18e-的微粒(1)核外有2個(gè)電子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。(2)核外有10個(gè)電子的粒子分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne陽(yáng)離子:Na+、Mg2+、Al3+、

、H3O+陰離子:N3-、O2-、F-、OH-、(3)核外有18個(gè)電子的粒子分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、CH3CH3等陽(yáng)離子:K+、Ca2+陰離子:P3-、S2-、HS-、Cl-探究一探究二探究三4.短周期元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)總結(jié)(1)最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na。(2)最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg。(3)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar。(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C。(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O。(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne。(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si。(8)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P。(9)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al。(10)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子是Li。(11)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S。(12)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是O。(13)原子核中無中子的原子是

。探究一探究二探究三素能應(yīng)用【典例1】

下列說法中正確的是(

)A.鉀原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

B.某原子M層電子數(shù)為L(zhǎng)層電子數(shù)的4倍C.某離子M層和L層電子數(shù)均為K層的4倍D.短周期元素中,內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素只有P解析鉀原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

,A項(xiàng)錯(cuò)誤;L層能容納8個(gè)電子,M層最多容納18個(gè)電子,無法是L層電子數(shù)的4倍,B項(xiàng)錯(cuò)誤;S2-、K+等L層、M層均有8個(gè)電子,是K層的4倍,C項(xiàng)正確;短周期元素中,內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素除P外,還有Li,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C探究一探究二探究三提能訓(xùn)練1某元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的5倍,其質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,該元素的原子核外電子排布是(

)A.2、5 B.2、7 C.2、8、5 D.2、8、7解析第一層最多排2個(gè)電子,第二層最多排8個(gè)電子,第三層最多排18個(gè)電子,某元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的5倍,則電子層數(shù)為2、3或4。若含有2個(gè)電子層,則電子數(shù)為10,不滿足質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;若含有3個(gè)電子層,則電子數(shù)為15,滿足質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,則該元素為P,其原子核外電子排布是2、8、5;若含有4個(gè)電子層,則電子數(shù)為20,不滿足質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍。答案C探究一探究二探究三同周期元素性質(zhì)的比較問題探究1.同周期主族元素從左到右,元素的金屬性和非金屬性如何變化?原子半徑如何變化?答案金屬性依次減弱,非金屬性依次增強(qiáng);原子半徑依次減小。2.能說明非金屬性:Cl>S的事實(shí)有哪些?答案(1)氯氣與氫氣反應(yīng)更容易進(jìn)行,氯氣在光照或點(diǎn)燃條件下與氫氣反應(yīng),而硫需要在加熱條件下與氫氣反應(yīng);(2)氯化氫比硫化氫穩(wěn)定;(3)高氯酸的酸性強(qiáng)于硫酸的。探究一探究二探究三思維建模1.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的周期性變化探究一探究二探究三探究一探究二探究三2.同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)電子層數(shù)相同(同周期)時(shí),核電荷數(shù)越大,原子核對(duì)外層電子的引力越大,原子半徑越小(稀有氣體元素原子除外),失電子能力減弱,而得電子能力增強(qiáng),故隨核電荷數(shù)的遞增,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)最外層電子數(shù)相同(同主族)時(shí),電子層數(shù)越多,原子半徑越大,原子核對(duì)最外層電子的引力越小,越易失電子,元素的金屬性越強(qiáng),非金屬性越弱。探究一探究二探究三素能應(yīng)用【典例2】

下列性質(zhì)的遞變關(guān)系正確的是(

)A.氫化物的穩(wěn)定性:NH3>H2O>HFB.堿性:NaOH>KOH>Mg(OH)2C.離子半徑:O2->F->Al3+>Mg2+>Na+D.最高正價(jià):Cl>Si>Al>Na解析氫化物的穩(wěn)定性:NH3<H2O<HF,A項(xiàng)錯(cuò)誤;堿性:KOH>NaOH>Mg(OH)2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;離子半徑:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+,C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D探究一探究二探究三提能訓(xùn)練2短周期主族元素甲~戊在元素周期表中的相對(duì)位置如表所示,下面判斷正確的是(

)A.原子半徑:丙<丁<戊B.金屬性:甲>丙C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:丙>丁>戊D.最外層電子數(shù):甲>乙解析同周期元素原子半徑從左至右是依次減小的(稀有氣體元素原子除外),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;同主族元素的金屬性自上而下是逐漸增強(qiáng)的,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;同周期元素的金屬性從左至右逐漸減弱,故最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性也逐漸減弱,C項(xiàng)正確;同周期元素的最外層電子數(shù)從左至右逐漸增多,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C探究一探究二探究三微粒半徑大小的比較問題探究1.第三周期元素中,哪種元素的簡(jiǎn)單離子的半徑最小?答案鋁元素。2.氧元素和鈉元素的簡(jiǎn)單離子半徑大小關(guān)系如何?答案O2->Na+。探究一探究二探究三思維建模1.粒子半徑大小的比較——“四同”規(guī)律(1)同周期——“序大徑小”。①規(guī)律:同周期從左往右,原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素原子除外)。②舉例:第三周期元素中,r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。(2)同主族——“序大徑大”。①規(guī)律:同主族從上到下,原子(或離子)半徑逐漸增大。②舉例:堿金屬元素中,r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。探究一探究二探究三(3)同元素。①同種元素的原子和離子半徑比較——“陰大陽(yáng)小”。某原子與其離子半徑比較,其陰離子半徑大于該原子半徑,陽(yáng)離子半徑小于該原子半徑。如:r(Na+)<r(Na);r(Cl-)>r(Cl)。②同種元素不同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子半徑比較規(guī)律——“數(shù)大徑小”。帶電荷數(shù)越多,粒子半徑越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。(4)同結(jié)構(gòu)——“序大徑小”。①規(guī)律:電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。②舉例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。探究一探究二探究三2.“三看”法比較簡(jiǎn)單粒子的半徑大小“一看”電子層數(shù):當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù):當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小?！叭础焙送怆娮訑?shù):當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。探究一探究二探究三素能應(yīng)用【典例3】下列微粒半徑大小比較正確的是(

)A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-B.S2->Cl->Na+>Al3+C.Na<Mg<Al<SD.Cs<Rb<K<Na解析4種離子核外電子數(shù)相同,隨著核電荷數(shù)增大,離子半徑依次減小,即Al3+<Mg2+<Na+<O2-,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;Na、K、Rb、Cs最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤;因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一個(gè)電子層,則S2-、Cl-的半徑比Na+、Al3+的大,而S2-、Cl-和Na+、Al3+也分別適用“序小徑大”的原則,則微粒半徑:S2->Cl->Na+>Al3+,故B項(xiàng)正確。答案B探究一探究二探究三提能訓(xùn)練3下列各組微粒半徑比較,錯(cuò)誤的是(

)A.Cl-<Br-<I- B.Al3+>Mg2+>Na+C.Rb>K>Na D.P>S>O解析Cl-、Br-、I-最外層電子數(shù)相同,Cl-、Br-、I-電子層數(shù)依次增多,所以離子半徑:Cl-<Br-<I-,A項(xiàng)正確;Al3+、Mg2+、Na+核外電子排布相同,Al3+、Mg2+、Na+核電荷數(shù)依次減小,所以離子半徑:Al3+<Mg2+<Na+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Rb、K、Na最外層電子數(shù)相同,Rb、K、Na電子層數(shù)依次減少,所以原子半徑:Rb>K>Na,C項(xiàng)正確;P、S電子層數(shù)相同,核電荷數(shù):P<S,所以原子半徑:P>S;S、O最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù):S>O,所以原子半徑:S>O,所以原子半徑:P>S>O,D項(xiàng)正確。答案B123451.原子核外每個(gè)電子層上均含有2n2個(gè)電子的元素是

(

)A.Be B.C C.Ar

D.Ne解析n=1,該層電子數(shù)=2;n=2,該層電子數(shù)=8,即

,則該元素為Ne。答案D123452.下列各組元素性質(zhì)的遞變規(guī)律錯(cuò)誤的是(

)A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、Cl元素最高正價(jià)依次升高C.Na、K、Rb的電子層數(shù)依次增多D.N、O、F原子半徑依次增大解析此題考查元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,隨著原子序數(shù)的遞增,原子結(jié)構(gòu)、原子半徑、元素的金屬性和非金屬性呈周期性的變化,A、B、C三項(xiàng)均正確;D項(xiàng)中原子半徑應(yīng)是依次減小。答案D123453.核電荷數(shù)為1~18的元素中,下列說法正確的是(

)A.最外層只有1個(gè)電子的元素一定是金屬元素B.最外層有2個(gè)電子