魯科版 (2019)必修第二冊(cè)第2節(jié) 元素周期律和元素周期表第1課時(shí)導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第1課時(shí) 元素周期律

一、元素性質(zhì)的變化規(guī)律

1．原子序數(shù)

(1)含義：元素在元素周期表中的序號(hào)。

(2)與其他量的關(guān)系

原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。

2．原子核外最外層電子數(shù)的變化規(guī)律

3.元素原子半徑的變化規(guī)律

微點(diǎn)撥：(1)氫原子的半徑在所有原子半徑中最小。

(2)稀有氣體元素原子半徑的測(cè)量依據(jù)與其他原子半徑的測(cè)量依據(jù)不同，數(shù)據(jù)沒有比較的價(jià)值。

4．元素化合價(jià)的變化規(guī)律

二、元素周期律

1．內(nèi)容

隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)、原子半徑、元素的化合價(jià)等均呈現(xiàn)周期性變化。

2．含義

元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，這個(gè)規(guī)律叫作元素周期律。

3．實(shí)質(zhì)

元素的原子核外電子排布呈周期性變化的必然結(jié)果。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)

(1)原子序數(shù)與原子的核電荷數(shù)一定相等。( )

(2)原子序數(shù)與離子的核外電子數(shù)一定相等。( )

(3)原子序數(shù)相同的原子是同一種原子。( )

(4)隨著元素相對(duì)原子質(zhì)量的遞增，元素的性質(zhì)呈周期性變化。( )

[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×

2．下列各組元素性質(zhì)遞變情況錯(cuò)誤的是 ( )

A．N、O、F的最高化合價(jià)依次升高

B．Li、Be、B原子的最外層電子數(shù)逐漸增多

C．P、S、Cl的原子半徑依次減小

D．Li、Na、K的原子半徑依次增大

A [A項(xiàng)，F(xiàn)沒有正價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Li、Be、B原子的最外層電子數(shù)分別為1、2、3，原子的最外層電子數(shù)逐漸增多，正確；C項(xiàng)，同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，P、S、Cl的原子半徑依次減小，正確；D項(xiàng)，同主族元素從上而下原子半徑逐漸增大，Li、Na、K的原子半徑依次增大，正確。]

3．隨著原子序數(shù)的遞增，下列不呈周期性變化的是( )

A．化合價(jià) B．原子半徑

C．最外層電子數(shù) D．相對(duì)原子質(zhì)量

D [隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)、原子半徑、元素的化合價(jià)等均呈周期性變化，D選項(xiàng)符合題意。]

元素的主要化合價(jià)

(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識(shí)與微觀探析)

隨著原子序數(shù)的遞增，元素常見化合價(jià)的變化規(guī)律(元素主要化合價(jià)包括最高化合價(jià)和最低化合價(jià))見下圖：

(1)你能根據(jù)推測(cè)出該元素的最高正化合價(jià)和最低負(fù)化合價(jià)嗎？

提示：能。最高正化合價(jià)為＋6價(jià)，最低負(fù)化合價(jià)為－2價(jià)。

(2)的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)之間有什么關(guān)系？

提示：|＋6|＋|－2|＝8。

1．元素最高價(jià)與最低價(jià)的關(guān)系

元素最高化合價(jià)＝最外層電子數(shù)(O、F除外)

最低化合價(jià)＝最外層電子數(shù)－8

|最高化合價(jià)|＋|最低化合價(jià)|＝8

2．常見元素化合價(jià)的特點(diǎn)

(1)H：＋1、－1、0價(jià)，如H2O、NaH、H2。

(2)F：－1、0價(jià)，如NaF、F2。

(3)O：常見有－2、－1、0價(jià)，如CaO、Na2O2、O2，O無(wú)最高正價(jià)。

(4)金屬元素只有正價(jià)。

(5)非金屬元素既有正價(jià)又有負(fù)價(jià)(F除外)，非金屬元素的正價(jià)一般相差2，如Cl有＋1、＋3、＋5、＋7價(jià)；S有＋4、＋6價(jià)；C有＋2、＋4價(jià)。

【例1】 X元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H3XO4，則它對(duì)應(yīng)的氣態(tài)氫化物為( )

A．HX B．H2X

C．XH4 D．XH3

D [X元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H3XO4，說明X的最高價(jià)為＋5，則其負(fù)價(jià)為5－8＝－3，氫化物的化學(xué)式是XH3。]

元素化合價(jià)的“三個(gè)二”

(1)二“特殊”：F無(wú)正價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)。

(2)二“只有”：金屬只有正價(jià)，只有非金屬才有負(fù)價(jià)。

(3)二“等式”：對(duì)于主族元素，最高正價(jià)＝最外層電子數(shù)，|最低負(fù)價(jià)數(shù)值|＋|最高正價(jià)數(shù)值|＝8(除H、O、F外)。

1．下列各組元素中，按最高正價(jià)遞增的順序排列的是 ( )

A．C、N、O、F B．K、Mg、C、S

C．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar

B [根據(jù)元素的最高正化合價(jià)在數(shù)值上一般等于其最外層電子數(shù)及特殊元素的化合價(jià)來(lái)分析各選項(xiàng)。A項(xiàng)，C：＋4價(jià)，N：＋5價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)；B項(xiàng)，K：＋1價(jià)，Mg：＋2價(jià)，C：＋4價(jià)，S：＋6價(jià)；C項(xiàng)，H：＋1價(jià)，He無(wú)最高正價(jià)，Li：＋1價(jià)，Be：＋2價(jià)；D項(xiàng)，P：＋5價(jià)，S：＋6價(jià)，Cl：＋7價(jià)，Ar無(wú)最高正價(jià)。]

2．某元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之差為4，該元素的離子跟與其核外電子排布相同的離子形成的化合物是( )

A．K2S B．MgS

C．Na2O D．NaF

A [元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之差是4，設(shè)該元素最高正價(jià)為x，根據(jù)最高正價(jià)＋|最低負(fù)價(jià)|＝8，則：x－(8－x)＝4，解得x＝6，即該元素的最高正價(jià)為＋6價(jià)。K2S中硫元素的最高正價(jià)是＋6價(jià)，硫離子核外有18個(gè)電子，鉀離子核外也有18個(gè)電子，A符合題意；MgS中硫元素的最高正價(jià)是＋6價(jià)，硫離子核外有18個(gè)電子，鎂離子核外有10個(gè)電子，B不符合題意；Na2O中氧元素沒有最高正價(jià)，C不符合題意；NaF中氟元素沒有正價(jià)，D不符合題意。]

微粒半徑大小的比較方法

(素養(yǎng)養(yǎng)成——證據(jù)推理與模型認(rèn)知)

(1)如何比較H、Li、Na、K元素原子半徑的大小？

提示：H、Li、Na、K原子的電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大。

(2)如何比較Na＋、Mg2＋、Al3＋半徑的大小？

提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)增大，半徑依次減小。

影響微粒半徑的因素有：電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)。一般地，電子層數(shù)越多，微粒半徑越大；電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，原子核對(duì)外層電子的吸引力越大，半徑越??；當(dāng)電子層數(shù)、核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，電子之間的斥力使半徑趨于增大，故當(dāng)電子層數(shù)、核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。在比較微粒半徑時(shí)，一般先看電子層數(shù)，再看核電荷數(shù)，后看核外電子數(shù)。

1．一看電子層數(shù)

電子層數(shù)不同、最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多，半徑越大；如r(F)r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。

3．三看核外電子數(shù)

核電荷數(shù)相同時(shí)，電子數(shù)越多，半徑越大；如r(Na＋)r(Cl)。

【例2】 Na＋、Mg2＋、F－、O2－四種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則四種元素原子半徑由大到小的順序是 ( )

A．Mg>Na>F>O B．O>F>Mg>Na

C．Na>Mg>O>F D．O>F>Na>Mg

C [Na＋、Mg2＋、F－、O2－四種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則原子序數(shù)：Mg>Na>F>O，Na、Mg同周期，F(xiàn)、O同周期，且Na、Mg處于F、O的下一周期。比較微粒半徑大小一般先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越大半徑越小，故原子半徑：Na>Mg>O>F，C項(xiàng)正確。]

比較微粒半徑時(shí)，首先要確定微粒間的相同點(diǎn)，即電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子排布是否相同，再利用規(guī)律進(jìn)行比較，反之，也可由微粒半徑大小推斷元素關(guān)系。

1．下列微粒半徑的比較中，正確的是 ( )

A．r(Na＋)>r(Na) B．r(Cl－)>r(Cl)

C．r(Ca2＋)>r(Cl－) D．r(Mg)>r(Na)

B [同一種元素：r陽(yáng)離子Z B．Y>X>Z

C．Z>X>Y D．Z>Y>X

D [已知電子層結(jié)構(gòu)相同的陽(yáng)離子，核電荷數(shù)多的則半徑小，具有相同電子層數(shù)的原子，隨著原子序數(shù)增大，原子半徑減小。根據(jù)題意，X和Y兩元素的陽(yáng)離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，X元素的陽(yáng)離子半徑大于Y元素的陽(yáng)離子半徑，則X的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù)；Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同，且Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑，則Z的原子序數(shù)大于Y的原子序數(shù)。由此得出三種元素原子序數(shù)的關(guān)系為Z>Y>X。]

1．原子序數(shù)3～10的元素，隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是( )

A．電子層數(shù)B．電子數(shù)

C．原子半徑 D．化合價(jià)

B [原子序數(shù)3～10的元素，原子的電子層數(shù)都為兩層，A錯(cuò)誤；除了10號(hào)稀有氣體元素原子外，3～9號(hào)元素原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，C錯(cuò)誤；因氧無(wú)最高正價(jià)、氟無(wú)正價(jià)，D錯(cuò)誤。]

2．(素養(yǎng)題)已知下列元素的原子半徑：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，磷原子的半徑可能是( )

A．0.80×10－10 m B．1.10×10－10 m

C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m

B [Si、P、S三種元素位于同一周期，原子半徑Si>P>S，故磷的原子半徑在1.06×10－10～1.17×10－10 m之間，所以B項(xiàng)正確。]

3．下列說法中正確的是( )

A．同一周期元素的原子半徑越小越容易失去電子

B．元素的最高化合價(jià)與元素原子核外電子排布有關(guān)

C．從Li―→F，Na―→Cl，元素的最高化合價(jià)均呈現(xiàn)從＋1價(jià)―→＋7價(jià)的變化

D．電子層數(shù)相同的元素，原子的最外層電子數(shù)均從1到8呈現(xiàn)周期性變化

B [同一周期元素，原子序數(shù)越大，半徑越小(稀有氣體

元素除外)，得電子能力越強(qiáng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；O一般不顯正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；第1周期元素原子的最外層電子數(shù)從1到2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

4．下列各元素性質(zhì)遞變情況中，錯(cuò)誤的是( )

A．Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多

B．N、O、F元素最高正化合價(jià)依次升高

C．Mg、Al、Si原子半徑依次減小

D．P、S、Cl元素的最低負(fù)化合價(jià)依次為－3、－2、－1

B [Li、Be、B最外層電子數(shù)由1遞增到3，故A正確；N最高正價(jià)為＋5價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)，故B不正確；Mg、Al、Si電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多，半徑越小，故C正確；P、S、Cl最低負(fù)化合價(jià)從－3到－1，故D正確。]

5．已知X、Y為原子序數(shù)在1～18之間的兩種元素，原子序數(shù)X>Y，且X、Y的最高正化合價(jià)與其最低化合價(jià)絕對(duì)值相等，填寫下列空白(用元素符號(hào)或化學(xué)式填空)：

(1)X是________，Y是________，原子半徑X________Y(填“>”或“Y可知，X為Si，Y為C。

[答案] (1)Si C > (2)SiH4、CH4 SiO2、CO2發(fā) 展目標(biāo)
體系構(gòu) 建
1.通過分析短周期核外電子排布、原子半徑、化合價(jià)的周期性變化規(guī)律，認(rèn)識(shí)元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)。

2.能利用元素周期律分析、預(yù)測(cè)、比較元素的性質(zhì)，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)
原子序數(shù)
最外層電子數(shù)
1～2
1→2
3～10
1→8
11～18
1→8
結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)呈周期性變化
原子序數(shù)
原子半徑的變化規(guī)律
3～9
大→小
11～17
大→小
結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的半徑呈周期性變化
原子序數(shù)
元素主要化合價(jià)
1～2
＋1→0
3～10
＋1→＋5、－4→－1→0
11～18
＋1→＋7、－4→－1→0
結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的主要化合價(jià)呈周期性變化
原子
N
S
O
Si
半徑r/10－10 m
0.70
1.06
0.66
1.17

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第2節(jié) 元素周期律和元素周期表

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