資源簡介

1.2 課時1　元素周期律
【學習目標】
1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價的周期性變化,認識元素周期律。
2.通過對元素周期律的認識,學會利用各種圖表(柱狀圖、線狀圖等)處理數(shù)據(jù),提高分析、處理數(shù)據(jù)的能力。
3.掌握微粒半徑大小比較的規(guī)律。
4.能利用元素周期律分析、預(yù)測、比較元素的性質(zhì),培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”的學科素養(yǎng)。
【自主預(yù)習】
一、元素性質(zhì)的變化規(guī)律
1.原子序數(shù)
(1)含義:元素在　　　　　中的序號。
(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
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　　　　呈周期性變化
3.元素原子半徑
原子序數(shù) 原子半徑
3~9 　　　→　　　
11~17 　　　→　　　
結(jié)論:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的　　　　呈周期性變化
【微點撥】
(1)氫元素原子的半徑在所有元素原子半徑中最小。
(2)稀有氣體元素原子半徑的測量依據(jù)與其他元素原子半徑的測量依據(jù)不同,數(shù)據(jù)沒有比較的價值。
4.元素化合價的變化規(guī)律
原子序數(shù) 元素主要化合價
1~2 +1→0
3~10 　　　→　　　、　　　→-1→0
11~18 　　　→+7、　　　→-1→0
結(jié)論:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的化合價呈周期性變化
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　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　等均呈現(xiàn)周期性變化。
2.含義
元素的性質(zhì)隨著　　　　　　　　的遞增而呈周期性變化,這個規(guī)律叫作元素周期律。
3.實質(zhì)
元素原子核外電子排布呈周期性變化的必然結(jié)果。
【答案】一、1.元素周期表
2.最外層電子數(shù)
3.大　小　大　小　半徑
4.+1　+5　-4　+1　-4
二、1.最外層電子數(shù)　原子半徑　元素的化合價
2.元素原子序數(shù)
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)原子序數(shù)相同的原子是同一種原子。 (　　)
(2)同種元素的原子序數(shù)與原子的核電荷數(shù)一定相等。 (　　)
(3)同種元素的原子序數(shù)與離子的核外電子數(shù)一定相等。 (　　)
(4)原子序數(shù)為16,核外電子數(shù)為16的原子,其質(zhì)量數(shù)為32。 (　　)
(5)元素的化合價主要取決于元素原子的最外層電子數(shù)。 (　　)
(6)金屬元素在化合物中只顯正價。 (　　)
(7)非金屬元素呈現(xiàn)的最高化合價不超過該元素的最外層電子數(shù)。 (　　)
(8)非金屬元素呈現(xiàn)的最低化合價,其絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù)。 (　　)
(9)非金屬元素的最高正價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)。 (　　)
【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
(7)√　(8)×　(9)√
2.隨著原子序數(shù)的遞增,第2周期元素的最高正價是逐漸遞增的嗎
【答案】不是。因為F無正價,O無最高正價。
3.稀有氣體的化合價為多少
【答案】由于稀有氣體的化學性質(zhì)不活潑,在通常情況下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng),因此,通常把它們的化合價看作0。
4.某元素R的最高價氧化物的化學式為RO2,且R的氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分數(shù)為25%,那么元素R為哪種元素
【答案】碳元素。由最高價氧化物的化學式為RO2可知,R的最高正價為+4價,則最低負價為-4價,所以其氣態(tài)氫化物的化學式為RH4,根據(jù)已知條件可求得R的相對原子質(zhì)量為12,故R為碳元素。
【合作探究】
任務(wù)1　粒子半徑的大小比較
情境導(dǎo)入　
海洋是蔚藍色的資源寶庫,海洋中含有80多種元素,海水中所含有的元素大部分以鹽的形式存在,在這些鹽類物質(zhì)中氯化鈉占80%以上。
問題生成
1.如何判斷H、Li、Na、K原子半徑的大小 理由是什么
【答案】H、Li、Na、K最外層電子數(shù)相同,而原子的電子層數(shù)依次增多,故半徑依次增大。
2.如何比較Na+、Mg2+、Al3+半徑的大小
【答案】Na+、Mg2+、Al3+的核外電子排布相同,離子核外電子數(shù)相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小。
3.r(Na+)與r(Na) 哪個大 r(Cl-)與r(Cl)呢
【答案】同一種元素離子和原子的質(zhì)子數(shù)相同,但是陰離子核外電子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),陽離子核外電子數(shù)小于質(zhì)子數(shù),故可知r(Na)>r(Na+),r(Cl-)>r(Cl)。
4.r(Ca2+)與r(Cl-) 哪個大
【答案】Ca2+和Cl-核外電子排布相同,因原子序數(shù)Ca>Cl,則r(Ca2+)【核心歸納】
“四同”法比較粒子半徑大小
【典型例題】
【例1】　已知短周期元素的離子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則下列敘述正確的是(　　)。
A.原子半徑:A>B>D>C
B.a+2=b+1=c-3=d-1
C.離子半徑:C3->D->B+>A2+
D.原子序數(shù):a>b>c>d
【答案】C
【解析】短周期元素的離子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則有a-2=b-1=c+3=d+1,且周期表中A、B在C、D的下一周期,原子序數(shù)a>b>d>c,B、D兩項錯誤;原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑越大,同周期元素原子序數(shù)越大,原子半徑越小,則有原子半徑B>A>C>D,A項錯誤;aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,核電荷數(shù)a>b>d>c,所以離子半徑C3->D->B+>A2+,C項正確。
【例2】　下列粒子半徑大小比較正確的是(　　)。
A.Na+B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.NaD.Cs【答案】B
【解析】4種離子電子層結(jié)構(gòu)相同,隨著核電荷數(shù)增多,離子半徑依次減小,即Al3+r(Rb)>r(K)>r(Na),D項錯誤。S2-和Cl-核外電子數(shù)相同,但核電荷數(shù)Cl>S,故離子半徑r(S2-)>r(Cl-);Na+和Al3+核外電子數(shù)相同,但核電荷數(shù)Al>Na,則離子半徑r(Na+)>r(Al3+),r(Na+)【微規(guī)律方法】
“三看”法比較簡單微粒的半徑大小
1.“一看”電子層數(shù):當電子層數(shù)不同時,一般地,電子層數(shù)越多,半徑越大。
2.“二看”核電荷數(shù):當電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小。
3.“三看”核外電子數(shù):當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時,核外電子數(shù)越多,半徑越大。
任務(wù)2　化合價與最外層電子數(shù)的關(guān)系
情境導(dǎo)入　硒鼓,也稱為感光鼓,在激光打印機中,70%以上的成像部件集中在硒鼓中,打印質(zhì)量的好壞很大程度上由硒鼓決定。硒是一種非金屬元素,化學符號是Se,其原子結(jié)構(gòu)如圖所示:
問題生成
1.以原子序數(shù)為1~18的元素為例,隨著原子序數(shù)的遞增,元素常見化合價的變化規(guī)律(元素主要化合價包括最高化合價和最低化合價)如圖所示:
(1)你能根據(jù)推測出硒的最高正化合價和最低負化合價嗎
【答案】能。硒的最高正化合價為+6價,最低負化合價為-2價。
(2)硒的最高正化合價與最低負化合價之間有什么關(guān)系
【答案】|+6|+|-2|=8。
(3)硒在發(fā)生化學反應(yīng)中一般體現(xiàn)什么性質(zhì) 請用化學方程式寫出硒化鈉的形成過程。
【答案】得電子性質(zhì);Se+2NaNa2Se。
【核心歸納】
元素的化合價與原子最外層電子數(shù)之間的關(guān)系
1.一般情況下,元素的最高正化合價=最外層電子數(shù)(O、F除外)。
2.最低負化合價=最外層電子數(shù)-8(H除外)。
3.|最高正化合價|+|最低負化合價|=8(只有非金屬元素才有負價)。
4.最高正價與最低負價絕對值之差為0、2、4、6。
5.部分常見元素化合價的特點
(1)H元素:+1、-1、0價,如H2O、NaH、H2。
(2)F元素:-1、0價,如NaF、F2,氟元素無正價。
(3)O元素:常見有-2、-1、0價,如CaO、Na2O2、O2,氧元素無最高正價。
(4)金屬元素只有0價和正價,無負價。
(5)非金屬元素既有正價又有負價(F除外),非金屬元素的正價一般相差2,如Cl有+1、+3、+5、+7價;S有+4、+6價;C有+2、+4價。
【典型例題】
【例3】　下列各組元素中,最高正化合價為遞增順序的是(　　)。
A.C、N、O、F B.K、Mg、C、S
C.H、He、Li、Be D.P、S、Cl、Ar
【答案】B
【解析】根據(jù)元素的最高正化合價在數(shù)值上一般等于其最外層電子數(shù)及特殊元素的化合價來分析各選項。A項,C:+4價,N:+5價,O無最高正價,F無正價,錯誤;B項,K:+1價,Mg:+2價,C:+4價,S:+6價,正確;C項,H:+1價,He無最高正價,Li:+1價,Be:+2價,錯誤;D項,P:+5價,S:+6價,Cl:+7價,Ar無最高正價,錯誤。
【規(guī)律方法】
　注意掌握元素化合價的“三個二”
1.二“特殊”:F無正價,O無最高正價。
2.二“只有”:金屬只有0價和正價,只有非金屬才有負價。
3.二“等式”:對于主族元素,最高正價=最外層電子數(shù),|最低負價|+|最高正價|=8(除H、O、F外)。
【例4】　某元素化合價的最高正價與最低負價的絕對值之差為4,該元素的離子與和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
【答案】A
【解析】元素化合價的最高正價與最低負價的絕對值之差為4,則設(shè)該元素化合價的最高正價為x,則x-(8-x)=4,解得x=6,即該元素化合價的最高正價為+6價。A項,K2S中S元素化合價的最高正價為+6價,K+和S2-的核外電子排布相同且電子數(shù)均為18,符合題意。
【隨堂檢測】
1.原子序數(shù)為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
【答案】B
【解析】原子序數(shù)為3~10的元素,原子的電子層數(shù)都為兩層,A項錯誤;除了原子序數(shù)為10的稀有氣體元素原子外,原子序數(shù)為3~9的元素原子的核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,C項錯誤;因氧無最高正價、氟無正價,D項錯誤。
2.X元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H3XO4,則它對應(yīng)的氣態(tài)氫化物為(　　)。
A.HX B.H2X C.XH4 D.XH3
【答案】D
【解析】X元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H3XO4,說明X的最高價為+5價,則其最低負價為-3價,故其對應(yīng)的氫化物的化學式是XH3。
3.下列粒子半徑之比大于1的是(　　)。
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因為同一種元素的陽離子半徑比其原子半徑小,所以<1;因為電子層數(shù)越多,原子半徑越大,所以r(Mg)>r(Be),故>1;因為電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,所以r(S)4.X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑;Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同,Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)的關(guān)系是(　　)。
A.X>Y>Z B.Y>X>Z C.Z>X>Y D.Z>Y>X
【答案】D
【解析】已知電子層結(jié)構(gòu)相同的陽離子,核電荷數(shù)越多,元素的原子序數(shù)越大,陽離子半徑越小,故X元素的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù);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,故Z元素的原子序數(shù)大于Y元素的原子序數(shù)。由此得出三種元素原子序數(shù)的關(guān)系為Z>Y>X,D項正確。
5.在水溶液中,Y和S2-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Y+3S2-+6H+Y-+3S↓+3H2O。
(1)Y中Y元素的化合價是　　　　。
(2)Y元素原子的最外層電子數(shù)是　　　　。
(3)還原性:S2-　　　　Y-。
【答案】(1)+5價
(2)7
(3)>
【解析】(1)根據(jù)電荷守恒得(-n)+(-2)×3+1×6=-1,n=1,代入Y中求得Y的化合價為+5價。
(2)由(1)及化學方程式知,Y有+5、-1兩種化合價,但由于Y存在Y-,-1價則是Y元素的最低化合價,其最外層電子數(shù)=8-|最低化合價|=8-|-1|=7。由于不能確定+5價是否為Y元素的最高化合價,所以不能通過+5價確定Y元素原子的最外層電子數(shù)。
(3)在該反應(yīng)中還原劑為S2-,還原產(chǎn)物為Y-,故還原性S2->Y-。
2

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