学年化学苏教必修2讲义专题1 微观结构与物质的多样性 第1单元 第2课时.docx

1、学年化学苏教必修2讲义专题1 微观结构与物质的多样性 第1单元 第2课时第2课时元素周期律学习目标核心素养建构1.通过分析118号元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的变化，总结出它们的递变规律，并由此认识元素周期律。2.初步认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。知 识 梳 理一、原子结构的周期性变化1原子序数(1)概念：按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫做原子序数。(2)数量关系：原子序数质子数核外电子数核电荷数。2原子结构变化规律 (1)原子最外层电子排布的规律性变化观察上图回答问题：从318号元素随着原子序数的递增，最外电子层上的电子数重复

2、出现从1递增到8的变化，说明元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。(2)元素原子半径的变化规律下表为原子序数为39和1117元素的原子半径：39号元素3Li(锂)4Be(铍)5B(硼)6C(碳)7N(氮)8O(氧)9F(氟)原子半径/pm15211188777066641117号元素11Na(钠)12Mg(镁)13Al(铝)14Si(硅)15P(磷)16S(硫)17Cl(氯)原子半径/pm18616014311711010499注：1 pm1012 m从上表可以得到：随着原子序数的递增，元素原子半径(稀有气体除外)呈现周期性变化。39号元素、1117号元素原子半径随着核电荷数的递增都逐渐减小

3、。【自主思考】1“118号元素的原子半径随着核电荷数的递增逐渐减小”这句话是否正确？为什么？提示不正确。39号元素，1117号元素的原子半径随着核电荷数的递增逐渐减小，变化规律是周期性的，而不是一直减小；2、10、18号等稀有气体元素的原子半径与其他元素的原子半径测定标准不同，不具有可比性。核电荷数小的元素其原子半径不一定小，如LiCl。2解释下列问题：(1)对于电子层数相同的原子，为什么其核电荷数越多，原子半径越小(稀有气体除外)?(2)最外层电子数相同的原子，原子半径的大小与什么因素有关？(3)原子序数越大，原子半径一定越大吗？提示(1)核电荷数越多，原子对核外电子的引力越大，原子半径越小

4、。(2)电子层数。原子最外层电子数相同时，原子电子层数越多，原子半径越大。(3)不一定。电子层数相同的原子，原子序数越大，原子半径越小；最外层电子数相等的原子，原子序数越大，原子半径就越大；电子层数不同，最外层电子数也不同的原子，原子序数越大，原子半径不一定越大。二、元素周期律1元素化合价填写下表：元素钠镁铝硅磷硫氯元素符号NaMgAlSiPSCl最外层电子数1234567最高正价1234567最低负价4321观察分析上表，可以得出：(1)元素的最高化合价 原子核外最外层电子数(O、F除外)；元素的最低化合价 原子核外最外层电子数8；(2)随着原子序数的递增，元素的最高正化合价由1递增到7(O

5、、F除外)，元素的最低负化合价按硅、磷、硫、氯的顺序，由4递增到1。2金属性和非金属性(1)金属性强弱比较按表中实验操作要求完成实验，并填写下表：实验操作实验现象实验结论在250 mL烧杯中加入少量水，滴加两滴酚酞溶液，再将一小块金属钠投入烧杯中钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液变红钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2将一小段镁条放入试管中，加入适量的水和酚酞溶液，观察现象加热试管加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为粉红色镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg2H2OMg(OH

6、)2H2在两支试管中分别加入镁条和铝片，再向试管中各加入2 mL 2 molL1盐酸两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中逸出气体的速率较快镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg2HCl=MgCl2H2，2Al6HCl=2AlCl33H2由上述实验可知：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是NaMgAl。钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2 Al(OH)3。钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为NaMgAl。(2)非金属性强弱比较填写下表空格：元素SiPSCl最高价氧化物的化学式SiO2P2O5SO3Cl2O7最

7、高价氧化物对应水化物的化学式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4酸性更强单质与H2反应的条件高温磷蒸气与H2能反应加热光照或点燃氢化物的稳定性不稳定不稳定受热分解稳定分析上表，回答下列问题：硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为ClSPSi。硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4H2SO4H3PO4 H2SiO3。硅、磷、硫、氯元素非金属性由强到弱的顺序为ClSPSi。3元素周期律(1)概念：元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。(2)内容：随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径(稀有气体除外)、

8、元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价都呈现周期性变化。(3)实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。【自主思考】3第3周期中元素的最高正价由1递增到7，第2周期中元素的最高正价是否也是由1递增到7?提示不是，第2周期中氧元素、氟元素只有负价，没有正价。4某元素的最高正价、最低负价与最外层电子数之间存在什么规律？提示最高正价最外层电子数；最低负价最外层电子数8。5根据你所知道的知识，判断元素的金属性、非金属性强弱依据有哪些？提示(1)金属性强弱的判断依据：单质与水或酸反应置换氢的难易；最高价氧化物对应的水化物碱性的强弱；单质间的相互置换。(2)非金属性强弱的判断

9、依据：与氢气化合的难易程度；气态氢化物的稳定性；最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱；单质间的相互置换。效 果 自 测1判断(1)随着原子序数的递增，最外层电子排布均呈现由1个电子递增至8个电子的周期性变化。()(2)原子序数越大，原子半径一定越小。()(3)最外层电子数：NaAl，原子半径：Na(2)【点拨提升】微粒半径大小主要由电子层数、核电荷数和核外电子数决定。1核电荷数相同，核外电子数越多，微粒半径越大。(1)r(阴离子)r(原子)：r(H)r(H)；(2)r(原子)r(阳离子)：r(H)r(H)；(3)r(低价阳离子)r(高价阳离子)：r(Fe2)r(Fe3)。2电子层数相同，核电荷数

10、越大，原子半径越小。r(Li)r(Be)r(B)r(C)r(N)r(O)r(F)；r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。3最外层电子数相同，电子层数越多，原子或离子半径越大：r(Li)r(Na)；r(F)r(Cl)。r(Li)r(Na)；r(O2)r(S2)。4核外电子数相同，核电荷数越多，离子半径越小。r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)；r(S2)r(Cl)r(K)r(Ca2)。关键提醒(1)微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。(2)稀有气体元素原子半径的测定依据与其他元素的不同，不便与其他元素

11、的原子半径作比较。【典题例证1】下列粒子半径大小比较正确的是()A原子半径：FCl B原子半径：钠硫氯 C离子半径：S2ClKCa2D第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小解析F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着原子序数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D错。答案B方法规律1.比较原子半径的方法如下：(1)具有相同电子层数的原子，随原子序数的递增，原子半径逐渐减小。(2)具

12、有相同最外层电子数的原子，随着电子层数的增加，原子半径逐渐增大。(3)比较电子层数和最外层电子数都不同的原子半径找对照原子比较。2离子半径比较时，先确定相关离子是属于哪种情况，再依据相关规律比较。(1)离子所带电荷相同、电子层数不同：电子层数越多半径越大；(2)离子电子层结构相同、核电荷数不同：核电荷数越大半径越小；(3)离子所带电荷、电子层结构均不相同：找对照离子进行比较。【学以致用1】已知120号元素的离子aA2、bB、cC2、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()A原子半径：ABCDB离子半径：C2DBA2C原子序数：dcbaD原子最外层电子数：ABDC解析A、B、C、D四种

13、元素在元素周期表中的相对位置为，所以原子半径BACD，A错；离子半径为C2DBA2，B对；原子序数为abdc，C错；最外层电子数DCAB，D错。答案B探究二、元素金属性、非金属性强弱比较【合作交流】2原子失去的电子数越多，元素的金属性越强，对吗？提示不对，元素金属性的强弱与失去电子的难易程度有关，与失去电子数的多少无关，如Na失去一个电子形成Na，Al失去三个电子形成Al3，但是Na的金属性强于Al。【点拨提升】1元素金属性强弱的比较方法比较方法结论根据原子结构原子半径越大(电子层数越多)，最外层电子数越少，元素的金属性越强金属单质与水(或酸)反应置换氢的难易越易置换出H2，元素的金属性越强最

14、高价氧化物水化物的碱性碱性越强，元素的金属性越强单质与同种非金属反应的难易单质越易反应，元素的金属性越强，如由反应FeSFeS, 2NaS=Na2S，知金属性：NaFe2.元素非金属性强弱的比较方法比较方法结论根据原子结构原子半径越小(电子层数越少)，最外层电子数越多，元素的非金属性越强单质与H2化合的难易(氢化物的稳定性)单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定，其对应元素的非金属性越强最高价氧化物水化物的酸性酸性越强，其对应元素的非金属性越强单质与同种金属反应的难易单质越易反应，元素的非金属性越强，如由反应CuCl2CuCl2,2CuSCu2S，知非金属性：ClS关键提醒元素的金属(非

15、金属)性是指元素原子失(得)电子能力。比较元素金属(非金属)性强弱，其实质是看元素原子失去(得到)电子的难易程度，越容易失去(得到)电子，元素的金属性(非金属性)越强。【典题例证2】(1)研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是_。a比较这两种元素的单质的硬度和熔点bMg(OH)2属于中强碱，Al(OH)3属于两性氢氧化物c将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用(2)某同学认为铝有一定的非金属性，下列化学反应中，你认为能支持该同学观点的是_。a铝片与盐酸反应放出氢气b氢氧化铝溶于强碱溶液c氢氧化铝溶于

16、强酸溶液d铝热反应解析(1)a项不可以，单质熔、沸点与元素的金属性强弱无关；b项可以，Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强，进而说明26Mg比26Al金属性强；c项可以，有镁带的热水中滴入酚酞溶液变为红色，有铝片的热水中滴入酚酞溶液不变色，说明镁与热水反应生成了Mg(OH)2，铝与热水反应不明显，证明26Mg比26Al金属性强；d项不可以，在空气中放置已久的镁和铝，都在表面形成致密的保护膜，使得镁和铝不能与热水接触发生化学反应，则该实验操作不可用作比较镁和铝的金属性强弱。(2)a项说明铝是较活泼的金属，但不能说明铝具有一定的非金属性；b项能说明氢氧化铝属于酸，即铝具有一定的非金属性；c项说明氢

17、氧化铝具有一定的碱性，铝具有金属性；d项说明铝的金属性较强，不能说明铝具有一定的非金属性。答案(1)bc(2)b解题感悟(1)其他方案：设计实验证明镁比铝的金属性强，除采用本题的b和c方案外，还通常采用的方案是：在相同温度下，取相同表面积的Mg条、Al条分别加入相同体积、相同物质的量浓度的稀盐酸，Mg比Al反应产生氢气快。(2)方法思路：可以从有关反应的难易、水溶液中的置换反应、金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、金属阳离子的氧化性、非金属阴离子或气态氢化物的还原性、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应的水化物的碱性(或酸性)的强弱等方面来判断。(3)易错提醒：以下则不能用于比较元素金属性的

18、强弱。单质或其化合物的物理性质；等物质的量的金属与足量稀盐酸反应中置换出H2的多少；原子在反应中失去电子数目的多少；原子最外层电子数的多少或元素的最高价的高低。【学以致用2】可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是()HCl的溶解度比H2S的大；HClO的氧化性比H2SO4的强；HClO4的酸性比H2SO4的强；HCl比H2S稳定；氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子；Cl2能与铁反应生成FeCl3，硫与铁反应生成FeS；Cl2可以从H2S溶液中置换出S；同浓度的HCl和H2S的水溶液，前者酸性强；HCl(或Cl)还原性比H2S(或S2)弱A BC D解析(1)溶解度与元素的

19、非金属性没有直接关系；应该用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强弱；元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数有关，还与电子层数等有关，电子层数少的原子不一定得电子能力强，元素的非金属性就不一定强；不能根据无氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。(2)最高价氧化物水化物的酸性强弱、气态氢化物的稳定性、非金属单质的氧化性及单质间的置换反应能说明元素非金属性的强弱。不同非金属单质与同一种变价金属反应后金属价态越高，非金属元素原子得电子能力越强，元素的非金属性越强。能说明氯的非金属性强于硫。非金属元素阴离子或氢化物的还原性越强，说明越易失电子，则对应的非金属元素原子得电子能力越弱。

20、能证明氯原子得电子能力强于硫，则氯的非金属性强于硫。答案D易错提醒判断元素非金属性强弱时应注意以下几点(1)单质或化合物物理性质方面的规律与元素的金属性或非金属性强弱无关。如不能用HCl的沸点比H2S高说明非金属性ClS。(2)含氧酸的氧化性强弱与元素的非金属性强弱无关。如不能用氧化性HClOH2SO4说明非金属性ClS。(3)非最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，无法比较元素非金属性的强弱。如不能用酸性HClOH2CO3说明非金属性ClCl。(5)无氧酸的酸性强弱与元素非金属性强弱无必然联系。如不能用酸性HClH2S说明非金属性ClS。(6)原子的最外层电子数或元素的最高正价数与元素的非金属性

21、没有必然关系。如不能用氯的最高价为7价而硫的最高价为6价，说明非金属性ClS。1元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质是()A元素的相对原子质量逐渐增大，量变引起质变B原子的电子层数增多C原子核外电子排布呈周期性变化D原子半径呈周期性变化解析考查元素周期律的本质，明确结构决定性质的规律。答案C2下列说法中正确的是()A元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化B元素的最高正化合价与元素原子核外电子排布有关C从LiF，NaCl，元素的最高化合价均呈现从1 价7价的变化D电子层数相同的原子核外电子排布，其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化解析元素性质

22、不包括核外电子排布，A错误；O无最高正价，F无正价，C错误；H、He的最外层电子数从1到2，D错误。答案B3某元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为()A4 B5C6 D7解析设该元素的最高正价为x，最低负价为y，则解得x6，y2因此该原子的最外层电子数为6。答案C4已知下列元素的原子半径为()原子NSOSi半径/1010 m0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A0.801010 m B1.101010 mC1.201010 m D0.701010 m解析磷的原子序数在S和Si之间，故半径应在这二者之间。答案B5下列各组元素性质的递变

23、情况错误的是()AB、C、N原子最外层电子数依次增多BNa、Mg、Al元素最高正价依次升高CLi、Be、B原子半径依次增大DBe、Mg、Ca的电子层数依次增多解析B、C、N原子的最外层电子数分别为3、4、5，A项正确；Na、Mg、Al元素的最高正价依次为1、2、3，B项正确；Li、Be、B属于第2周期的元素，原子半径依次减小，C项错误；Be、Mg、Ca的电子层数分别为2、3、4，D项正确。答案C课时作业基础巩固1下列关于元素周期律的叙述正确的是()A随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化C随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价

24、从1到7，最低化合价从7到1重复出现D元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化解析A项错误，K层为最外层时，原子最外层电子数只能从1到2，而不是从1到8；B项正确，是元素周期律的内容；C项中，最低化合价一般是从4到1，而不是从7到1；D项核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的根本原因，而不是其内容。答案B2下列说法正确的是()A原子的半径越小，其原子序数越大B最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子C金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况D元素的化合价越高，其金属性越强解析氢原子的半径最小，

25、原子序数也最小；氢原子相对于活泼金属Mg、Ca等失电子能力弱；元素的化合价与金属性强弱没有必然联系，A、B、D错误。答案C3下列叙述中，能证明A金属比B金属活动性强的是()AA原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少BA原子的电子层数比B原子电子层数多C1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多D常温时，A能从冷水中置换出H2，而B不能解析选项A中只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，不能确定A、B的金属性强弱；选项B中指出了A、B原子的电子层数的多少，但电子层数少的原子的金属性不一定比电子层数多的原子的金属性弱；选项C中说明了等物质的量的金属A、B与酸反应

26、生成氢气的多少，而没有说明反应的剧烈程度，与酸反应生成氢气多的金属活动性不一定强，如1 mol Al和1 mol Na分别与足量稀盐酸反应时，Al生成的氢气多，但Al不如Na活泼；选项D正确，只有很活泼的金属在常温下才能与冷水反应。答案D4下列各元素原子半径依次增大的是()ANa、Mg、Al BNa、O、FCP、Si、Al DC、Si、P解析电子层数相同的原子的原子半径，随核电荷数的增加逐渐减小，最外层电子数相同的原子的原子半径，随电子层数(或核电荷数)的增多而逐渐增大。答案C5下列微粒半径之比大于1的是()A B C D解析先据电子层数多半径大，判定D不符合；据同一元素阳离子半径必小于其原子半径，阴离子半径必大于其原子半径，判定A、B都不符合；再据：电子层结构相同的离子，有“序大径小”规律，r(O2)r(Na)，C符合。答案C6下列各组元素中，按最高正化合价递增顺序排列的是()C、N、FNa、Mg、