時(shí)原子核外電子排布元素周期律學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1時(shí)時(shí) 原子核外電子排布原子核外電子排布(pi b)元素周期律元素周期律第一頁，共36頁。新課導(dǎo)入導(dǎo)入一: 1865年,英國化學(xué)家紐蘭茲把當(dāng)時(shí)已知的元素按相對(duì)原子質(zhì)量由小到大的順序進(jìn)行排列(pili),發(fā)現(xiàn)無論從哪一個(gè)元素算起,每到第八個(gè)元素就和第一個(gè)元素的性質(zhì)相近,很像音樂上的八度音循環(huán),他把元素的這種周期性叫做“八音律”,并畫出了標(biāo)示元素關(guān)系的“八音律”表。但是,條件限制了他作進(jìn)一步的探索,只是機(jī)械地按相對(duì)原子質(zhì)量由小到大將元素排列(pili)起來,故他沒能揭示出元素之間的內(nèi)在規(guī)律,一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)與他擦肩而過! 那么在現(xiàn)行元素周期表中,一百多種元素之間的內(nèi)在規(guī)律是什么呢?教師(jio

2、sh)參考第1頁/共36頁第二頁，共36頁。導(dǎo)入二:(1)第三周期元素包括哪些?(Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar)(2)元素周期表中的周期數(shù)和該周期元素原子的電子層數(shù)有何關(guān)系?主族元素原子的最外層電子數(shù)與該族的族序數(shù)有何關(guān)系?(周期數(shù)=原子的電子層數(shù);主族元素原子最外層電子數(shù)=族序數(shù))你知道元素原子核外電子排布(pi b)有哪些規(guī)律嗎?你會(huì)書寫前20號(hào)元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖嗎?讓我們?cè)诒竟?jié)課探索中尋找答案吧!第2頁/共36頁第三頁，共36頁。自主自主(zzh)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)課堂課堂(ktng)探究探究第3頁/共36頁第四頁，共36頁。自主自主(zzh)(zzh)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí) 讀讀教材教材學(xué)

3、基礎(chǔ)學(xué)基礎(chǔ)【課標(biāo)要求】1.了解原子的核外電子能量高低(god)與分層排布的關(guān)系。2.了解核外電子分層排布的規(guī)律。3.了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間的關(guān)系。4.理解元素周期律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)。第4頁/共36頁第五頁，共36頁。知識(shí)(zh shi)銜接1.堿金屬元素(yun s)2.鹵族(l z)元素第5頁/共36頁第六頁，共36頁。知識(shí)(zh shi)梳理一、原子(yunz)核外電子的排布(閱讀教材P1314,學(xué)習(xí)下列內(nèi)容)1.電子層的表示方法及能量變化由低到高 第6頁/共36頁第七頁，共36頁。2.原子核外電子(dinz)排布規(guī)律(1)能量規(guī)律:核外電子(dinz)總是先排布在能量 的電子(dinz)

4、層里。(2)數(shù)量規(guī)律:每個(gè)電子(dinz)層最多容納的電子(dinz)數(shù)為 。最外層不超過 (K層為最外層時(shí)不超過 )。次外層不超過 ,倒數(shù)第三層不超過32。3.原子核外電子排布的表示(biosh)方法原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖2n2最低8218電子層 層內(nèi)電子(dinz)數(shù) 質(zhì)子數(shù) 第7頁/共36頁第八頁，共36頁。(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)主族中的金屬元素失去最外層電子變?yōu)殡x子時(shí),形成與上一周期(zhuq)的稀有氣體元素相同的電子層結(jié)構(gòu)。非金屬元素的原子得電子形成簡(jiǎn)單離子時(shí),形成和同周期(zhuq)的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。如Mg2+和Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖:思考1Na原子

5、、H2O分子和Na+、Cl-核外電子(h wi din z)數(shù)分別等于多少?并以此總結(jié)核外電子(h wi din z)數(shù)與質(zhì)子數(shù)和離子所帶電荷數(shù)的關(guān)系?答案:Na原子:10e-;H2O分子:10e-;Na+:10e-;Cl-:18e-。原子、分子:核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子(h wi din z)數(shù);陽離子:核外電子(h wi din z)數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)-離子所帶電荷數(shù);陰離子:核外電子(h wi din z)數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)+離子所帶電荷數(shù)。第8頁/共36頁第九頁，共36頁?！咀晕覚z測(cè)】1.下列說法中肯定錯(cuò)誤的是( )A.某原子(yunz)K層上只有一個(gè)電子B.某原子(yunz)M層上電子數(shù)為L層上

6、的電子數(shù)的4倍C.某離子L層和M層上的電子數(shù)均為K層的4倍D.某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等2.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖中正確的是( )B A 第9頁/共36頁第十頁，共36頁。二、元素原子結(jié)構(gòu)的周期性變化(閱讀教材P1315,學(xué)習(xí)(xux)下列內(nèi)容)1.原子核外電子排布的變化規(guī)律原子序數(shù)為118的元素原子最外層電子數(shù)的變化規(guī)律:隨著原子序數(shù)(yunz xsh)的遞增,元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)從 到 的周期性變化。(12號(hào)元素除外)18第10頁/共36頁第十一頁，共36頁。2.原子(yunz)半徑的變化規(guī)律規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑(bnjng)呈現(xiàn) 的周期性變化。由大到小第11

7、頁/共36頁第十二頁，共36頁。三、元素性質(zhì)的周期性變化(binhu)及元素周期律(閱讀教材P1416,學(xué)習(xí)下列內(nèi)容)1.元素化合價(jià)的變化(binhu)規(guī)律以原子序數(shù)為118的元素為例研究化合價(jià)的變化(binhu),圖示如下:規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的化合價(jià)呈周期性變化(binhu)每周期的最高正價(jià): (O、F除外),負(fù)價(jià): 。+1+7-4-1第12頁/共36頁第十三頁，共36頁。2.元素金屬性和非金屬性的周期性變化(1)鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱(qin ru)與酸或水反應(yīng)置換出氫氣由易到難的順序?yàn)? 。最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? 。結(jié)論:金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? 。(

8、2)硅、磷、硫、氯元素的非金屬性強(qiáng)弱(qin ru)單質(zhì)與氫氣化合由易到難的順序?yàn)? 。氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? 。最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? . 。結(jié)論:非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? 。(3)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律隨著原子序數(shù)的遞增,金屬性逐漸 ,非金屬性逐漸 。NaMgAlNaOHMg(OH)2Al(OH)3NaMgAlCl2SPSiHClH2SPH3SiH4HClO4H2SO4H3PO4ClSPSi減弱(jinru)增強(qiáng)(zngqing)H4SiO4第13頁/共36頁第十四頁，共36頁。3.元素周期律(1)內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著 的遞增而呈周期性的變化。(

9、2)實(shí)質(zhì): 呈周期性變化的必然結(jié)果。思考2 請(qǐng)結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋同周期元素,隨著原子序數(shù)的遞增,元素金屬性減弱(jinru),非金屬性增強(qiáng)的原因。答案:因同周期元素原子的電子層數(shù)相同,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸減小,原子核對(duì)最外層電子的吸引能力依次增強(qiáng),失電子能力依次減弱(jinru),得電子能力依次增強(qiáng),故金屬性依次減弱(jinru),非金屬性依次增強(qiáng)。原子序數(shù)(yunz xsh)核外電子(h wi din z)排布第14頁/共36頁第十五頁，共36頁?！咀晕覚z測(cè)】1.元素的性質(zhì)呈周期性變化的根本原因是( )A.隨著元素相對(duì)原子(yunz)質(zhì)量的遞增,量變引起質(zhì)變B.元素的原子(yunz

10、)半徑呈周期性變化C.元素原子(yunz)的核外電子排布呈周期性變化D.元素的金屬性和非金屬性呈周期性變化2.下列敘述中,不正確的是( )A. P、S、Cl三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次增強(qiáng)B.Na、Mg、Al三種元素的原子(yunz)半徑依次減小C.F、Cl、Br三種原子(yunz)的核外電子層數(shù)依次增多D.N、O、F三種元素的非金屬性依次減弱C D第15頁/共36頁第十六頁，共36頁。探究探究(tnji)(tnji)一一教師(jiosh)參考120號(hào)元素原子的核外電子排布和10e-、18e-微粒(wil)的推斷課堂探究課堂探究 解疑難解疑難提能力提能力問題導(dǎo)引:1.你能說一下1

11、0e-微粒有哪些嗎?2.你能說一下18e-微粒有哪些嗎?第16頁/共36頁第十七頁，共36頁?！镜淅?】 已知:A、B、C、D分別是中學(xué)化學(xué)中常見的四種不同粒子(lz),它們之間有如圖的反應(yīng)關(guān)系:(1)如果A、B、C、D均是10電子粒子(lz),請(qǐng)寫出A的化學(xué)式。 (2)如果A和C是18電子的粒子(lz),B和D是10電子粒子(lz),請(qǐng)寫出A與B在溶液中反應(yīng)的離子方程式: 。 第17頁/共36頁第十八頁，共36頁。借題發(fā)揮 尋找10電子微粒(wil)和18電子微粒(wil)的方法1.10電子(dinz)微粒2.18電子(dinz)微粒第18頁/共36頁第十九頁，共36頁。備選(bi xun)

12、例題有V、W、X、Y、Z五種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中:只有X、Z是金屬元素;V和Z元素原子的最外層只有一個(gè)電子(dinz);W和Y元素原子的最外層電子(dinz)數(shù)相同,且W元素原子L層電子(dinz)數(shù)是K層電子(dinz)數(shù)的3倍;X元素原子的最外層電子(dinz)數(shù)是Y元素原子最外層電子(dinz)數(shù)的一半。由此推知(填元素符號(hào)):V是,W是,X是,Y是,Z是。解析:W元素原子(yunz)L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,L層電子數(shù)為6,W為氧元素;W和Y元素原子(yunz)的最外層電子數(shù)相同,則Y元素原子(yunz)的最外層電子數(shù)也為6,Y核電荷數(shù)比W大,且小于20

13、,Y為硫;Z是金屬元素且原子(yunz)的最外層只有一個(gè)電子,Z為鉀;V是非金屬元素且原子(yunz)的最外層只有一個(gè)電子,V是氫;X元素原子(yunz)的最外層電子數(shù)是Y元素原子(yunz)最外層電子數(shù)的一半,即為3,X為鋁。答案:HOAlSK第19頁/共36頁第二十頁，共36頁?！靖櫽?xùn)練】1.核電荷數(shù)小于18的某元素(yun s)X,其原子核外的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為(2n+1),原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是(2n2-1),則下列有關(guān)X的說法中不正確的是( )A.其最高正價(jià)為+3價(jià)B.其最低負(fù)價(jià)可能為-1價(jià)C.氫化物易溶于水D.是活潑(或較活潑)的非金屬元素(yun s)A解析:當(dāng)n=1時(shí),不

14、合理;當(dāng)n=2時(shí),最外層電子數(shù)是5,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是7,該元素為N;當(dāng)n=3時(shí),最外層電子數(shù)為7,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為17,該元素為Cl。根據(jù)(gnj)N和Cl的性質(zhì)推知,B、C、D均正確,A不正確。第20頁/共36頁第二十一頁，共36頁。2.下列敘述(xsh)中正確的是( )A.核外電子排布完全相同的兩種微粒,其化學(xué)性質(zhì)一定相同B.凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布C.核外電子排布相同的兩原子一定屬于同種元素D.陰離子的核外電子排布一定與上一周期稀有氣體元素原子的核外電子排布相同C 解析:Na+與Ne的結(jié)構(gòu)示意圖分別為 和 ,核外電子排布相同,但兩者核電荷(dinh)數(shù)不同,其化

15、學(xué)性質(zhì)也不同,A錯(cuò);主族元素單原子形成的離子不一定達(dá)到8電子或2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),如H+,B錯(cuò);核外電子排布相同的兩原子一定屬于同種元素,C正確;陰離子是非金屬元素原子得電子之后形成的,比上一周期稀有氣體元素原子多一個(gè)電子層,與同周期的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同,D錯(cuò)。第21頁/共36頁第二十二頁，共36頁。3.已知X、Y、Z都是短周期元素,它們的原子序數(shù)(yunz xsh)依次增大,X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相等,而Z原子的最外層電子數(shù)是次外層的3倍,Y和Z可以形成兩種以上氣態(tài)化合物,則下列說法錯(cuò)誤的是 ( )A.Y和Z可以組成一種Y和Z的質(zhì)量比為7 8的化合物B.X、Y、Z可以

16、組成一種鹽C.X和Z可以組成原子個(gè)數(shù)比分別為1 1和2 1常溫下呈液態(tài)的兩種化合物D.由X、Y、Z三種元素中的任意兩種組成的10電子微粒有2種D 解析(ji x):由題中信息易推出X、Y、Z分別是H、N、O。N、O可以組成NO,其中N、O兩種元素的質(zhì)量比為78,A正確;H、N、O可組成NH4NO3,B正確;H、O可組成H2O、H2O2兩種常溫下呈液態(tài)的化合物,C正確;H、N、O中的任意兩種元素組成的10電子微粒有H2O、NH3、 、OH-、H3O+等,D 錯(cuò)誤。4NH第22頁/共36頁第二十三頁，共36頁。探究探究(tnji)(tnji)二二教師(jiosh)參考問題導(dǎo)引:1.根據(jù)元素在周期表

17、中的相對(duì)位置,如何(rh)比較Na與Mg、Na與K、Mg與K原子半徑的大小?2.如何(rh)比較Cl-和Cl,Fe2+和Fe3+的半徑大小?3.O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的電子層結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)?如何(rh)比較這些微粒半徑的大小?微粒半徑大小的比較第23頁/共36頁第二十四頁，共36頁。【典例2】 下列微粒半徑大小比較(bjio)正確的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlSD.CsRbKNa答案(d n):B解析:A項(xiàng),4種離子核外電子數(shù)相同,即電子層結(jié)構(gòu)相同,隨著核電荷數(shù)增多(zn du),離子半徑依次減小,即Al3+Mg2+Na+Cl-Na+Al

18、3+,B項(xiàng)正確。第24頁/共36頁第二十五頁，共36頁。借題發(fā)揮 微粒半徑大小比較(bjio)的思維模型“一看”電子層數(shù) 當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí),一般電子層數(shù)越多,半徑越大。“二看”核電荷數(shù) 當(dāng)電子層數(shù)相同(xin tn)時(shí),如電子層結(jié)構(gòu)相同(xin tn)的離子,核電荷 數(shù)越大,半徑越小?！叭础焙送怆娮訑?shù) 當(dāng)核電荷數(shù)相同(xin tn)時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。第25頁/共36頁第二十六頁，共36頁。備選(bi xun)例題下列(xili)化合物中,陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是( )A.LiIB.NaBr C.KCl D.CsF解析(ji x):電子層數(shù)越多,半徑越大,故陰離子半徑大小

19、順序是I-Br-Cl-F-,陽離子半徑大小順序是Cs+K+Na+Li+,故陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是LiI。A 第26頁/共36頁第二十七頁，共36頁?！靖櫽?xùn)練】1.下列離子(lz)中半徑最大的是( )A.Na+B.Mg2+C.O2-D.F-解析:具有相同電子(dinz)層結(jié)構(gòu)的粒子,離子半徑隨著原子序數(shù)的遞增逐漸減小,Na+、Mg2+、O2-、F-都是10電子(dinz)微粒,因此離子半徑最大的是O2-,最小的是Mg2+。C 第27頁/共36頁第二十八頁，共36頁。2.下列坐標(biāo)軸中的x表示元素(yun s)的核電荷數(shù),其中y能表示F-、Na+、Mg2+、Al3+、S2-、Cl-的離

20、子半徑的是( )C 解析:核外電子數(shù)相同,則核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多半徑越小,則離子半徑為:F-Na+Mg2+Al3+,S2-Cl-,所以半徑:S2-Cl-F-Na+Mg2+Al3+,則離子半徑隨著原子序數(shù)的遞增先減小,后突然增大,再減小,C項(xiàng)的圖像(t xin)符合。第28頁/共36頁第二十九頁，共36頁。3.A、B、C、D是四種短周期元素,已知A、C同主族,B、D同周期,A的氣態(tài)氫化物比C的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定;B的陽離子比D的陽離子氧化性強(qiáng),若B的陽離子比C的陰離子少一個(gè)電子層,下列比較中正確的是( )A.原子序數(shù)(yunz xsh):ABCDB.原子半徑:DBCAC.離子半徑:r(Dx+)r(By+)

21、D.離子半徑:r(Am-)r(Cm-),r(Am-)r(Dx+)解析:由A的氣態(tài)氫化物比C的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定,可知A非金屬性較強(qiáng),A在C的上一周期;B的陽離子比D的陽離子氧化性強(qiáng),可知B金屬性較D弱,排在D的后面;由B的陽離子比C的陰離子少一個(gè)電子層,可知B、C在同一(tngy)周期,且B在元素周期表的左邊,C在元素周期表的右邊;綜上所述,確定A、B、C、D在元素周期表中的位置如圖,B正確。B第29頁/共36頁第三十頁，共36頁。實(shí)驗(yàn)提能二實(shí)驗(yàn)法比較元素(yun s)金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱 實(shí)驗(yàn)法比較元素(yun s)金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱一般通過三個(gè)反應(yīng)確定:第30頁/共36頁第三十一頁，共3

22、6頁?！镜湫屠}】 下列(xili)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)序號(hào)序號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康腁 AClCl2 2、BrBr2 2分別與分別與H H2 2反應(yīng)反應(yīng)比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱B B向向MgClMgCl2 2、AlClAlCl3 3溶液中分別滴加氨水溶液中分別滴加氨水比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱C C測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的H H2 2COCO3 3、H H2 2SOSO4 4的溶液的酸性強(qiáng)弱的溶液的酸性強(qiáng)弱比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱D DFeFe、CuCu分別與稀鹽酸反應(yīng)分別與稀鹽酸反應(yīng)

23、比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱解析:A項(xiàng),Cl2、Br2分別與H2反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)條件的難易,即可判斷出氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱;B項(xiàng),向MgCl2、AlCl3溶液中分別滴加氨水,MgCl2與NH3H2O反應(yīng)生成 Mg(OH)2,AlCl3與NH3H2O反應(yīng)生成Al(OH)3,無法比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱;C項(xiàng),測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的H2CO3、H2SO4的溶液的酸性強(qiáng)弱,即判斷出酸性H2CO3NaMgAl,所以與鹽酸反應(yīng)最劇烈的是鉀,與鹽酸反應(yīng)最慢的是鋁。(2)利用堿性比較元素的金屬性強(qiáng)弱時(shí),一定要用金屬元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較,NH3H2O不是N元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,所以根據(jù)NaOH的堿性大于NH3H2O,繼而(j r)驗(yàn)證Na的金屬性大于N的設(shè)計(jì)不合理?！咀兪骄毩?xí)】 某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(gul),設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)。.(1)將鈉