新人教版必修2高中化學元素周期律 學案

元素周期律學案1、核外電子排布2、元素周期律二.重點、難點：1、了解元素原子核外電子排布。2、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。三.教學過程：（一）核外電子排布原子是由原子核和電子構(gòu)成的，原子核的體積很小，僅占原子體積的幾千億分之一，電子在原子內(nèi)有“廣闊”的運動空間。在這“廣闊”的空間里，核外電子是怎樣運動的呢?1、電子層的劃分科學研究證明，電子的能量是不相同的，它們分別在能量不同區(qū)域內(nèi)運動。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層，分別用n=1、2、3、4、5、6、7來表示從內(nèi)到外的電子層，并分別用符號K、L、M、N、O、P、Q來表示。電子層（n）1、2、3、4、5、6、7電子層符號K、L、M、N、O、P、Q離核距離近遠能量高低低高2、核外電子的排布規(guī)律（1）電子總是從能量最低的電子層排起,然后由里往外，從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層)。（2）各層最多能容納的電子數(shù)目為2n2（n為電子層數(shù)）。電子層序號1234567代表符號KLMNOPQ最多電子數(shù)281832507298（3）最外層最多能容納的電子數(shù)目為8（K層為最外層，不超過2個電子），次外層電子數(shù)目不超過18，倒數(shù)第三層不超過32個電子。3、核外電子排布的表示方法（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖：氯原子，圓圈內(nèi)表示原子的質(zhì)子數(shù)，要注意正號；弧線表示電子層，弧線內(nèi)數(shù)字表示該層中的電子數(shù)。離子結(jié)構(gòu)示意圖中各符號含意一樣，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-：（2）電子式：電子式是在元素符號周圍用小黑點或“×”的數(shù)目表示該元素原子的最外層電子數(shù)的式子。小黑點或“×”的數(shù)目即為該原子的最外層電子數(shù)。4、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通常，我們把最外層8個電子(只有K層時為2個電子)的結(jié)構(gòu)，稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如稀有氣體的原子就是上述結(jié)構(gòu)，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。當元素原子的最外層電子數(shù)小于8(K層小于2)時，是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在化學反應中，具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子，總是“想方設(shè)法”通過各種方式使自己的結(jié)構(gòu)趨向于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般少于4個，在化學反應中比較容易失去電子達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出金屬性；而非金屬元素的最外層一般多于4個電子，在化學反應中易得到電子而達到8個電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以非金屬元素表現(xiàn)出非金屬性。[練習1]判斷下列示意圖是否正確？為什么？A、B、C、D均錯。A、B違反了最外層電子數(shù)為8的排布規(guī)律，C的第一電子層上應為2個電子，D項不符合次外層電子數(shù)不超過18的排布規(guī)律。[練習2]寫出下列離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖：Mg2+F-Br-Ca2+Mg2+（二）元素周期律1、原子的電子層排布的周期性：原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時的最外層電子數(shù)1～211223～1021

8811～1831

88結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)由1遞增至8（若K層為最外層則由1遞增2），元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。2、化合價的周期性變化：原子序數(shù)化合價的變化1～2＋1

3～10+1+4+5-4-111～18+1+4+5+7-4-1結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，最高正價由+1遞變到+7，從中部開始有負價，從-4遞變至-1（稀有氣體元素化合價為零），元素化合價呈現(xiàn)周期性變化。[小結(jié)]元素主要化合價由元素原子的最外層電子數(shù)決定。（1）金屬無負價，O、F無正價，一般，最高正價存在于氧化物及酸根，最低負價通常存在于氫化物中。（2）主族元素最高正價數(shù)=最外層電子數(shù)（3）│最高正價│+│負價│=8⊙3、原子半徑的遞變規(guī)律：原子序數(shù)原子半徑的變化3～10逐漸減小11～17逐漸減小結(jié)論：同一周期，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑逐漸減小，呈現(xiàn)周期性變化。[小結(jié)]原子半徑由電子層數(shù)和核電荷數(shù)多少決定，它是反映結(jié)構(gòu)的一個參考數(shù)據(jù)。同主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大。同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小?！镜湫屠}】例1．下列說法正確的是（）A．原子序數(shù)越大，原子半徑一定越大

B．電子層數(shù)越多的原子半徑一定比電子層數(shù)少的原子半徑大

C．元素性質(zhì)的周期性變化不是元素性質(zhì)的簡單重復

D．按C、N、O、F的順序，元素的最高正價依次升高分析：原子半徑隨原子序數(shù)的遞增不是一直增大下去，而是呈周期性變化，故A不正確，原子半徑的大小受電子層數(shù)、核電荷數(shù)及核外電子數(shù)等因素的影響，其中電子層數(shù)是主要的，但不是唯一因素，例如，Cl原子比Li多一個電子層，但原子半徑RLi＞RCl，故B不正確，元素性質(zhì)的周期性變化不是簡單的重復變化，變化的程度不同，變化的起點和終點不同，故C是正確的，氟是最活潑的非金屬元素，它只有負價，沒有正價；氧的非金屬性也很強，很少有正價，一般只有負價，故D不正確。答案為C。例2．A元素原子核外電子數(shù)比B元素原子核外電子數(shù)少5個，且A元素原子L層比B元素原子L層少3個電子，則A，B兩元素形成的化合物可表示為（）A．A3B2B．A2B3C．AB3D．AB2分析：B元素原子的L層比A元素原子多3個電子，而電子總數(shù)比A元素多5個，說明B元素的L層已充滿，且下一層M層有5－3=2個電子，則B為＋2價，A為－3價，AB形成的化合物化學式為B3A2或A2B3，故B正確。答案為B。例3．下列有關(guān)敘述正確的是（）A．元素的化學性質(zhì)隨著相對原子質(zhì)量的遞增而呈周期性變化B．元素周期律的實質(zhì)是因為元素原子最外層電子數(shù)由1→8周期性的變化而引起的C．半徑由大到小氧化性由弱到強的是：K+、Mg2+、Al3+、H+，而還原性由弱到強的則具I-、Br-、Cl-、F-D．某元素R的最高價氧化物化學式為：R2O5，又知R的氣態(tài)氫化物中含氫8.8％，則R的相對原子質(zhì)量為28分析：本題考查元素周期律的確切含義和實質(zhì)，以及隨粒子半徑變化，其氧化性、還原性的變化規(guī)律。按相對原子質(zhì)量，，而，兩元素都有五個電子層，但最外層電子數(shù)是6個，而是7個。如果按相對原子質(zhì)量大小順序排列，與應該互換位置，而這又造成了元素性周期性變化的改變。因此，按元素的相對原子質(zhì)量大小順序排列不是元素性質(zhì)呈周期性變化的依據(jù)。因此A項不正確。B項正確。C項從離子結(jié)構(gòu)分析：故離子半徑大小順序為。對比它們的氧化性，根據(jù)學過的金屬活動性順序表，它們原子的還原性由鉀到氫逐漸減弱，反過來它們離子的氧化性逐漸增強。命題信息是正確的，但題中后半部，、、、半徑是逐漸減小。、、、還原性應由強到弱。而題中卻說：“還原性由弱到強的則是、、、”是錯誤的。故C項不正確。D項某元素最高價氧化物化學式為，則R為+5價，負價應為價，其形成氣態(tài)氫化物為。根據(jù)已知，，，排除D項。答案為B。例4．有X1、X2兩種元素，已知X2原子中L層電子數(shù)是M層電子數(shù)的4/7，而X1原子M層電子數(shù)是X2原子M層電子數(shù)的1/2，X1、X2的單質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學反應，其生成物的分子式為________。分析：解題思路是從電子層結(jié)構(gòu)特征先推出元素所在的周期數(shù)和族數(shù)，再確定元素名稱，進一步推知元素所形成的單質(zhì)相互反應的產(chǎn)物。答案：X2元素原子中M層電子數(shù)只能為7的整數(shù)倍，M層有電子，電子，X2即為第四周期、第VIII族的鐵元素。X1原子M層電子數(shù)：生成FeCl3。例5．某元素R的氣態(tài)氫化物的式量為34，最高價氧化物的式量為142．求該元素的氣態(tài)氫化物和最高價氧化物的化學式。分析：求元素的氣態(tài)氫化物和最高價氧化物化學式必須要知道該元素的負化合價和最高正化合價，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識可知元素的負化合價的絕對值與最高正化合價之和等于8?？稍O(shè)：該元素的最高正價數(shù)值為X，那么該元素的負價絕對值為8－X，氣態(tài)氫化物的化學式為H（8-x）R，最高價氧化物的化學式為R2OX(X為奇數(shù))，或為ROX/2(X為偶數(shù))；R的相對原子質(zhì)量為A。根據(jù)題意有：8－X＋A=34…(1)16X＋2A＝142…(2)8X＋A＝142…(3)將(1)式與(2)式聯(lián)立解所得X的值為5，氣態(tài)氫化物的化學式為RH3，最高價氧化物的化學式為R2O5。將(1)式與(3)式聯(lián)立解所得X的值不合題意。答案為：氣態(tài)氫化物的化學式為RH3，最高價氧化物的化學式為R2O5。例6．種短周期的元素X和Y，可組成化合物XY3，當Y的原子序數(shù)為m時，X的原子序數(shù)可能是①m－4②m＋4③m＋8④m－2⑤m＋6，其中正確的是（）A．①②

B．①②③

C．①②⑤D．①②③④⑤分析：化合物的化學式是由組成原子的化合價來確定的，反之由化學式也可推知組成原子的化合價和其原子結(jié)構(gòu)及在周期表中的位置。本題依據(jù)化學式XY3，可推知X的化合價可能為：＋3、＋6、－3；Y的化合價可能為：－1、－2、＋1．當X為＋3價時，其原子最外層電子數(shù)為3，X為ⅢA族元素；類推Y為ⅦA族元素．當X和Y位于同周期時，X的原子序數(shù)應比Y的原子序數(shù)少4(即m－4)；當X位于Y前一周期時，X的原子序數(shù)應比Y的原子序數(shù)少12(即m－4－8)；當X位于Y后一周期時，X的原子序數(shù)應比Y的原子序數(shù)多4(即m－4＋8)．簡單歸納為：在短周期中，找出同周期的表達式m－4，再推廣到不同周期的表達式m－4±8(在原基礎(chǔ)上±8)。同樣方法推知：當X為＋6價時(X和Y處于同主族)，其表達式為m＋8；當X為－3價時，其表達式為m＋6(Y為H)。(注意第一周期元素的特殊性)。以上是按X的最高正價推斷X在周期表的位置，實際在中學還學過諸如PCl3……等物質(zhì)，由于磷的價態(tài)不是最高價，因此不能以此來推斷其在周期表中的位置。在PCl3中，磷元素在化合物中表現(xiàn)＋3價，但其最外層有5個電子，屬于VA族元素，X的原子序數(shù)表達式為m－2±8。綜上所知，D選項為正確選項。答案為D。例7．有aXn-和bYm+2種離子，其電子結(jié)構(gòu)相同，則（）A．a(chǎn)－n＝b＋mB．a(chǎn)＋m=b－nC．氧化物為YOmD．氫化物為HnX或XHn分析：aXn-的核外電子數(shù)為a＋n，bYm+的電子數(shù)為b－m，二者電選項B正確。由化合價規(guī)則知Ym+的化合價為＋m價，由它形成的氧化物化學式價，氫化物應為HnX或XHn，故D正確。本題正確選項BD。答案為BD。例8．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次相同，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＞ZC．Z＞X＞Y

D．Z＞Y＞X分析：根據(jù)原子序數(shù)和元素周期律推測原子和離子半徑大小，是正向思維。而本題是已知原子和離子半徑的大小，判斷原子序數(shù)大小的關(guān)系，是逆向思維。電子層結(jié)構(gòu)相同的陽離子，核電荷數(shù)大的則半徑小，具有相同的電子層數(shù)的原子，隨著原子序數(shù)增大，原子半徑遞減。根據(jù)題意，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，則X的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù)；Z和Y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元素的原子序數(shù)大于Y元素。由此得出三種元素原子序數(shù)的關(guān)系為Z＞Y＞X。答案為D?！灸M試題】（答題時間：35分鐘）一、選擇題1、某元素的原子核外有3個電子層，最外層有4個電子，該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為（）A、14B、15C、16D、172、原子核外的M電子層和L電子層最多容納的電子數(shù)的關(guān)系是（）A、大于B、小于C、等于D不能確定3、若aAn+與bB2-兩種離子的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則a的數(shù)值為()A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+24、下列有關(guān)敘述中錯誤的是（）A．元素的性質(zhì)隨著相對原子質(zhì)量的遞增而呈周期性變化B．兩個原子如果核外電子排布相同，一定是同一種元素C．原子的次外層電子數(shù)不一定是8個D．一切原子的原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的5、元素X的原子核外M電子層上有3個電子，元素的離子核外有18個電子，則這兩種元素可形成的化合物為（）A．B．C．D．6、A、B均為原子序數(shù)1～20的元素，已知A的原子序數(shù)為n，離子比離子少8個電子，則B的原子序數(shù)為（）A．n＋4B．n＋6C．n＋8D．n＋107、1～18號元素的離子中，原子核電荷數(shù)和離子最外層電子數(shù)相同的是（）A．B．C．D．8、1～18號元素中，原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相同的是（）A．氫B．鈹C．鋁D．氯9、在下列各組元素中，按核電荷數(shù)遞增而粒子半徑遞減的一組是A.F、Cl、Br B.P、S、ClC.Na、Al、F D.Na+、K+、Rb+10、X元素原子最外層有7個電子，Y元素原子最外層有2個電子，X、Y兩元素形成化合物的化學式是（）A.Y2X7 B.Y7X2 C.Y2X D.YX211、下列各組指定原子序數(shù)的元素，不能形成AB2型化合物的是（）A.6和8 B.16和8 C.12和9 D.11和612、已知元素的原子序數(shù)，可推斷元素原子的（）①質(zhì)子數(shù)②中子數(shù)③質(zhì)量數(shù)④核電荷數(shù)⑤核外電子數(shù)A.①②③ B.①④⑤ C.②③④ D.③④⑤13、元素性質(zhì)呈周期性變化的原因是（）A.相對原子質(zhì)量逐漸增大B.核電荷數(shù)逐漸增大C.核外電子排布周期性變化D.元素的化合價呈周期性變化14、元素R的最高價含氧酸化學式為，則在氣態(tài)氫化物中，R元素的化合價為（）A.B.C.D.二.填空題：1．某元素的核電荷數(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，該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 2．C原子L層上的電子數(shù)等于次外層上的電子數(shù)、電子層數(shù)，C是元素。3．元素A的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等，它形成的氣態(tài)氫化物在標準狀況下密度為，此氫化物的化學式為，則此元素的符號是，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，最高價氧化物對應的水化物化學式為。4．A、B、C三種元素的原子具有相同的電子層數(shù)，而B的核電荷數(shù)比A大2，C原子的電子總數(shù)比B原子電子總數(shù)多4。的單質(zhì)跟足量的反應可置換出（標準狀況下）的氫氣，這時A轉(zhuǎn)變成與氖原子具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子。試回答：（1）A是元素，B是元素，C是元素。（2）分別寫出A、B最高正價氧化物對應水化物跟C的氣態(tài)氫化物的水溶液反應的離子方程式，。（3）A離子的氧化性比B離子氧化性，這是由于。5．今有甲、乙、丙、丁四種元素。已知：甲元素是自然界中含量最多的元素；乙元素為金屬元素，它的原子核外K層、L層電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；丙元素的單質(zhì)及其化合物的焰色反應都顯黃色；氫氣在丁元素單質(zhì)中燃燒火焰呈蒼白色。(1)試推斷并寫出甲、乙、丙、丁四種元素的名