高中化學 專題1 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性 第1單元 核外電子排布與周期律 第2課時 元素周期律學案 蘇教版必修2

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1、 第2課時　元素周期律 學習目標：1.認識原子結(jié)構(gòu)的周期性變化。2.能夠以第3周期元素為例，說明同周期元素性質(zhì)的遞變情況。(重點)3.體會元素周期律在學習元素化合物知識與科學研究中的重要作用。 [自 主 預 習·探 新 知] 一、原子結(jié)構(gòu)的周期性變化 1．原子序數(shù) (1)概念：按核電荷數(shù)由小到大的順序給元素編號。 (2)數(shù)量關(guān)系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。 2．元素原子最外層電子數(shù)的變化規(guī)律 結(jié)論：隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素原子最外層電子數(shù)呈周期性變化。 3．原子半徑的周期性變化 電子層數(shù)相同的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑呈現(xiàn)由大到小的

2、周期性變化。 二、元素周期律 1．元素化合價的周期性變化 2．化合價變化規(guī)律 隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈周期性變化[每周期：最高正價：＋1→＋7(第2周期為＋5)，負價：－4→－1→0]。 微點撥：主族元素最高正化合價＝最外層電子數(shù)(O、F除外)，最低負化合價＝最外層電子數(shù)－8，|最高正化合價|＋|最低負化合價|＝8。 3．金屬性和非金屬性 (1)金屬性強弱比較 ①按表中實驗操作要求完成實驗，并填寫下表： 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 在250 mL燒杯中加入少量水，滴加兩滴酚酞溶液，再將一小塊金屬鈉投入燒杯中 鈉熔成小球，浮于水面，四處游動，有“嘶嘶”響

3、聲，反應后溶液變紅 鈉與冷水反應劇烈，反應的化學方程式為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ①將一小段鎂條放入試管中，加入適量的水和酚酞溶液，觀察現(xiàn)象 ②加熱試管 加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，溶液變?yōu)榉奂t色 鎂與冷水幾乎不反應，能與熱水反應，反應的化學方程式為Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 在兩支試管中分別加入鎂條和鋁片，再向試管中各加入2 mL 2 mol·L－1鹽酸 兩支試管內(nèi)都有無色氣泡冒出，但放鎂條的試管中逸出氣體的速率較快 鎂、鋁都能置換出酸中的氫，但鎂更容易，反應的化學方程式為Mg＋2HCl===Mg

4、Cl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 由上述實驗可知：鈉、鎂、鋁置換出水(或酸)中的氫時，由易到難的順序是Na>Mg>Al。 ②鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應的水化物的堿性由強到弱的順序為NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。 ③鈉、鎂、鋁的金屬性由強到弱的順序為Na>Mg>Al。 ④結(jié)論：元素金屬性越強，單質(zhì)越易從水或酸中置換出氫，該元素最高價氧化物的水化物的堿性越強。 (2)非金屬性強弱比較 填寫下表空格： 元素 Si P S Cl 最高價氧化物的化學式 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

5、最高價氧化物對應水化物的化學式及酸性 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中強酸 H2SO4 強酸 HClO4 酸性更強 單質(zhì)與H2反應的條件 高溫 磷蒸氣與H2能反應 加熱 光照或點燃 氫化物的穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 不穩(wěn)定 受熱分解 穩(wěn)定 分析上表，回答下列問題： ①硅、磷、硫、氯單質(zhì)與氫氣化合時條件由易到難的順序為Cl>S>P>Si。 ②硅、磷、硫、氯最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的順序為HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3。 ③硅、磷、硫、氯元素非金屬性由強到弱的順序為Cl>S>P>

6、Si。 ④結(jié)論：元素金屬性越強，單質(zhì)越易與H2反應形成氣態(tài)氫化物，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，該元素最高價氧化物的水化物的酸性越強。 4．元素周期律 (1)概念：元素的性質(zhì)隨著元素核電荷數(shù)的遞增呈周期性變化的規(guī)律。 (2)實質(zhì)：元素周期律是元素原子核外電子排布隨著元素核電荷數(shù)的遞增呈周期性變化的必然結(jié)果。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”) (1)隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子排布均呈現(xiàn)由1個電子遞增至8個電子的周期性變化。(　　) (2)原子序數(shù)越大，原子半徑一定越小。(　　) (3)任何元素均有正價和負價。(　　) (4)元素非金屬性越強，其氧

7、化物對應的水化物酸性越強。(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．下列說法中不正確的是(　　) A．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) B．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) C．金屬元素在化合物中只顯正價 D．同種元素的最高正價和最低負價的絕對值之和為8(O、F除外) B　[元素的最低負化合價的絕對值等于使原子達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需的電子數(shù)。] 3．對Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述正確的是(　　) A．堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 B．原子半

8、徑：Na＜Mg＜Al C．金屬性：Na＜Mg＜Al D．單質(zhì)的還原性：Al＞Mg＞Na A　[同周期元素從左到右最高價氧化物對應的水化物堿性減弱：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，故A正確；同周期元素從左到右原子半徑減?。篘a>Mg>Al，故B錯誤；同周期元素從左到右金屬性減弱：Na>Mg>Al，故C錯誤；同周期元素從左到右單質(zhì)的還原性減弱：Al<Mg<Na，故D錯誤。] [合 作 探 究·攻 重 難] 判斷粒子半徑的大小 [背景材料] 下表為原子序數(shù)為3～9號和11～17號元素的原子半徑： 3～9號元素 3Li (

9、鋰) 4Be (鈹) 5B (硼) 6C (碳) 7N (氮) 8O (氧) 9F (氟) 原子半徑/pm 152 111 88 77 70 66 64 11～17號元素 11Na (鈉) 12Mg (鎂) 13Al (鋁) 14Si (硅) 15P (磷) 16S (硫) 17Cl (氯) 原子半徑/pm 186 160 143 117 110 104 99 [思考交流] (1)分析上表數(shù)據(jù)，總結(jié)電子層數(shù)相同的原子，隨核電荷數(shù)增多，原子半徑有何變化規(guī)律？為什么？ 【提示】　電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多

10、，原子核對核外電子的吸引越強，原子半徑越小。 (2)分析上表數(shù)據(jù)，總結(jié)最外層電子數(shù)相同的原子，原子半徑的大小與什么因素有關(guān)？ 【提示】　最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，原子半徑越大。 (3)分析上表數(shù)據(jù)，判斷原子序數(shù)越大，原子半徑越大；原子半徑一定越大嗎？ 【提示】　不一定。電子層數(shù)相同的原子，原子序數(shù)越大，最外層電子數(shù)相等的原子，原子序數(shù)越大，原子半徑越大。電子層數(shù)不同，最外層電子數(shù)也不同的原子，原子序數(shù)越大，原子半徑不一定越大。 (4)根據(jù)上述問題總結(jié)怎樣比較微粒(原子或離子)半徑的大??？ 【提示】　微粒半徑比較要三看：一看電子層，二看最外層電子數(shù)，三看電子層排布，根據(jù)不同情

11、況及相應規(guī)律進行分析。 微粒半徑大小比較 微粒半徑大小主要由電子層數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)決定。 (1)核電荷數(shù)相同，核外電子數(shù)越多，微粒半徑越大。 ①r(陰離子)>r(原子)：r(H－)>r(H)； ②r(原子)>r(陽離子)：r(H)>r(H＋)； ③r(低價陽離子)>r(高價陽離子)：r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。 (2)電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。 r(Li)>r(Be)>r(B)>r(C)>r(N)>r(O)>r(F)； r(Na)>r(Mg)>r(Al)>

12、r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。 (3)最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)越多，原子或離子半徑越大： r(Li)<r(Na)；r(F)<r(Cl)。 r(Li＋)<r(Na＋)；r(O2－)<r(S2－)。 (4)核外電子數(shù)相同，核電荷數(shù)越多，離子半徑越小。 r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)；r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。 判斷元素金屬性、非金屬性的強弱 [背景材料] [思考交流] (1)在化學反應中，金屬原子

13、失電子越多，該金屬的金屬性越強，這句話正確嗎？試舉例說明。 【提示】　不正確。金屬性強弱的比較，是比較原子失去電子的難易，而不是失去電子的多少。如化學反應中，Na失去一個電子，而Al失去三個電子，但Na的金屬性強于Al的。 (2)能否根據(jù)HCl的酸性比H2S的強的事實推斷氯的非金屬性比硫的強？ 【提示】　不能。因為非金屬性應根據(jù)最高價氧化物對應水化物的酸性強弱判斷，或者根據(jù)氫化物穩(wěn)定性判斷。 判斷元素非金屬性強弱的4個誤區(qū) (1)比較元素金屬性、非金屬性強弱不能根據(jù)最外層電子數(shù)的多少或電子層數(shù)的多少，而應根據(jù)得失電子的難易程度。 (2)不能通過物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點、

14、溶解性等方面比較元素金屬性或非金屬性強弱。 (3)氫化物的穩(wěn)定性越強或還原性越弱，則元素的非金屬性越強，不能認為氫化物的酸性越強，元素的非金屬性越強。 (4)最高價氧化物的水化物酸性越強，元素非金屬性越強，不能認為某元素氧化物的水化物酸性越強，元素的非金屬性越強。 [當 堂 達 標·固 雙 基] 題組1　粒子半徑大小的比較 1．下列粒子半徑大小比較正確的是(　　) A．原子半徑：F>Cl B．原子半徑：鈉>硫>氯 C．離子半徑：S2－<Cl－<K＋<Ca2＋ D．第3周期元素的離子半徑從左到右逐漸減小 B　[F原子與C

15、l原子最外層電子數(shù)相同，隨著原子序數(shù)的遞增原子半徑逐漸增大，所以Cl的原子半徑大，A錯；鈉、硫、氯是具有相同電子層數(shù)的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，B正確；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，C錯；第3周期元素的陽離子半徑從左到右逐漸減小，但陰離子半徑大于陽離子半徑，D錯。] 2．下列各組元素中按微粒半徑遞增順序排列的是(　　) A．Li　K　Na B．Ba2＋　Ca2＋　Mg2＋ C．Ca2＋　K＋　Cl－ D．N　O　F C　[同周期元素從左到右原子半徑依次減小，即：N>O>F，D錯；同主族元素從上到下原子(離子)半徑依次增大，即：Li<

16、Na<K，Ba2＋>Ca2＋>Mg2＋，A、B錯；核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，C對。 ] 1．比較原子半徑的方法如下： (1)具有相同電子層數(shù)的原子，隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小。 (2)具有相同最外層電子數(shù)的原子，隨著電子層數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大。 (3)比較電子層數(shù)和最外層電子數(shù)都不同的原子半徑找對照原子比較。 2．離子半徑比較時，先確定相關(guān)離子是屬于哪種情況，再依據(jù)相關(guān)規(guī)律比較。 (1)離子所帶電荷相同、電子層數(shù)不同：電子層數(shù)越多半徑越大； (2)離子電子層結(jié)構(gòu)相同、核電荷數(shù)不同：核電荷數(shù)越大半徑越小； (3)離子所帶

17、電荷、電子層結(jié)構(gòu)均不相同：找對照離子進行比較。 題組2　元素化合價 3．以下有關(guān)元素化合價的說法不正確的是(　　) A．元素的化合價主要取決于元素原子的最外層電子數(shù) B．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) C．稀有氣體元素化學性質(zhì)很不活潑，很難與其他物質(zhì)反應，通常把它們的化合價看作零 D．第2、3周期元素的化合價中都是正價從＋1→＋7，負價從－4→－1 D　[第2周期中的O元素的最高正價不是＋6價，而F元素無正價。] 4．某元素的最高正價與最低負價的代數(shù)和為4，則該元素原子的最外層電子數(shù)為(　　) 【導學號：13572005】 A．4 B．5

18、 C．6 D．7 C　[設該元素的最高正價為x，最低負價為y，則解得x＝6，y＝－2，因此該原子的最外層電子數(shù)為6。] 元素化合價小結(jié) (1)H元素的化合價有＋1、－1、0價。 (2)F元素只有負價無正價。 (3)O元素有正價但無最高正價。 (4)金屬元素只有正價無負價。 (5)非金屬元素既有正價又有負價(F除外)。 (6)稀有氣體元素的化合價看作0。 題組3　元素金屬性、非金屬性強弱的判斷 5．用“>”或“<”回答下列問題： 【導學號：13572006】 (1)酸性：H2SO4______H4SiO4，H4SiO4______H

19、3PO4； (2)堿性：Ca(OH)2______Mg(OH)2______Al(OH)3； (3)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：H2S______PH3，H2S______HCl； (4)還原性：H2O________H2S，H2S________HCl。 從以上答案中可以歸納出： ①元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越________； ②元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的堿性越________； ③元素的非金屬性越強，其對應氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越________； ④非金屬性越強的元素形成的氣態(tài)氫化物的還原性越________。 【解析】　根據(jù)元素周期律判斷元素金屬性、非金屬性強弱，再由此判斷其單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)。 【答案】　(1)>　<　(2)>　>　(3)>　< (4)<　>?、購姟、趶姟、蹚姟、苋? 我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。