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高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 元素周期律(第1課時(shí))學(xué)案 新人教版必修21

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高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 元素周期律(第1課時(shí))學(xué)案 新人教版必修21

元素周期律(第1課時(shí))【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解原子的核外電子能量高低與分層排布的關(guān)系。2了解核外電子分層排布的規(guī)律。3通過有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí),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)?!緦W(xué)習(xí)過程】1.核外電子排布(1)電子層:科學(xué)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(yùn)動(dòng)。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(hào)K、L、M、N、O、P、Q來表示。(2)核外電子排布的規(guī)律:能量最低原理:原子核外電子總是先排布在能量最低的電子層,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理),即排滿了K層才排L層,排滿了L層才排M層;原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子;原子最外層電子數(shù)不超過8(K層為最外層時(shí)不超過2);次外層最多能容納的電子數(shù)不超過18。(3)核外電子排布的表示方法:原子結(jié)構(gòu)示意圖:表示原子的核電荷數(shù)和核外電子在原子核外各電子層排布的圖示。例如:Na原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為:離子結(jié)構(gòu)示意圖:當(dāng)主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時(shí),電子層數(shù)減少一層,形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)(電子層數(shù)相同,每層上所排的電子數(shù)也相同)。例如:非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時(shí),形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。例如:【歸納總結(jié)】根據(jù)核外電子排布確定元素的種類2.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(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)的最外層電子數(shù)121122310218811183188 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(jià)的周期性變化: 原子序數(shù)化合價(jià)的變化121310+1 +4 +5-4 -11118+1+4 +5+7-4 -1 結(jié)論:隨著原子序數(shù)的遞增,最高正價(jià)由+1遞變到+7,從中部開始有負(fù)價(jià),從-4遞變至-1(稀有氣體元素化合價(jià)為零),元素化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化溫馨提示:元素主要化合價(jià)由元素原子的最外層電子數(shù)決定。金屬無負(fù)價(jià),O、F無正價(jià),一般,最高正價(jià)存在于氧化物及酸根,最低負(fù)價(jià)通常存在于氫化物中;主族元素最高正價(jià)數(shù)=最外層電子數(shù);最高正價(jià)+負(fù)價(jià)=8。(3)原子半徑的遞變規(guī)律:原子半徑由電子層數(shù)和核電荷數(shù)多少?zèng)Q定,它是反映結(jié)構(gòu)的一個(gè)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。原子序數(shù)原子半徑的變化310逐漸減小1117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)周期性變化溫馨提示:粒子半徑大小的比較規(guī)律(1)同周期“序大徑小”:同周期,從左到右,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸減小。如1117號(hào)元素:r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)同主族“序大徑大”:同主族,從上到下,最外層電子數(shù)相同時(shí),隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大。如:r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。(3)同元素“陰大陽小”:某原子與其離子半徑比較,其陰離子半徑大于該原子半徑,陽離子半徑小于該原子半徑。如:r(Na)r(Na);r(Cl)r(Cl)。(4)同結(jié)構(gòu)“序大徑小”:電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。如:r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。(4)同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律:Na、Mg、Al三種金屬元素的金屬性強(qiáng)弱比較元素鈉鎂鋁單質(zhì)與水反應(yīng)與冷水劇烈反應(yīng)與冷水反應(yīng)緩慢,與熱水反應(yīng)迅速單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)劇烈反應(yīng)劇烈反應(yīng),但較鎂慢最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式NaOHMg(OH) 2Al(OH)3堿性強(qiáng)堿中強(qiáng)堿兩性氫氧化物結(jié)論:鈉、鎂、鋁三種元素原子失去電子能力逐漸減弱Si、P、S、Cl四種非金屬元素的非金屬性的遞變規(guī)律元素硅磷硫氯單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸比H2SO4酸性強(qiáng)結(jié)論:第三周期的非金屬Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)。【歸納總結(jié)】 同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律:(以第三周期元素為例)在一個(gè)周期內(nèi)的元素,電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸增多,核對(duì)外層電子引力漸強(qiáng),使元素原子失電子漸難,得電子漸易,故有同一周期從左往右,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)的變化規(guī)律。原子序數(shù)1112131415161718元素符號(hào)NaMgAlSiPSClAr最外層電子數(shù)12345678原子半徑大-小 減小最高正化合價(jià)價(jià)12345670負(fù)化合價(jià)43210金屬性和非金屬性金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)【當(dāng)堂檢測】1.下圖微粒的結(jié)構(gòu)示意圖,正確的是()2.在原子的第n層電子層中,當(dāng)n為最外層時(shí),最多容納的電子數(shù)與(n1)層相同,當(dāng)n為次外層時(shí),其最多容納的電子數(shù)比(n1)層最多容納的電子數(shù)多10,則n層是()AN層 BM層 CL層 DK層3. 下列事實(shí)不能作為實(shí)驗(yàn)判斷依據(jù)的是()A鈉和鎂分別與冷水反應(yīng),判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱B鐵投入CuSO4溶液中,能置換出銅,鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅,判斷鈉與鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱C酸性H2CO3<H2SO4,判斷硫與碳的非金屬性強(qiáng)弱DF2與Cl2分別與H2反應(yīng),判斷氟與氯的非金屬性強(qiáng)弱4. 用“>”或“<”回答下列問題:(1)酸性:H2CO3_H2SiO3,H2SiO3_H3PO4。(2)堿性:Ca(OH)2_Mg(OH)2,Mg(OH)2_Al(OH)3。(3)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:H2O_H2S,H2S_HCl。(4)還原性:H2O_H2S,H2S_HCl。從以上答案中可以歸納出:元素的非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越_。元素的金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越_。元素的_性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)。元素的非金屬性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的還原性越_。5. 核電荷數(shù)小于18的三種元素X、Y、Z原子序數(shù)依次變小,原子核外電子層數(shù)之和是5。X元素原子的最外層電子數(shù)是Y和Z兩元素原子最外層電子數(shù)的總和;Y元素原子的最外層電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,X和Z可以形成化合物XZ3。請(qǐng)回答:(1)X元素的名稱是_;Y元素的名稱是_;Z元素的名稱是_。(2)化合物XZ3的化學(xué)式是_。(3)分別寫出X、Y的最高價(jià)含氧酸的化學(xué)式:_。答案與解析題號(hào)答案解析1AB中微粒結(jié)構(gòu)示意圖是Cl而不是Cl,C中Ar的原子結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為,D中K的原子結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為2B當(dāng)n為最外層時(shí),最多容納的電子數(shù)為8,故(n1)層最多容納8個(gè)電子,(n1)層應(yīng)為L層。當(dāng)n為次外層時(shí),其最多容納的電子數(shù)比(n1)層最多容納的電子數(shù)多10,說明(n1)層不是K層,而是L層,則n層為M層3BNa的金屬活動(dòng)性太強(qiáng),與溶液反應(yīng)時(shí)先與H2O反應(yīng),故B項(xiàng)不能作為判斷依據(jù)4(1)><(2)>>(3)><(4)<>強(qiáng)強(qiáng)非金屬弱(1)可根據(jù)非金屬性強(qiáng)弱判斷對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱,非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),C、Si同主族,C的非金屬性強(qiáng),P、Si同周期,P的非金屬性強(qiáng);(2)Ca、Mg同主族,Ca的金屬性強(qiáng),Mg、Al同周期,Mg的金屬性強(qiáng),故金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃a>Mg>Al,所以堿性強(qiáng)弱順序?yàn)镃a(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3;(3)非金屬性:O>S、Cl>S,所以氫化物穩(wěn)定性:H2O>H2S,HCl>H2S;(4)非金屬性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)氫化物的還原性越弱,故還原性:H2O<H2S,H2S>HCl5(1)氮碳?xì)?2)NH3(3)HNO3、H2CO3因?yàn)閅元素原子的最外層電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,所以Y可能為He、C、S,又由X、Y、Z的原子序數(shù)依次減小,且電子層數(shù)之和為5,所以Y只能為C,X的電子層數(shù)為2,Z只能為H,又因?yàn)閄與Z可形成化合物XZ3,故X為N

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