第2節(jié)元素周期律和元素周期表第1課時(shí)元素周期律1．掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。2．了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化。知識(shí)清單元素周期律及其實(shí)質(zhì)

1．原子序數(shù)(1)含義：元素在________中的符號(hào)。(2)與其他量的關(guān)系原子序數(shù)＝____________＝________＝________。2．元素周期律的內(nèi)容隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的____________、________、__________等均呈周期性變化。1．(1)元素周期表(2)原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核電荷數(shù)核外電子數(shù)2．最外層電子排布原子半徑元素化合價(jià)3．元素周期律的含義元素的性質(zhì)隨著元素_____的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。4．變化規(guī)律(1)隨著原子序數(shù)的遞增，原子的核外電子排布呈現(xiàn)以下規(guī)律性變化：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)1～2__________→__________3～10__________→__________11～18__________→__________結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的____________呈現(xiàn)從1個(gè)遞增到8個(gè)(第一周期例外)即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的周期性變化3．原子序數(shù)4．(1)112221883188最外層電子數(shù)(2)隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)出以下變化規(guī)律

原子序數(shù)原子半徑的變化3～90.152nm→0.071nm____→小11～170.186nm→0.099nm____→____結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子____呈現(xiàn)周期性變化說(shuō)明：由于稀有氣體的原子半徑和其他元素的原子半徑測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不同，所以課本中沒(méi)有給出其半徑數(shù)值。(2)大大小半徑(3)隨著原子序數(shù)的遞增，元素主要化合價(jià)變化的規(guī)律性原子序數(shù)化合價(jià)的變化1～2____→____3～10正化合價(jià)：____→____負(fù)化合價(jià)：____→－1→011～18正化合價(jià)：____→____負(fù)化合價(jià)：____→－1→0結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的主要______呈現(xiàn)依次升高的周期性變化(3)＋10＋1＋5－4＋1＋7－4化合價(jià)特別提示：①稀有氣體原子核外電子排布已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，既不易得到電子也不易失電子，故其常見化合價(jià)為零。②氧無(wú)最高正價(jià)，氟無(wú)正價(jià)，金屬全部顯正價(jià)。③同一周期從中間開始出現(xiàn)負(fù)價(jià)，最低負(fù)價(jià)數(shù)＝8－最外層電子數(shù)。應(yīng)用思考：根據(jù)元素周期律的內(nèi)容，試比較K原子和Ca原子的半徑大??？提示：根據(jù)原子半徑的周期性變化規(guī)律，可判斷r(K)>r(Ca)

綜合拓展原子(離子)半徑大小的規(guī)律(1)電子層數(shù)相同的原子，最外層電子數(shù)越少，原子半徑越大(稀有氣體除外)。如鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯原子的電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)依次增多，則原子半徑：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。(2)最外層電子數(shù)相同的原子或離子，電子層數(shù)越多，原子半徑或離子半徑越大。如氫、鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁原子或離子的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，則原子半徑：r(H)＜r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)＜r(Fr)；離子半徑：r(H＋)＜r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)＜r(Fr＋)。(3)徑小序大規(guī)律(或序小徑大規(guī)律)：核外電子排布相同的微粒，核電荷數(shù)(或原子序數(shù))越小，微粒半徑越大；核電荷數(shù)(或原子序數(shù))越大，微粒半徑越??；這個(gè)規(guī)律叫做徑小序大規(guī)律(或叫做序小徑大規(guī)律)。如氮離子、氧離子、氟離子、氖原子、鈉離子、鎂離子、鋁離子的核外電子排布相同，核電荷數(shù)依次增大，則r(N3－)＞r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(4)價(jià)高徑小規(guī)律：核電荷數(shù)相同的微粒，價(jià)態(tài)越高，半徑越小。如鐵原子、亞鐵離子和鐵離子，核電荷數(shù)相同，價(jià)態(tài)依次升高，則半徑：r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。又如氯離子和氯原子，核電荷數(shù)相同，價(jià)態(tài)依次升高，則半徑：r(Cl－)＞r(Cl)。(5)所有原子中，H的原子半徑最??；所有離子中，H＋的離子半徑最小。特別提示比較微粒半徑大小時(shí)，首先要確定微粒間的相同點(diǎn)，即微粒間的電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子排布是否相同，然后再利用規(guī)律進(jìn)行比較大小。嘗試應(yīng)用1.下列各種說(shuō)法中，正確的是（）A.元素的性質(zhì)隨著相對(duì)原子質(zhì)量的遞增呈周期性變化B.從Na到Ar，隨著原子序數(shù)的遞增原子半徑逐漸變小C.11號(hào)到17號(hào)元素化合價(jià)的變化，與3號(hào)到9號(hào)元素化合價(jià)的變化完全相同D.沒(méi)有元素原子核外電子排布的周期性變化，就沒(méi)有元素性質(zhì)的周期性變化解析：元素的性質(zhì)應(yīng)是隨著核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化，A項(xiàng)不正確；原子半徑的周期性變化，不包含稀有氣體元素的原子，因?yàn)橄∮袣怏w元素的原子半徑的測(cè)定與相鄰非金屬元素的依據(jù)不同，其數(shù)字不具有可比性，故B項(xiàng)不正確；11號(hào)到17號(hào)元素的最高正價(jià)從+1遞增到+7，而3號(hào)到9號(hào)元素的最高正價(jià)從+1遞增到+5，故C項(xiàng)不正確；由于元素原子核外電子排布的周期性變化，才有原子半徑、元素的主要化合價(jià)呈周期性變化，故D項(xiàng)正確。答案：D2．下圖為一些元素原子半徑規(guī)律性變化的示意圖。由此圖不能得出的下列結(jié)論是(不考慮稀有氣體元素)()A．當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越小，原子半徑越大B．當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多，原子半徑越大C．r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)D．原子電子層數(shù)越多，對(duì)應(yīng)的原子半徑越大解析：本題以圖片的形式展示原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，比較直觀?！半娮訉訑?shù)越多，原子半徑越大”是一種普通的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。理解這類問(wèn)題，最好的方法是列舉反例。根據(jù)圖像知，上一周期的最左邊原子半徑比下一周最右邊的原子半徑大，如r(Na)＞r(Br)，r(K)＞r(I)。所以，不能根據(jù)電子層數(shù)的多少判斷原子半徑的大小。答案：D知識(shí)清單元素周期律的意義

元素周期律的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)化學(xué)科學(xué)的重要成就之一，它極大地推動(dòng)了人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，指導(dǎo)著人們開展諸如預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)，尋找或合成具有特殊性質(zhì)的新物質(zhì)等科學(xué)研究工作。如門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言了三種新元素及其有關(guān)性質(zhì)，這三種元素隨后皆被發(fā)現(xiàn)，它們分別是1875年發(fā)現(xiàn)的鎵(Ga)、1879年發(fā)現(xiàn)的鈧(Sc)和1886年發(fā)現(xiàn)的鍺(Ge)，它們的原子量、密度和有關(guān)性質(zhì)都與門捷列夫的預(yù)言驚人的相似。元素周期律極大地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用思考：門捷列夫根據(jù)元素周期律，預(yù)言的元素成為現(xiàn)實(shí)，請(qǐng)說(shuō)明元素周期律作用？提示：在科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)中，可以運(yùn)用元素周期律做指導(dǎo)來(lái)尋找和合成具有特殊性質(zhì)的新元素。綜合拓展元素周期律的探究思路：特別提示元素種類多，逐一分析有困難，可以按照以上思路，找出規(guī)律，便于理解和掌握。嘗試應(yīng)用1.下列有關(guān)元素性質(zhì)遞變的敘述中，不正確的是（）A.Na、Mg、Al最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、Cl最高正化合價(jià)依次升高C.C、N、O原子半徑依次增大D.N、O、F負(fù)化合價(jià)依次為-3、-2、-1解析：本題主要考查對(duì)原子結(jié)構(gòu)、原子半徑、元素的最高正化合價(jià)和負(fù)化合價(jià)的變化規(guī)律。分析如下：答案：C2．隨著原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)增多的是()A．H、Be、AlB．He、O、NaC．C、F、S D．N、P、Cl解析：寫出每個(gè)原子的核外電子排布，便可找出答案。答案：A有關(guān)原子序數(shù)的考查

原子序數(shù)小于20的X元素能形成H2X和XO2兩種化合物，該元素的原子序數(shù)為()A．8B．12C．15D．16名師點(diǎn)睛：當(dāng)同一種元素既有正化合價(jià)又有負(fù)化合價(jià)時(shí)，一般是以負(fù)化合價(jià)為依據(jù)展開分析，原因是非金屬元素的正化合價(jià)往往有變價(jià)情況，而負(fù)化合價(jià)只有特殊情況下才有變化。變式訓(xùn)練1．下列各項(xiàng)給定原子序數(shù)的元素，不能形成原子數(shù)之比為1∶1穩(wěn)定化合物的是()A．3和17 B．1和8C．11和8 D．7和12解析：各選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的元素和構(gòu)成符合要求的化合物依次是：A選項(xiàng)，Li和cl，LiCl；B選項(xiàng)，H和O，H2O2；C選項(xiàng)，Na和O，Na2O2。只有D選項(xiàng)，N和Mg不能形成原子數(shù)之比為1∶1的穩(wěn)定化合物，而是形成Mg3N2。答案：D微粒半徑大小的比較

下列微粒半徑大小比較正確的是（）A．Na+<Mg2+<Al3+<O2-B．S2->Cl->Na+>Al3+C．Na<Mg<Al<SD．Cs<Rb<K<Na解析：四種離子核外電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)增多，離子半徑依次減小，即微粒半徑：Al3+<Mg2+<Na+<O2-,A項(xiàng)錯(cuò)誤；因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一個(gè)電子層，則S2-、Cl-半徑比Na+、Al3+大，再根據(jù)“序小徑大”的原則，則微粒半徑：S2->Cl->Na+>Al3+，B項(xiàng)正確；Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Na、K、Rb、Cs最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B變式訓(xùn)練2.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則A、B、C、D的原子半徑由大到小的順序是

，離子半徑由大到小的順序是

，原子序數(shù)由大到小的順序是

。解析：根據(jù)An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-四種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)及離子所帶的電荷數(shù)可確定出A、B、C、D在周期表中的位置關(guān)系：故原子序數(shù)由大到小的順序?yàn)锽>A>C>D；原子半徑A>B>D′>C′，又因原子半徑D′>D，C′>C，且D>C，故原子半徑A>B>D>C;根據(jù)具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的微粒，質(zhì)子數(shù)越大，半徑越小的規(guī)律可知，離子半徑D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。答案：A>B>D>CD(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+B>A>C>D1.下列關(guān)于元素周期律的敘述正確的是（）A．隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子總是從1到8重復(fù)出現(xiàn)B．隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子半徑從大到小（稀有氣體除外）發(fā)生周期性變化C．隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素最高正價(jià)從+1到+7、負(fù)價(jià)從－7到－1重復(fù)出現(xiàn)D．元素性質(zhì)的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化及元素主要化合價(jià)的周期性變化解析：A項(xiàng)錯(cuò)誤，第一周期He元素的最外層電子數(shù)為2個(gè)（所以應(yīng)說(shuō)除第一周期外為好）；C項(xiàng)錯(cuò)誤，負(fù)價(jià)是從-4價(jià)開始到-1價(jià)；D項(xiàng)錯(cuò)誤，原子核外電子排布的周期性變化是結(jié)構(gòu)上的變化，決定了元素的性質(zhì)的周期性變化。答案：B2．為了方便，人們經(jīng)常用次序來(lái)表述事物，像元素在元素周期表中的序號(hào)稱原子序數(shù)。已知元素的原子序數(shù)，可以推知該元素原子的()①質(zhì)量數(shù)②核電荷數(shù)③核外電子數(shù)④中子數(shù)⑤質(zhì)子數(shù)A．①③⑤ B．②③⑤C．①②③ D．②③④解析：元素的原子序數(shù)＝元素原子的核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。答案：B8．下列說(shuō)法正確的是()①所含質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相等的微粒一定是原子②凡質(zhì)量數(shù)相同的原子化學(xué)性質(zhì)必定相同③兩種微粒結(jié)構(gòu)中，如果核外電子排布相同，其化學(xué)性質(zhì)一定相同④兩個(gè)原子的核外電子排布相