2018-2019版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表 第1課時(shí) 元素周期律學(xué)案 魯科版必修2.doc
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第1課時(shí) 元素周期律 一、元素周期律 1.原子序數(shù) (1)概念:元素在元素周期表中的序號(hào)。 (2)原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系:原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。 2.原子核外電子排布的周期性變化 原子序數(shù)為1~18的元素原子最外層電子數(shù)變化如下圖所示: 規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,同周期元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由1到8的周期性變化(第一周期除外)。 3.原子半徑的周期性變化 規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,同周期元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。 4.元素化合價(jià)的周期性變化 原子序數(shù)為1~18的元素化合價(jià)的變化,如下圖所示: 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,即每周期,最高正價(jià):+1到+7(O無最高正價(jià)、F無正價(jià)),最低負(fù)價(jià):-4到-1。 元素周期律 (1)含義:元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。 (2)實(shí)質(zhì):元素性質(zhì)周期性變化是核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化的必然結(jié)果。 例1 下列各組元素性質(zhì)的遞變情況錯(cuò)誤的是( ) A.Na、Mg、Al、Si的最外層電子數(shù)依次增多 B.Si、P、S、Cl的原子半徑依次減小 C.C、N、O、F元素的最高正化合價(jià)依次增大 D.F、Cl、Br、I的電子層數(shù)依次增多 答案 C 解析 同周期元素隨著原子序數(shù)增大,原子的最外層電子數(shù)依次增多,A選項(xiàng)正確;同周期元素隨著原子序數(shù)增大,原子半徑依次減小,B選項(xiàng)正確;F沒有正化合價(jià),O沒有最高正化合價(jià),C選項(xiàng)錯(cuò)誤;同主族元素隨著原子序數(shù)增大,電子層數(shù)依次增多,D選項(xiàng)正確。 思維啟迪——常見元素化合價(jià)的特點(diǎn) (1)F:-1、0價(jià),無正化合價(jià)。 (2)O:常見有-2、-1、0價(jià),如CaO、Na2O2、O2,氧無+6價(jià),只有在OF2中顯正化合價(jià)。 (3)H:+1、-1、0價(jià),如H2O、NaH、H2。 (4)金屬元素只有正價(jià)無負(fù)價(jià),非金屬元素既有正價(jià)又有負(fù)價(jià)(F除外),多數(shù)非金屬元素的正化合價(jià)出現(xiàn)變價(jià)。 例2 某元素X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是H2XO3,則X的簡單氣態(tài)氫化物的分子式為( ) A.HX B.H2X C.XH3 D.XH4 答案 D 解析 X元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2XO3,則X的最高正化合價(jià)為+4,說明X原子最外層有4個(gè)電子,最低負(fù)化合價(jià)為-4,形成的簡單氣態(tài)氫化物的分子式為XH4。 思維啟迪——元素最高價(jià)與最低價(jià)的關(guān)系 (1)元素最高正化合價(jià)=最外層電子數(shù)(O、F除外) (2)最低負(fù)化合價(jià)=最外層電子數(shù)-8(H除外) (3)|最高正化合價(jià)|+|最低負(fù)化合價(jià)|=8(O、F、H除外) 二、微粒半徑大小比較 1.同層——“序大徑小” 規(guī)律:電子層數(shù)相同,原子序數(shù)越大,原子半徑越小。 實(shí)例:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。 2.同最外層電子數(shù)——“序大徑大” 規(guī)律:最外層電子數(shù)相同,原子序數(shù)越大,原子(或離子)半徑越大。 實(shí)例:r(Li)<r(Na)<r(K),r(Li+)<r(Na+)<r(K+); r(F)<r(Cl)<r(Br),r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)。 3.同元素——“電多徑大” 規(guī)律:同種元素的不同微粒,其原子序數(shù)越多,半徑就越大。 實(shí)例:r(Na+)<r(Na),r(Cl-)>r(Cl);r(Fe2+)>r(Fe3+)。 4.同結(jié)構(gòu)——“序大徑小” 規(guī)律:電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,原子序數(shù)越大,離子半徑越小。 實(shí)例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。 (1)稀有氣體元素原子半徑的測量依據(jù)與其他原子半徑的測量依據(jù)不同,不能進(jìn)行比較。 (2)微粒電子層數(shù)和核電荷數(shù)、電子數(shù)都不相同時(shí),可以借助“橋元素”比較。如比較O和P原子半徑時(shí),P>N>O,或P>S>O。 例3 (2018雅安中學(xué)3月月考)下列各組元素中按微粒半徑遞增順序排列的是( ) A.K Na Li B.N O F C.Ca2+ K+ Cl- D.Ba2+ Ca2+ Mg2+ 考點(diǎn) 元素周期律 題點(diǎn) 粒子半徑的大小比較 答案 C 解析 原子最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多原子半徑越大,則原子半徑大小為Li<Na<K,A錯(cuò)誤;原子電子層數(shù)相同時(shí),原子序數(shù)越大,則原子半徑大小順序?yàn)镹>O>F,B錯(cuò)誤;離子電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,則離子半徑大小為Ca2+<K+<Cl-,C正確;離子的最外層電子數(shù)相同,離子電子層越多,離子半徑越大,則離子半徑大小為Ba2+>Ca2+>Mg2+,D錯(cuò)誤。 例4 已知原子序數(shù)小于18的元素的離子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則下列敘述正確的是( ) A.原子半徑:A>B>D>C B.離子半徑:C2->D->B+>A2+ C.原子序數(shù):d>c>b>a D.原子的最外層電子數(shù)目:A>B>D>C 答案 B 解析 由4種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)可得a-2=b-1=c+2=d+1,a>b>d>c,C項(xiàng)錯(cuò)誤;原子的最外層電子數(shù)目D>C>A>B,D項(xiàng)錯(cuò)誤;原子半徑B>A>C>D,A項(xiàng)錯(cuò)誤。 思維啟迪 電子層結(jié)構(gòu)相同的離子, 離子半徑:序大徑??; 原子最外層電子數(shù):陰多陽少; 原子序數(shù):陽大陰小。 1.元素的以下結(jié)構(gòu)與性質(zhì),隨著原子序數(shù)的遞增不呈周期性變化的是( ) A.化合價(jià) B.原子半徑 C.元素原子的最外層電子排布 D.相對原子質(zhì)量 答案 D 解析 元素的化合價(jià)、原子半徑、最外層電子排布等性質(zhì)都隨元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化,但相對原子質(zhì)量的決定因素是原子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)及同一元素的同位素原子在自然界中的百分?jǐn)?shù),故相對原子質(zhì)量不呈周期性變化。 2.元素X、Y、Z的電子層數(shù)相同,原子序數(shù)依次增大,下列敘述一定正確的是( ) A.X、Y、Z原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)依次增大 B.X、Y、Z的最高正化合價(jià)依次升高 C.X、Y、Z原子的原子半徑依次增大 D.X、Y、Z單質(zhì)的金屬活動(dòng)性依次增大 答案 A 解析 元素的原子序數(shù)等于原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),A項(xiàng)正確;氟沒有正價(jià),氧沒有最高正化合價(jià),B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子層數(shù)相同的原子,原子序數(shù)越大,原子半徑越小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;X、Y、Z中可能含有非金屬,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.某主族元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4,則該元素原子的最外層電子數(shù)為( ) A.4 B.5 C.6 D.7 答案 C 解析 設(shè)該元素的最高正價(jià)為x,最低負(fù)價(jià)為y,則解得x=+6,y=-2,因此該原子的最外層電子數(shù)為6。 4.(2017衡水高一檢測)下列粒子半徑之比大于1的是( ) A. B. C. D. 答案 B 解析 A項(xiàng),r(K+)<r(K),<1;B項(xiàng),r(Ca)>r(Mg),>1;C項(xiàng),r(S)<r(P),<1;D項(xiàng),r(Cl)<r(Cl-),<1。 5.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數(shù)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>Z C.Z>X>Y D.Z>Y>X 答案 D 解析 已知電子層結(jié)構(gòu)相同的陽離子,核電荷數(shù)大的則半徑小;具有相同電子層數(shù)的原子,隨著原子序數(shù)增大,原子半徑減小。根據(jù)題意,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,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Y和Z兩元素同周期,Z的原子序數(shù)大于Y的原子序數(shù)。由此得出三種元素原子序數(shù)的關(guān)系為Z>Y>X。 6.已知Y為1~18號(hào)元素。在水溶液中,YO和S2-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為YO+3S2-+6H+===Y-+3S↓+3H2O,YO中Y的化合價(jià)是________,Y元素原子的最外層電子數(shù)是__________,S2-的半徑__________(填“大于”或“小于”)Y-的半徑。 答案?。? 7 大于 解析 在氧化還原反應(yīng)中得電子總數(shù)與失電子總數(shù)是相等的,即化合價(jià)升高總數(shù)等于降低總數(shù)。硫元素化合價(jià)升高總數(shù)為23=6,則Y元素化合價(jià)降低總數(shù)也是6,由此可知YO中Y的化合價(jià)是+5價(jià);由Y-可知,Y原子得到1個(gè)電子變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu),故Y元素原子的最外層電子數(shù)是7;因?yàn)閅是1~18號(hào)元素,又屬于鹵族元素,則Y是Cl,而Cl-與S2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)但原子序數(shù)大于S2-,故其半徑小于S2-的半徑。 7.(1)有下列四種微粒:①O?、贜a ③Mg?、躈(用序號(hào)填空)。 Ⅰ.按原子半徑由大到小順序排列是_______________________________________________。 Ⅱ.微粒中質(zhì)子數(shù)小于中子數(shù)的是_________________________________________________。 Ⅲ.在化合物中呈現(xiàn)的化合價(jià)的數(shù)值最多的是_______________________________________。 Ⅳ.能形成X2Y2型化合物的是________,能形成X3Y2型的化合物的是________。 (2)已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則A、B、C、D的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__________________。 (3)X元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為H3XO4,則它對應(yīng)的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為________,R元素的氣態(tài)氫化物化學(xué)式為H2R,此元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式________。 答案 (1)Ⅰ.②>③>④>① Ⅱ.①②?、?④ Ⅳ.①② ③④ (2)D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+ B>A>C>D (3)XH3 H2RO4 解析 (1)Ⅰ.由O、N具有2個(gè)電子層,而Na、Mg具有3個(gè)電子層,因此Na、Mg的原子半徑大于O、N的原子半徑,而對于11Na、12Mg來說,由于Mg的核電荷數(shù)大,因此r(Na)>r(Mg),同樣r(N)>r(O),故原子半徑由大到小排列為r(Na)>r(Mg)>r(N)>r(O)。 Ⅱ.由N=A-Z得中子數(shù)分別為N(O)=10、N(Na)=12、N(Mg)=12、N(N)=7。 Ⅳ.能形成X2Y2型化合物,則X可呈+1價(jià)而Y呈-1價(jià),故為Na2O2;能形成X3Y2型化合物,則X呈+2價(jià),Y呈-3價(jià),故為Mg3N2。 (2)當(dāng)微粒具有相同電子層數(shù)時(shí),核電荷數(shù)越大,核對最外層電子的吸引力就越大,其微粒半徑就越小。設(shè)An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-具有電子數(shù)為x,則質(zhì)子數(shù)分別為x+n、x+(n+1)、x-n、x-(n+1),故離子半徑由大到小的順序?yàn)镈(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。 (3)X元素的最高正價(jià)是+5價(jià),則其最低化合價(jià)為-3價(jià),故X元素氫化物的化學(xué)式為XH3;R的最低化合價(jià)為-2價(jià),其最高化合價(jià)為+6價(jià),此元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2RO4。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一 元素性質(zhì)變化規(guī)律及應(yīng)用 1.(2017濟(jì)南高一檢測)結(jié)合元素周期律的知識(shí)分析下列說法,其中正確的是( ) A.原子序數(shù)為15的元素的最高化合價(jià)為+5 B.隨著元素原子序數(shù)的遞增,原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復(fù)出現(xiàn) C.隨著元素原子序數(shù)的遞增,元素的最高化合價(jià)從+1到+7,最低化合價(jià)從-7到-1重復(fù)出現(xiàn) D.B、C、N、O、F最高正價(jià)依次增加 答案 A 解析 A項(xiàng),P原子最外層為5個(gè)電子,最高化合價(jià)為+5,正確;B項(xiàng),H、He電子由1個(gè)到2個(gè),錯(cuò)誤;C項(xiàng),F(xiàn)無正價(jià),負(fù)價(jià)從-4到-1,錯(cuò)誤;D項(xiàng),O無最高正價(jià),F(xiàn)無正價(jià),錯(cuò)誤。 2.(2017濰坊高一檢測)下列關(guān)于各組元素性質(zhì)的遞變情況描述錯(cuò)誤的是( ) A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增大 B.P、S、Cl元素最高正價(jià)依次升高 C.N、O、F原子半徑依次增大 D.Na、K、Rb的電子層數(shù)逐漸增多 答案 C 3.如圖中橫坐標(biāo)均表示11~17號(hào)元素按由小到大順序排列的原子序數(shù)。根據(jù)圖像變化趨勢判斷,縱坐標(biāo)表示其最高化合價(jià)的是( ) 答案 C 解析 11~17號(hào)元素,隨原子序數(shù)的遞增,最高化合價(jià)從+1→+7。 4.元素X、Y可組成化學(xué)式為XY3的化合物,則X、Y的原子序數(shù)不可能是( ) A.3和9 B.7和1 C.13和17 D.15和17 答案 A 解析 A項(xiàng),兩元素分別為Li、F,只能形成化合物L(fēng)iF;B項(xiàng),兩元素分別為N、H,可形成NH3分子;C項(xiàng),兩元素分別為Al、Cl,能形成化合物AlCl3;D項(xiàng),兩元素分別為P、Cl,可形成PCl3和PCl5兩種化合物。 5.(2017淮北高一檢測)某元素原子L層電子數(shù)比K層的多5個(gè),該元素的最高正化合價(jià)為( ) A.+5 B.+6 C.+7 D.無最高正化合價(jià) 答案 D 解析 據(jù)題意可知該元素原子的核外電子排布為,為氟元素,無最高正化合價(jià)。 6.如圖是部分1~18號(hào)元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是( ) A.原子半徑:Z>Y>X B.離子半徑:Z>Y>X C.元素W的最高價(jià)和最低價(jià)代數(shù)和為4 D.Y和Z兩者最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物不能相互反應(yīng) 答案 C 解析 根據(jù)隨原子序數(shù)遞增化合價(jià)變化特點(diǎn)分析知,X為O,Y為Na,Z為Al。電子層數(shù)相同時(shí),原子序數(shù)越大,半徑越??;同族自上而下原子半徑逐漸增大,則半徑:Na>Al,Al>B,B>O,則Na>Al>O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Na、O、Al形成的離子核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小,故離子半徑:O2->Na+>Al3+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Na與Al的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物分別為NaOH、Al(OH)3,兩者能夠反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)化合價(jià)知W為S,其最高價(jià)和最低價(jià)代數(shù)和為4,C項(xiàng)正確。 題組二 微粒半徑大小比較 7.下列各元素原子半徑依次增大的是( ) A.Na、Mg、Al B.Na、O、F C.P、Si、Al D.C、Si、P 答案 C 解析 比較元素原子半徑的大小有兩條規(guī)律:①具有相同電子層數(shù)的元素,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑遞減;②具有相同最外層電子數(shù)的元素,隨著電子層數(shù)的增加,原子半徑增大。A項(xiàng),r(Na)>r(Mg)>r(Al);B項(xiàng),r(Na)>r(O)>r(F);D項(xiàng),r(Si)>r(P)>r(C)。 8.(2017淄博高一檢測)下列微粒半徑大小比較正確的是( ) A.Na+<Mg2+<Al3+<O2- B.Na+>Al3+>S2->Cl- C.Na<Mg<Al<S D.Na<K<Rb<Cs 考點(diǎn) 元素周期律 題點(diǎn) 微粒半徑的大小比較 答案 D 解析 A項(xiàng),4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,而S2-、Cl-和Na+、Al3+也分別適用“序小徑大”的原則,則S2->Cl->Na+>Al3+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;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)正確。 9.構(gòu)成下列化合物的陰離子和陽離子的半徑比值最大的是( ) A.LiI B.KCl C.NaBr D.NaI 答案 A 解析 離子半徑:r(Li+)<r(Na+)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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