資源簡介

(共38張PPT)
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第1章　原子結構　元素周期律
第2節　元素周期律和元素周期表
第1課時　元素周期律
核心素養 學業要求
學會運用變量關系模型分析處理數據，總結認識元素性質的變化規律，構建比較原子半徑大小的思維模型，促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。 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，認識元素周期律并理解其實質。
學生自主學習
01
課時作業
03
目錄
CONTENTS
課堂互動探究
02
學生自主學習
1．原子序數
元素在_____________中的序號，其數值等于該元素原子核內的_________或原子核外的電子數。
2．元素周期律
元素的性質隨著元素_________的遞增而呈_______變化。
(1)元素原子最外層電子的排布呈現_________變化：最外層電子數由1遞增到___ (若K層為最外層，則由1遞增到___)。
元素周期表
質子數
原子序數
周期性
周期性
8
2
(2)隨著原子序數的遞增，元素的原子半徑呈______變化。在核外電子層數相同的情況下，隨著原子序數的遞增原子半徑逐漸_____ (稀有氣體元素除外)。
(3)隨著原子序數的遞增，元素的化合價呈現________變化。最高正化合價從________ (O、F無正價)，最低負化合價從________ (H、He除外)。
3．元素周期律的實質
元素性質的周期性變化是元素原子______________周期性變化的必然結果。
周期性
減小
周期性
＋1到＋7
－4到－1
核外電子排布
1．元素的以下性質隨著原子序數的遞增不呈周期性變化的是(　　)
A．化合價 B．原子半徑
C．元素原子的最外層電子排布 D．相對原子質量
2．原子序數為11～17的元素，隨核電荷數的遞增而逐漸減小的是(　　)
A．電子層數 B．最外層電子數
C．原子半徑 D．元素最高正化合價
3．下列元素中，最高正化合價數值最大的是(　　)
A．Na B．P
C．F D．Ar
4．下列說法正確的是(　　)
A．非金屬元素的最高化合價不超過該元素的最外層電子數
B．非金屬元素的最低負化合價的絕對值等于該元素原子的最外層電子數
C．最外層有2個電子的原子都是金屬原子
D．氟原子最外層有7個電子，最高化合價為＋7價
5．某元素的氣態氫化物化學式為H2R，此元素最高價氧化物對應水化物的化學式可能為(　　)
A．H2RO3 B．H2RO4
C．HRO3 D．H3RO4
課堂互動探究
探究一　原子核外電子排布、原子半徑的變化規律
1．構建變量關系模型認識1～18號元素原子結構及原子半徑的變化規律
(1)原子最外層電子數的變化規律
規律：隨著原子序數的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現從1到8的周期性變化(1～2號元素除外)。
(2)原子半徑的變化規律(稀有氣體元素除外)
以元素的原子序數為橫軸，元素的原子半徑為縱軸，繪制折線圖如下：
數據分析
規律 隨著核電荷數的遞增，元素的原子半徑呈現同周期從大到小的周期性變化
2.微粒半徑大小的比較(稀有氣體元素除外)
(1)電子層數越多，微粒半徑越大
r(Li)(2)若電子層數相同時，核電荷數越大，微粒半徑越小
r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
(3)若電子層數、核電荷數都相同，則核外電子數越多，微粒半徑越大
r(Cl－)>r(Cl)；r(Fe3＋)(1)氫原子的半徑在所有原子半徑中最小。
(2)稀有氣體元素原子半徑的測量依據與其他原子半徑的測量依據不同，數據沒有比較的價值。
1．下圖表示1～18號元素原子結構或性質隨核電荷數遞增的變化。該圖中縱坐標表示(　　)
A．電子層數
B．最外層電子數
C．最高化合價
D．原子半徑
2．已知1～20號元素的離子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的電子層結構，則下列敘述正確的是(　　)
A．原子半徑：A>B>C>D B．離子半徑：C2－>D－>B＋>A2＋
C．原子序數：d>c>b>a D．原子最外層電子數：A>B>D>C
解析　aA2＋、bB＋、cC2－、dD－的電子層結構相同，即核外電子數相同，根據離子所帶電荷的多少及正負，推知原子電子層數：A＝B>C＝D，原子序數：a>b>d>c，原子最外層電子數：BA>C>D。當電子層結構相同時，核電荷數越多，離子半徑越小，推知離子半徑C2－>D－>B＋>A2＋。
探究二　元素化合價的變化規律
1．構建變量關系模型認識1～18號元素原子結構與元素主要化合價的變化規律
以元素的原子序數為橫軸，元素的最高正化合價或最低負化合價為縱軸，繪制折線圖如圖所示：
數據分析
規律 隨著核電荷數的遞增，元素的最高正化合價呈現＋1→＋7(氧、氟除外)、最低負化合價呈現－4→－1的周期性變化
(1)主族元素最高正化合價＝原子最外層電子數(O、F除外)。
(2)非金屬元素：最低負化合價＝原子最外層電子數－8(H、B除外)。
(3)非金屬元素：最高正化合價＋|最低負化合價|＝8(H、O、F除外)。
2．元素周期律的實質
(1)除原子半徑和元素的化合價以外，元素的其他性質，如金屬單質的還原性、非金屬單質的氧化性、氣態氫化物的穩定性等也呈現周期性變化。
(2)原子核外電子排布的周期性變化決定了元素性質的周期性變化，即元素周期律的實質是元素性質的周期性變化，是核外電子排布呈現周期性變化的必然結果。
3．某主族元素的最高正價與最低負價的代數和為4，則該元素原子的最外層電子數為(　　)
A．4 　　　　　　B．5 　　　　　　 C．6 　　　　　 D．7
4．某元素X的最高價氧化物對應水化物的化學式是H2XO3，則X的簡單氣態氫化物的分子式為(　　)
A．HX 　　　　　B．H2X 　　　　　C．XH3 　　　　D．XH4
解析　X元素的最高價氧化物對應的水化物的化學式為H2XO3，則X的最高正化合價為＋4，說明X原子最外層有4個電子，最低負化合價為－4，形成的簡單氣態氫化物的分子式為XH4。
本課小結
課時作業
一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)
1．元素的性質隨著原子序數的遞增呈現周期性變化的根本原因是(　　)
A．元素相對原子質量的遞增，量變引起質變
B．元素的金屬性和非金屬性呈周期性變化
C．元素化合價呈周期性變化
D．元素原子核外電子排布呈周期性變化
2．以下關于原子序數的說法正確的是(　　)
A．原子序數與原子核電荷數一定相等
B．原子序數與微粒的核外電子數一定相等
C．原子序數相同的原子是同一種原子
D．原子序數為16，核外電子數也為16的原子，其質量數為32
解析　B錯誤，微粒不一定是原子，它可以是陰離子、陽離子；C錯誤，有同位素存在；D錯誤，質量數是質子數和中子數之和。
3．下列關于元素周期律的敘述正確的是(　　)
A．隨著元素原子序數的遞增，原子最外層電子數總是從1到8重復出現
B．隨著元素原子序數的遞增，同周期從左到右原子半徑從小到大(稀有氣體元素除外)發生周期性變化
C．隨著元素原子序數的遞增，元素最高化合價從＋1到＋7、最低化合價從－7到－1重復出現
D．元素原子核外電子排布的周期性變化是導致原子半徑、元素主要化合價和元素性質周期性變化的主要原因
4．已知下表是幾種常見元素的原子半徑數據：
下列說法正確的是(　　)
A．隨著核電荷數的增加，原子半徑逐漸增大
B．元素F的原子半徑在0.073～0.186 nm之間
C．最外層電子數相同的元素，電子層數越多，原子半徑越大
D．Mg2＋的半徑大于Mg的半徑
解析　原子核外電子層數相同的主族元素原子，核電荷數越大，原子半徑越小，A錯誤；F的原子半徑比O的小，即小于0.073 nm，B錯誤；Mg2＋的半徑小于Mg的半徑，D錯誤。
元素 C O Na Mg Si
原子半徑/nm 0.077 0.073 0.186 0.160 0.111
5．下列有關結構和性質的說法中正確的是(　　)
A．金屬元素的化合價均不會超過＋4
B．同周期元素隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸減小
C．元素原子的最外層電子數越多，越容易得電子，非金屬性越強
D．核外電子排布相同的簡單離子，核電荷數越大，離子半徑越小
解析　元素的化合價與最外層電子數有關，因此金屬元素的化合價可以超過＋4，例如Sb的最高價是＋5價，A錯誤；同周期主族元素隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸減小，B錯誤；元素原子的最外層電子數越多，不一定越容易得電子，非金屬性不一定越強，例如Br原子最外層電子數為7，O為6，但非金屬性：O>Br，C錯誤。
6．圖中曲線表示短周期元素的原子序數(按遞增順序連續排列)與常見最高化合價之間的關系，下列敘述不正確的是(　　)
A．①、②形成的化合物的摩爾質量可能是44 g/mol
B．①、③可以按原子個數比1∶1形成化合物
C．②、③形成的化合物是兩性物質
D．簡單離子半徑大小為②<③
解析 　①的常見最高化合價為＋5價，②的常見最高化合價為0價，③的常見最高化合價為＋3價，三種元素均為短周期元素，則結合原子序數大小關系判斷①為N元素，②為O元素，③為Al元素。①、②形成的化合物N2O的摩爾質量是44 g/mol，A正確；①、③可以形成化合物AlN，原子個數比為1∶1，B正確；②、③形成的化合物Al2O3與強酸、強堿均能反應，是兩性物質，C正確；電子排布相同的離子，原子序數越大，離子半徑越小，則簡單離子半徑大小為O2－>Al3＋，D錯誤。
7．下列微粒半徑大小順序正確的是(　　)
A．Na＋B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C．NaD．Cs解析　A項，四種離子核外電子排布相同，隨著核電荷數的增加，離子半徑依次減小，即Al3＋8．下列化合物中，陰離子和陽離子的半徑之比最大的是(　　)
A．CsI B．NaF
C．KCl D．LiI
9．下列各組元素的原子隨著原子序數的遞增，有關遞變規律不正確的是(　　)
A．原子半徑：Si>P>S>Cl
B．金屬性：NaC．最高正價：CD．非金屬性：P10．元素X形成的離子與鈣離子的核外電子排布相同，且X離子的半徑小于S2－的半徑，X元素可能為(　　)
A．Al B．P
C．Ar D．K
11．某元素R的最高價氧化物對應的水化物是HnRO2n－2，則元素R在其最低負價氫化物中的化合價是(　　)
A．3n－10 B．12－3n
C．3n－4 D．3n－12
解析　設R的最高正價為＋x，由化合物中各元素正、負化合價代數和為0，列式：(＋1)×n＋x＋(－2)×(2n－2)＝0，解得x＝3n－4。因為元素的最高正價＋|最低負價|＝8，所以氫化物中元素R的化合價為－[8－(3n－4)]＝3n－12。
12．W、X、Y、Z都是1～18號非稀有氣體元素，其原子半徑依次減小，它們最低負價對應的氣態氫化物分子中具有相同的電子總數，Y元素原子的K層電子數與M層電子數之和等于L層的電子數，則它們的最高價氧化物的化學式正確的是(　　)
A．W2O3 B．X2O5
C．YO2 D．ZO3
解析　Y元素原子的K層電子數與M層電子數之和等于L層的電子數，則Y為硫元素，又知四種元素原子半徑依次減小，氣態氫化物分子中具有相同的電子總數，都為18電子，則W、X、Y、Z依次為Si、P、S、Cl，它們的最高價氧化物分別是SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7。
二、非選擇題
13．今有A、B兩種元素，其原子序數分別為9和15。
(1)寫出元素符號：A________，B________。
(2)A元素原子核外有________個電子層，最外層有________個電子。
(3)B元素最高正價為________，最低負價為________。
(4)A、B元素原子半徑大小關系為r(A)________(填“>”“<”或“＝”)r(B)。
F
P
2
7
＋5
－3
<
＋5
7
S2－>Y－
b>c>d>a
ab
d
ab
cd
解析　(2)當離子具有相同電子層時，核電荷數越大，離子半徑就越小。設An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－具有的電子數為x，則質子數分別為x＋n、x＋(n＋1)、x－n、x－(n＋1)，故離子半徑由大到小的順序為D(n＋1)－>Cn－>An＋>B(n＋1)＋，原子序數由大到小的順序為B>A>C>D，最外層電子數由多到少的順序為C>D>B>A。
D(n＋1)－>Cn－>An＋>B(n＋1)＋
B>A>C>D
C>D>B>A

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