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1、第2节元素周期律和元素周期表第1课时元素周期律 一、原子序数一、原子序数1.1.概念概念: :元素在元素周期表中的序号。元素在元素周期表中的序号。2.2.原子序数与原子结构的关系原子序数与原子结构的关系: :原子序数原子序数=_=_=_=_=_。核电荷数核电荷数质子数质子数核外电子数核外电子数【巧判断巧判断】(1)(1)原子和离子都满足原子和离子都满足“原子序数原子序数= =核电荷核电荷数数= =核外电子数核外电子数”的关系。的关系。( () )提示提示: :。因离子一定有电子的得失。因离子一定有电子的得失, ,所以一定不满足所以一定不满足这个关系。这个关系。(2)(2)原子序数为原子序数为8
2、,8,核外电子数为核外电子数为8,8,则质量数一定是则质量数一定是1616。 ( () )提示提示: :。原子序数为。原子序数为8,8,核外电子数为核外电子数为8,8,但中子数不一但中子数不一定是定是8,8,故质量数不一定是故质量数不一定是1616。二、元素周期律二、元素周期律1.11.11818号元素核外电子排布的变化规律号元素核外电子排布的变化规律( (最外层电子最外层电子排布排布) )原子原子结结构构原子序数原子序数(a(a的取的取值值) )电电子子层层数数最外最外层电层电子子数数(x(x的取的取值值) ) 1212_1_1_1 12 2原子原子结结构构原子序数原子序数(a(a的取的取值
3、值) )电电子子层层数数最外最外层电层电子子数数(x(x的取的取值值) ) 310310_1_1_ _1_1_结论结论随着原子序数的随着原子序数的递递增增, ,元素原子的元素原子的最外最外层电层电子排布呈子排布呈现现_8 8111811183 38 8由由1 1到到8(8(第第1 1周期为周期为1 1到到2)2)的周期性变化的周期性变化2 22.2.元素性质的递变规律元素性质的递变规律(1)(1)元素原子半径的周期性变化。元素原子半径的周期性变化。规律规律: :随着原子序数的递增随着原子序数的递增, ,元素原子的半径呈现元素原子的半径呈现_的周期性变化。的周期性变化。由大由大到小到小(2)(2
4、)元素主要化合价的周期性变化。元素主要化合价的周期性变化。以以1 11818号元素为例探究化合价的变化号元素为例探究化合价的变化, ,图示如下图示如下: :规律规律: :随着原子序数的递增随着原子序数的递增, ,元素的最高正化合价呈现元素的最高正化合价呈现_(O_(O、F F除外除外),),最低负化合价呈现最低负化合价呈现_的周期的周期性变化。性变化。+1+7+1+7-4-1-4-1【巧判断巧判断】(1)(1)随着元素原子序数的递增随着元素原子序数的递增, ,原子最外层电子数总是原子最外层电子数总是从从1 1到到8 8重复出现。重复出现。( () )提示提示: :。在原子的电子层数为。在原子的
5、电子层数为1 1时时, ,最外层电子数是从最外层电子数是从1 1增加到增加到2 2。(2)(2)随着元素原子序数的递增随着元素原子序数的递增, ,元素的最高化合价从元素的最高化合价从+1+1到到+7,+7,最低化合价从最低化合价从-7-7到到-1-1重复出现。重复出现。( () )提示提示: :。氟元素无正价。氟元素无正价, ,氧元素没有最高正化合价氧元素没有最高正化合价, ,且且最低化合价是从最低化合价是从-4-4到到-1-1重复出现。重复出现。(3)(3)原子序数为原子序数为1515的元素的最高化合价为的元素的最高化合价为+3+3。( () )提示提示: :。原子序数为。原子序数为1515
6、的原子结构示意图为的原子结构示意图为 , ,最外层有最外层有5 5个电子个电子, ,因此其最高化合价为因此其最高化合价为+5+5价。价。三、元素周期律三、元素周期律1.1.内容内容: :元素的性质随着元素的性质随着_的递增而呈周期性变的递增而呈周期性变化。化。2.2.实质实质: :元素性质的周期性变化是元素性质的周期性变化是_周周期性变化的必然结果。期性变化的必然结果。原子序数原子序数原子核外电子排布原子核外电子排布【微思考微思考】 18681868年俄国化学家门捷列夫提出了元素周期律的观点年俄国化学家门捷列夫提出了元素周期律的观点, ,他认为他认为“随着元素相对原子质量的递增随着元素相对原子
7、质量的递增, ,元素的性质呈元素的性质呈周期性变化周期性变化”。请你分析这句话是否正确。请你分析这句话是否正确, ,并说明原因。并说明原因。提示提示: :错误。元素的性质是随原子序数的递增而呈周期错误。元素的性质是随原子序数的递增而呈周期性变化性变化, ,而不是相对原子质量。限于当时的条件和科学而不是相对原子质量。限于当时的条件和科学水平水平, ,在当时是正确的。在当时是正确的。知识点一化合价与最外层电子数之间的关系知识点一化合价与最外层电子数之间的关系【重点释疑重点释疑】1.1.元素的主要化合价与最外层电子数的关系元素的主要化合价与最外层电子数的关系主族元素最高正化合价主族元素最高正化合价=
8、 =最外层电子数最外层电子数(O(O、F F除外除外) )最低负化合价最低负化合价= =最外层电子数最外层电子数-8-8。| |最高正化合价最高正化合价|+|+|最低负化合价最低负化合价|=8|=8。2.2.常见元素化合价的特点常见元素化合价的特点(1)(1)氢元素氢元素:+1:+1、-1-1、0 0价价, ,如如H H2 2O O、NaHNaH、H H2 2。(2)(2)氟元素氟元素:-1:-1、0 0价价, ,如如NaFNaF、F F2 2, ,氟无正价。氟无正价。(3)(3)氧元素氧元素:-2:-2、-1-1、0 0价价, ,如如CaOCaO、NaNa2 2O O2 2、O O2 2,
9、,氧无最高氧无最高正价。正价。(4)(4)金属只有正价。金属只有正价。(5)(5)非金属元素既有正价又有负价非金属元素既有正价又有负价(O(O、F F除外除外) )。【易错提醒易错提醒】元素化合价的元素化合价的“三个二三个二”(1)(1)二二“特殊特殊”:F:F无正价无正价,O,O无最高正价。无最高正价。(2)(2)二二“只有只有”: :金属只有正价金属只有正价, ,只有非金属才有负价。只有非金属才有负价。(3)(3)二二“等式等式”: :对于主族元素对于主族元素, ,最高正价最高正价= =最外层电子最外层电子数数,|,|最低负价数值最低负价数值|+|+|最高正价数值最高正价数值|=8(|=8
10、(除除O O、F F外外) )。【思考思考讨论讨论】(1)(1)主族元素的最高正化合价一定等于原子核外最外层主族元素的最高正化合价一定等于原子核外最外层电子数吗电子数吗? ?提示提示: :不一定不一定, ,如如F F为最活泼的非金属元素为最活泼的非金属元素, ,只有只有0 0价和价和-1-1价价, ,无最高正化合价。无最高正化合价。(2)(2)分析分析1 11818号元素的最高正化合价与最低负化合价号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是的绝对值之差是6 6、4 4、2 2时分别对应什么元素。时分别对应什么元素。提示提示: :最高正化合价最高正化合价= =原子最外层电子数原子最外层电子
11、数, ,最高正化合价最高正化合价+ +最低负化合价的绝对值最低负化合价的绝对值=8=8。最高正化合价与最低负化。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是合价的绝对值之差是6 6、4 4、2 2时分别对应的元素为时分别对应的元素为ClCl、S S、N N和和P P。【案例示范案例示范】 【典例典例】(2019(2019六安高一检测六安高一检测) )下列各组元素中下列各组元素中, ,按最按最高正价递增的顺序排列的是高正价递增的顺序排列的是( () )A.CA.C、N N、O O、F FB.KB.K、MgMg、C C、S SC.HC.H、HeHe、LiLi、BeBeD.PD.P、S S、ClCl、A
12、rAr【思维建模思维建模】判断元素的化合价思路如下判断元素的化合价思路如下: :【解析解析】选选B B。根据元素的最高正化合价在数值上一般。根据元素的最高正化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。项。A A项项,C:+4,C:+4价价,N:+5,N:+5价价,F,F无正价无正价,O,O无最高正价无最高正价;B;B项项,K:+1,K:+1价价,Mg:+2,Mg:+2价价,C:+4,C:+4价价,S:+6,S:+6价价;C;C项项,H:+1,H:+1价价,He,He无最无最高正价高正价,Li:+1,Li:+1价价,Be:+2
13、,Be:+2价价;D;D项项,P:+5,P:+5价价,S:+6,S:+6价价,Cl:+7,Cl:+7价价,Ar,Ar无最高正价。无最高正价。【母题追问母题追问】(1)(1)判断判断A A选项中各元素的最低负化合价。选项中各元素的最低负化合价。( (证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :根据最低负化合价根据最低负化合价= =最外层电子数最外层电子数-8,-8,可以得出可以得出C C、N N、O O、F F的最低负化合价分别为的最低负化合价分别为-4-4、-3-3、-2-2、-1-1。(2)D(2)D选项中的选项中的P P、S S、ClCl三种元素的最高正化合价与最三种元素的最高
14、正化合价与最低负化合价的和分别是多少低负化合价的和分别是多少?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :P P、S S、ClCl的最高正化合价分别为的最高正化合价分别为+5+5、+6+6、+7,+7,最最低负化合价分别为低负化合价分别为-3-3、-2-2、-1,-1,三种元素的最高正化合三种元素的最高正化合价与最低负化合价的和分别为价与最低负化合价的和分别为2 2、4 4、6 6。【迁移迁移应用应用】1.1.一般能决定元素化合价高低的是一般能决定元素化合价高低的是 ( () )A.A.核内电子数核内电子数B.B.核外电子数核外电子数C.C.核外电子层数核外电子层数D.D.最
15、外层电子数最外层电子数【解析解析】选选D D。元素化合价高低是由最外层电子数决定。元素化合价高低是由最外层电子数决定的。的。2.2.某元素某元素X X的最高价氧化物对应水化物的化学式是的最高价氧化物对应水化物的化学式是H H2 2XOXO3 3, ,则则X X的简单气态氢化物的分子式为的简单气态氢化物的分子式为( () )A.HXA.HXB.HB.H2 2X XC.XHC.XH3 3D.XHD.XH4 4【解析解析】选选D D。X X元素的最高价氧化物对应的水化物的元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为化学式为H H2 2XOXO3 3, ,则则X X的最高正化合价为的最高正化合价为+4,+
16、4,说明说明X X原子最原子最外层有外层有4 4个电子个电子, ,最低负化合价为最低负化合价为-4,-4,形成的简单气态氢形成的简单气态氢化物的分子式为化物的分子式为XHXH4 4。【补偿训练】【补偿训练】(2019(2019聊城高一检测聊城高一检测) )下列元素的常见化合价从下列元素的常见化合价从+1+1至至+3+3依次增大的是依次增大的是 ( () )A.HA.H、HeHe、LiLiB.NaB.Na、MgMg、AlAlC.AlC.Al、BeBe、NaNaD.ND.N、O O、F F【解析解析】选选B B。A A项中项中HeHe为为0 0价价;C;C项中元素正价化合价分项中元素正价化合价分别
17、为别为+3+3、+2+2、+1,+1,与题目要求恰好相反与题目要求恰好相反;D;D项中项中F F无正价。无正价。【素养提升素养提升】在现行的元素周期表中在现行的元素周期表中, ,共有共有118118个元素个元素, ,其中金属元其中金属元素素9494个。下面是关于金属元素的一些讨论个。下面是关于金属元素的一些讨论, ,据此回答据此回答: :(1)(1)金属元素有负化合价吗金属元素有负化合价吗? ?它们能否形成简单阴离子它们能否形成简单阴离子? ?提示提示: :金属元素无负化合价金属元素无负化合价, ,所以不能形成简单阴离子。所以不能形成简单阴离子。(2)(2)对于同横行的金属元素对于同横行的金属
18、元素, ,从左到右从左到右, ,其化合价是怎样其化合价是怎样变化的变化的? ?提示提示: :同横行的金属元素同横行的金属元素, ,从左到右其最外层电子数逐从左到右其最外层电子数逐渐增加渐增加, ,所以最高正化合价是逐渐升高的。所以最高正化合价是逐渐升高的。【补偿训练补偿训练】硒鼓硒鼓, ,也称感光鼓也称感光鼓, ,是打印机中很重要的组成部分是打印机中很重要的组成部分, ,决决定了打印质量的好坏。硒鼓中用到的感光材料含有元定了打印质量的好坏。硒鼓中用到的感光材料含有元素硒。素硒。判断硒元素的最高正化合价和最低负化合价分别是多判断硒元素的最高正化合价和最低负化合价分别是多少少? ?提示提示: :+
19、6+6价和价和-2-2价。根据硒的原子结构示意图可以得出价。根据硒的原子结构示意图可以得出其原子的最外层电子数为其原子的最外层电子数为6,6,因此最高正化合价因此最高正化合价= =最外层最外层电子数电子数=+6,=+6,最低负化合价最低负化合价= =最外层电子数最外层电子数-8=6-8=-2-8=6-8=-2。知识点二微粒半径大小的比较知识点二微粒半径大小的比较【重点释疑重点释疑】1.1.原子原子(1)(1)同一横行同一横行, ,从左到右从左到右, ,核电荷数依次增大核电荷数依次增大, ,原子半径原子半径依次减小。如依次减小。如r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Na)
20、r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)r(Cl)。(2)(2)同一纵列同一纵列, ,自上而下自上而下, ,电子层数依次增多电子层数依次增多, ,原子半径原子半径依次增大。如依次增大。如r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。2.2.离子离子(1)(1)同一纵列同一纵列, ,自上而下自上而下, ,电子层数依次增多电子层数依次增多, ,离子半径离子半径依次增大。如依次增大。如r(Lir(Li+ +)r(Na)r(Na+ +)r(K)r(K+ +)r(Rb)r(Rb+ +)r(Cs)r(Clr( )r(Cl- -)r(K)r
21、(K+ +)r(Ca)r(Ca2+2+) )。3.3.同一元素的不同粒子同一元素的不同粒子: :核外电子数越多核外电子数越多, ,半径越大。半径越大。(1)(1)阳离子阳离子:r(:r(原子原子)r()r(阳离子阳离子) )。如。如r(Na)r(Nar(Na)r(Na+ +) )。(2)(2)阴离子阴离子:r(:r(原子原子)r()r(阴离子阴离子) )。如。如r(Cl)r(Clr(Cl)r(Fer(Fe)r(Fe2+2+)r(Fe)r(Fe3+3+) )。【思考思考讨论讨论】(1)(1)对于电子层数相同的原子对于电子层数相同的原子, ,为什么其核电荷数越多为什么其核电荷数越多原子半径越小原子
22、半径越小? ?提示提示: :原子核带正电荷原子核带正电荷, ,核电荷数越多核电荷数越多, ,原子对核外电子原子对核外电子的引力越大的引力越大, ,原子半径越小。原子半径越小。(2)(2)电子层数多的原子的半径一定大于电子层数少的原电子层数多的原子的半径一定大于电子层数少的原子半径吗子半径吗? ?提示提示: :不一定。只有当微粒的最外层电子数相同时不一定。只有当微粒的最外层电子数相同时, ,电电子层数越多子层数越多, ,半径才越大。半径才越大。【案例示范案例示范】 【典例典例】( (改编题改编题) )化学元素指自然界中一百多种基本化学元素指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质的金属和非金属物质
23、, ,它们只由一种原子组成它们只由一种原子组成, ,其原子其原子中原子核具有同样数量的质子中原子核具有同样数量的质子, ,用一般的化学方法不能用一般的化学方法不能使之分解使之分解, ,并且能构成一切物质。并且能构成一切物质。 到到20072007年为止年为止, ,总共总共有有118118种元素被发现种元素被发现, ,其中其中9494种是存在于地球上。种是存在于地球上。下列微粒半径大小的比较中下列微粒半径大小的比较中, ,正确的是正确的是( () )A.NaA.Na+ +MgMg2+2+AlAl3+3+OClCl- -NaNa+ +AlAl3+3+C.NaMgAlSC.NaMgAlSD.CsRb
24、KNaD.CsRbKNa【思维建模思维建模】微粒半径大小比较的解答思路为微粒半径大小比较的解答思路为: :【解析解析】选选B B。选项选项分析分析A项项()四种离子核外电子数相同四种离子核外电子数相同,随着核电荷数的增随着核电荷数的增多多,离子半径依次减小离子半径依次减小,即微粒半径即微粒半径:Al3+Mg2+Na+Cl-Na+Al3+选项选项分析分析C项项()Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小的原子半径依次减小D项项()Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同最外层电子数相同,电子层电子层数依次增多数依次增多,原子半径依次增大原子半径依次增大【方法规律方法规律】微粒半径大小比较的三步走微粒半
25、径大小比较的三步走微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。按决定的。按“三看三看”规律进行比较规律进行比较: :(1)(1)一看电子层数一看电子层数电子层数不同、最外层电子数相同时电子层数不同、最外层电子数相同时, ,电子层数越多电子层数越多, ,半径越大。例如半径越大。例如:r(F)r(Cl)r(Br)r(I),r(F:r(F)r(Cl)r(Br)r(I),r(F- -)r(Clr(Cl- -)r(Br)r(Br- -)r(I)r(Mg)r(Al)r(S)r(Cl),r:r(Na)r(Mg)r(Al)r(S)r(Cl),r(S(S2
26、-2-)r(Cl)r(Cl- -) )r(Kr(K+ +)r(Ca)r(Ca2+2+) )。(3)(3)三看电子数三看电子数核电荷数相同时核电荷数相同时, ,电子数越多电子数越多, ,半径越大。例如半径越大。例如:r(Na:r(Na+ +) )r(Na),r(Clr(Cl)r(Cl)。【迁移迁移应用应用】1.(20191.(2019承德高一检测承德高一检测) )下列各元素原子半径依次增下列各元素原子半径依次增大的是大的是( () )A.NaA.Na、MgMg、AlAlB.NaB.Na、O O、F FC.PC.P、SiSi、AlAlD.CD.C、SiSi、P P【解析解析】选选C C。比较元素原
27、子半径的大小有两条规律。比较元素原子半径的大小有两条规律:具有相同电子层数的元素具有相同电子层数的元素, ,随着原子序数的递增随着原子序数的递增, ,原原子半径递减子半径递减;具有相同最外层电子数的元素具有相同最外层电子数的元素, ,随着电随着电子层数的增加子层数的增加, ,原子半径增大。原子半径增大。A A项项,r(Na)r(Mg),r(Na)r(Mg)r(Al);Br(Al);B项项,r(Na)r(O)r(F);D,r(Na)r(O)r(F);D项项,r(Si)r(P)r(C),r(Si)r(P)r(C)。2.(20192.(2019三明高一检测三明高一检测) )下列粒子半径之比大于下列粒
28、子半径之比大于1 1的是的是 ( () )世纪金榜导学号世纪金榜导学号【解析】【解析】选选B B。A A项项,r(K,r(K+ +)r(K), 1;B)r(K), ,r(Ca)r(Mg), 1;Cr(Mg), 1;C项项,r(S)r(P), 1;D,r(S)r(P), 1;D项项,r(Cl),r(Cl)r(Clr(Cl- -), 1), 1。【补偿训练补偿训练】(2019(2019雅安高一检测雅安高一检测) )下列各组元素中按微粒半下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是径递增顺序排列的是( () )A.KA.KNaNaLiLiB.NB.NO OF FC.CaC.Ca2+2+K K+ +ClCl- -D.BaD.Ba2+2+CaCa2+2+MgMg2+2+【解析解析】选选C C。原子最外层电子数相同时。原子最外层电子数相同时, ,电子层数越电子层数越多原子半径越大多原子半径越大, ,则原子半径大小为则原子半径大小为LiNaK,ALiNaOF,BNOF,B错误错误; ;离子电子层结构相同离子电子层结构相同, ,核电荷数越大离子半径越小核电荷数越大离子半径越小, ,则离子半径大小为则离子半径大小为CaCa2+2+KK+ +ClCaCa2+2+MgMg2+2+,D,D错误。错误。【课堂回眸课堂回眸】
