第第2 2节 元素周期律和元素周期表节 元素周期律和元素周期表第第1 1课时 元素周期律课时 元素周期律 1．掌握元素周期律的实质2．了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化 知识清单知识清单元素周期律及其实质 1．原子序数(1)含义：元素在________中的符号2)与其他量的关系原子序数＝____________＝________＝________2．元素周期律的内容随着原子序数的递增，元素原子的____________、________、__________等均呈周期性变化1．(1)元素周期表 (2)原子核内质子数 核电荷数 核外电子数2．最外层电子排布 原子半径 元素化合价 3．元素周期律的含义元素的性质随着元素_____的递增而呈周期性变化的规律4．变化规律(1)随着原子序数的递增，原子的核外电子排布呈现以下规律性变化 ：原子序数原子序数电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数达到稳定结构时的最外达到稳定结构时的最外层电子数层电子数1～～2__________→→__________3～～10__________→→ __________11～～18__________→→ __________结论：随着原子序数的递增，元素原子的结论：随着原子序数的递增，元素原子的____________呈现从呈现从1个递增到个递增到8个个(第一周期例外第一周期例外) 即达到稳定结构的周期性变化即达到稳定结构的周期性变化 3．原子序数4．(1)1 1 2 2 2 1 8 8 3 1 8 8 最外层电子数 (2)随着原子序数的递增，元素原子半径呈现出以下变化规律 原子序数原子序数原子半径的变化原子半径的变化3～～90.152 nm→→0.071 nm ____ →→小小11～～170.186 nm→→ 0.099 nm ____→→ ____结论：随着原子序数的递增，元素原子结论：随着原子序数的递增，元素原子____呈现周期性变化呈现周期性变化 说明：由于稀有气体的原子半径和其他元素的原子半径测量的标准不同，所以课本中没有给出其半径数值。
2)大 大 小 半径 (3)随着原子序数的递增，元素主要化合价变化的规律性原子序数原子序数化合价的变化化合价的变化1～～2____→→____3～～10正化合价：正化合价：____→→ ____负化合价：负化合价：____→→－－1→→ 011～～18正化合价：正化合价：____→→ ____负化合价：负化合价：____→→－－1→→ 0结论：随着原子序数的递增，元素的主要结论：随着原子序数的递增，元素的主要______呈现依次升高的周期性变化呈现依次升高的周期性变化(3)＋1 0 ＋1 ＋5 －4 ＋1 ＋7 －4 化合价 特别提示：①稀有气体原子核外电子排布已达到稳定结构，既不易得到电子也不易失电子，故其常见化合价为零②氧无最高正价，氟无正价，金属全部显正价③同一周期从中间开始出现负价，最低负价数＝8－最外层电子数应用思考：根据元素周期律的内容，试比较K原子和Ca原子的半径大小？提示：根据原子半径的周期性变化规律，可判断r(K)>r(Ca) 综合拓展综合拓展原子(离子)半径大小的规律(1)电子层数相同的原子，最外层电子数越少，原子半径越大(稀有气体除外)如钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯原子的电子层数相同，最外层电子数依次增多，则原子半径：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。
2)最外层电子数相同的原子或离子，电子层数越多，原子半径或离子半径越大如氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫原子或离子的最外层电子数相同，电子层数依次增多，则原子半径：r(H)＜r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)＜r(Fr) ；离子半径：r(H＋)＜r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)＜r(Fr＋) (3)径小序大规律(或序小径大规律)：核外电子排布相同的微粒，核电荷数(或原子序数)越小，微粒半径越大；核电荷数(或原子序数)越大，微粒半径越小；这个规律叫做径小序大规律(或叫做序小径大规律)如氮离子、氧离子、氟离子、氖原子、钠离子、镁离子、铝离子的核外电子排布相同，核电荷数依次增大，则r(N3－)＞r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)4)价高径小规律：核电荷数相同的微粒，价态越高，半径越小如铁原子、亚铁离子和铁离子，核电荷数相同，价态依次升高，则半径：r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)又如氯离子和氯原子，核电荷数相同，价态依次升高，则半径：r(Cl－)＞r(Cl)5)所有原子中，H的原子半径最小；所有离子中，H＋的离子半径最小。
特别提示特别提示比较微粒半径大小时，首先要确定微粒间的相同点，即微粒间的电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同，然后再利用规律进行比较大小 尝试应用尝试应用1.下列各种说法中，正确的是 （ ）A.元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化B.从Na到Ar，随着原子序数的递增原子半径逐渐变小C.11号到17号元素化合价的变化，与3号到9号元素化合价的变化完全相同D.没有元素原子核外电子排布的周期性变化，就没有元素性质的周期性变化 解析：元素的性质应是随着核电荷数的递增而呈周期性变化，A项不正确；原子半径的周期性变化，不包含稀有气体元素的原子，因为稀有气体元素的原子半径的测定与相邻非金属元素的依据不同，其数字不具有可比性，故B项不正确；11号到17号元素的最高正价从+1递增到+7，而3号到9号元素的最高正价从+1递增到+5，故C项不正确；由于元素原子核外电子排布的周期性变化，才有原子半径、元素的主要化合价呈周期性变化，故D项正确答案：D 2．下图为一些元素原子半径规律性变化的示意图由此图不能得出的下列结论是(不考虑稀有气体元素)( )A．当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大B．当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大C．r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)D．原子电子层数越多，对应的原子半径越大 解析：本题以图片的形式展示原子的结构与性质，比较直观。
电子层数越多，原子半径越大”是一种普通的错误认识理解这类问题，最好的方法是列举反例根据图像知，上一周期的最左边原子半径比下一周最右边的原子半径大，如r(Na)＞r(Br)，r(K)＞r(I)所以，不能根据电子层数的多少判断原子半径的大小 答案：D 知识清单知识清单元素周期律的意义 元素周期律的发现是19世纪化学科学的重要成就之一，它极大地推动了人们对物质世界的认识，指导着人们开展诸如预测元素及其化合物的性质，寻找或合成具有特殊性质的新物质等科学研究工作如门捷列夫根据元素周期律预言了三种新元素及其有关性质，这三种元素随后皆被发现，它们分别是1875年发现的镓(Ga)、1879年发现的钪(Sc)和1886年发现的锗(Ge)，它们的原子量、密度和有关性质都与门捷列夫的预言惊人的相似元素周期律极大地推动了现代科学技术的发展 应用思考：门捷列夫根据元素周期律，预言的元素成为现实，请说明元素周期律作用？提示：在科学研究和实际生产中，可以运用元素周期律做指导来寻找和合成具有特殊性质的新元素 综合拓展综合拓展元素周期律的探究思路：特别提示特别提示元素种类多，逐一分析有困难，可以按照以上思路，找出规律，便于理解和掌握。
尝试应用尝试应用1.下列有关元素性质递变的叙述中，不正确的是（ ）A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多B.P、S、Cl最高正化合价依次升高C.C、N、O原子半径依次增大D.N、O、F负化合价依次为-3、-2、-1 解析：本题主要考查对原子结构、原子半径、元素的最高正化合价和负化合价的变化规律分析如下：答案：C 2．随着原子序数的递增，原子最外层电子数增多的是( )A．H、Be、Al B．He、O、NaC．C、F、S D．N、P、Cl解析：写出每个原子的核外电子排布，便可找出答案答案：A 有关原子序数的考查 原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数为( )A．8 B．12 C．15 D．16 名师点睛：当同一种元素既有正化合价又有负化合价时，一般是以负化合价为依据展开分析，原因是非金属元素的正化合价往往有变价情况，而负化合价只有特殊情况下才有变化 变式训练变式训练1．下列各项给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是( )A．3和17 B．1和8C．11和8 D．7和12解析：各选项对应的元素和构成符合要求的化合物依次是：A选项，Li和cl，LiCl；B选项，H和O，H2O2；C选项，Na和O，Na2O2。
只有D选项，N和Mg不能形成原子数之比为1∶1的稳定化合物，而是形成Mg3N2答案：D 微粒半径大小的比较 下列微粒半径大小比较正确的是 （ ）A．Na+Cl->Na+>Al3+C．Na Cl->Na+>Al3+，B项正确；Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C项错误；Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，电子层数依次增多，半径依次增大，D项错误答案：B 变式训练变式训练2.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是 ，离子半径由大到小的顺序是 ，原子序数由大到小的顺序是 。
解析：根据An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-四种离子具有相同的电子层结构及离子所带的电荷数可确定出A、B、C、D在周期表中的位置关系： 故原子序数由大到小的顺序为B>A>C>D；原子半径A>B>D′>C′，又因原子半径D′>D，C′>C，且D>C，故原子半径A>B>D>C;根据具有相同的电子层结构的微粒，质子数越大，半径越小的规律可知，离子半径 D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+答案：A>B>D>C D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+B>A>C>D 1.下列关于元素周期律的叙述正确的是（ ）A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子总是从1到8重复出现B．随着元素原子序数的递增，原子半径从大到小（稀有气体除外）发生周期性变化C．随着元素原子序数的递增，元素最高正价从+1到+7、负价从－7到－1重复出现D．元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化 解析： A项错误，第一周期He元素的最外层电子数为2个（所以应说除第一周期外为好）；C项错误，负价是从-4价开始到-1价；D项错误，原子核外电子排布的周期性变化是结构上的变化，决定了元素的性质的周期性变化。
答案：B 2．为了方便，人们经常用次序来表述事物，像元素在元素周期表中的序号称原子序数已知元素的原子序数，可以推知该元素原子的( )①质量数 ②核电荷数 ③核外电子数 ④中子数 ⑤质子数A．①③⑤ B．②③⑤C．①②③ D．②③④解析：元素的原子序数＝元素原子的核电荷数＝核内质子数＝核外电子数答案：B 8．下列说法正确的是( )①所含质子数和电子数相等的微粒一定是原子 ②凡质量数相同的原子化学性质必定相同 ③两种微粒结构中，如果核外电子排布相同，其化学性质一定相同 ④两个原子的核外电子排布相同，则它们一定属于同种元素 ⑤单原子形成的离子一定具有稀有气体的电子层结构A．全部正确 B．④⑤C．②⑤ D．仅有④ 解析：若质子数等于电子数，则该微粒显电中性，可能为原子，也可能为分子，①错；质子数和中子数共同决定原子的种类，若仅有质量数相等，可能不是同种元素，化学性质一定不同，②错；核外电子排布相同的两种微粒化学性质不一定相同，如Na＋和Mg2＋，③错；若原子核外电子排布相同，说明质子数相同，必为同种元素，所以④正确；单原子形成的离子不一定具有稀有气体的电子层结构，如H＋，所以⑤错。