《2018-2019版高中化學 第1章 原子結構與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表 第1課時 元素周期律學案 魯科版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中化學 第1章 原子結構與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表 第1課時 元素周期律學案 魯科版必修2.doc（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1課時　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。 (2)原子序數(shù)與元素的原子結構之間的關系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質子數(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．元素化合價的周期性變化 原子序數(shù)為1～18的元素化合價的變化，如下圖所示： 規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈周期性變化，即每周期，最高正價：＋1到＋7(O無最高正價、F無正價)，最低負價：－4到－1。 元素周期律 (1)含義：元素的性質隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。 (2)實質：元素性質周期性變化是核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化的必然結果。 例1　下列各組元素性質的遞變情況錯誤的是(　　) 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選項正確；F沒有正化合價，O沒有最高正化合價，C選項錯誤；同主族元素隨著原子序數(shù)增大，電子層數(shù)依次增多，D選項正確。 思維啟迪——常見元素化合價的特點 (1)F：－1、0價，無正化合價。 (2)O：常見有－2、－1、0價，如CaO、Na2O2、O2，氧無＋6價，只有在OF2中顯正化合價。 (3)H：＋1、－1、0價，如H2O、NaH、H2。 (4)金屬元素只有正價無負價，非金屬元素既有正價又有負價(F除外)，多數(shù)非金屬元素的正化合價出現(xiàn)變價。 例2　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(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(tài)氫化物的分子式為XH4。 思維啟迪——元素最高價與最低價的關系 (1)元素最高正化合價＝最外層電子數(shù)(O、F除外) (2)最低負化合價＝最外層電子數(shù)－8(H除外) (3)|最高正化合價|＋|最低負化合價|＝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。 實例：r(Na＋)＜r(Na)，r(Cl－)＞r(Cl)；r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。 4．同結構——“序大徑小” 規(guī)律：電子層結構相同的離子，原子序數(shù)越大，離子半徑越小。 實例：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，可以借助“橋元素”比較。如比較O和P原子半徑時，P>N>O，或P>S>O。 例3　(2018雅安中學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　元素周期律 題點　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，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錯誤；原子電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越大，則原子半徑大小順序為N＞O＞F，B錯誤；離子電子層結構相同，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構，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構可得a－2＝b－1＝c＋2＝d＋1，a>b>d>c，C項錯誤；原子的最外層電子數(shù)目D>C>A>B，D項錯誤；原子半徑B>A>C>D，A項錯誤。 思維啟迪 電子層結構相同的離子， 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．元素的以下結構與性質，隨著原子序數(shù)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 答案　D 解析　元素的化合價、原子半徑、最外層電子排布等性質都隨元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，但相對原子質量的決定因素是原子中的質子數(shù)、中子數(shù)及同一元素的同位素原子在自然界中的百分數(shù)，故相對原子質量不呈周期性變化。 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)質子數(shù)依次增大 B．X、Y、Z的最高正化合價依次升高 C．X、Y、Z原子的原子半徑依次增大 D．X、Y、Z單質的金屬活動性依次增大 答案　A 解析　元素的原子序數(shù)等于原子核內(nèi)的質子數(shù)，A項正確；氟沒有正價，氧沒有最高正化合價，B項錯誤；電子層數(shù)相同的原子，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，C項錯誤；X、Y、Z中可能含有非金屬，D項錯誤。 3．某主族元素的最高正價與最低負價的代數(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　設該元素的最高正價為x，最低負價為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，r(K＋)＜r(K)，＜1；B項，r(Ca)＞r(Mg)，＞1；C項，r(S)＜r(P)，＜1；D項，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構，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　已知電子層結構相同的陽離子，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構，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)的關系為Z>Y>X。 6．已知Y為1～18號元素。在水溶液中，YO和S2－發(fā)生反應的離子方程式為YO＋3S2－＋6H＋===Y－＋3S↓＋3H2O，YO中Y的化合價是________，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　在氧化還原反應中得電子總數(shù)與失電子總數(shù)是相等的，即化合價升高總數(shù)等于降低總數(shù)。硫元素化合價升高總數(shù)為23＝6，則Y元素化合價降低總數(shù)也是6，由此可知YO中Y的化合價是＋5價；由Y－可知，Y原子得到1個電子變?yōu)榉€(wěn)定結構，故Y元素原子的最外層電子數(shù)是7；因為Y是1～18號元素，又屬于鹵族元素，則Y是Cl，而Cl－與S2－具有相同的電子層結構但原子序數(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?、跰g?、躈(用序號填空)。 Ⅰ.按原子半徑由大到小順序排列是_______________________________________________。 Ⅱ.微粒中質子數(shù)小于中子數(shù)的是_________________________________________________。 Ⅲ.在化合物中呈現(xiàn)的化合價的數(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構，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元素最高價氧化物對應的水化物為H3XO4，則它對應的氣態(tài)氫化物的化學式為________，R元素的氣態(tài)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________。 答案　(1)Ⅰ.②>③>④>①?、?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個電子層，而Na、Mg具有3個電子層，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價而Y呈－1價，故為Na2O2；能形成X3Y2型化合物，則X呈＋2價，Y呈－3價，故為Mg3N2。 (2)當微粒具有相同電子層數(shù)時，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An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－具有電子數(shù)為x，則質子數(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為D(n＋1)－>Cn－>An＋>B(n＋1)＋。 (3)X元素的最高正價是＋5價，則其最低化合價為－3價，故X元素氫化物的化學式為XH3；R的最低化合價為－2價，其最高化合價為＋6價，此元素最高價氧化物對應水化物的化學式為H2RO4。  [對點訓練] 題組一　元素性質變化規(guī)律及應用 1．(2017濟南高一檢測)結合元素周期律的知識分析下列說法，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重復出現(xiàn) C．隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高化合價從＋1到＋7，最低化合價從－7到－1重復出現(xiàn) D．B、C、N、O、F最高正價依次增加 答案　A 解析　A項，P原子最外層為5個電子，最高化合價為＋5，正確；B項，H、He電子由1個到2個，錯誤；C項，F(xiàn)無正價，負價從－4到－1，錯誤；D項，O無最高正價，F(xiàn)無正價，錯誤。 2．(2017濰坊高一檢測)下列關于各組元素性質的遞變情況描述錯誤的是(　　) 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．如圖中橫坐標均表示11～17號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，縱坐標表示其最高化合價的是(　　) 答案　C 解析　11～17號元素，隨原子序數(shù)的遞增，最高化合價從＋1→＋7。 4．元素X、Y可組成化學式為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，兩元素分別為Li、F，只能形成化合物LiF；B項，兩元素分別為N、H，可形成NH3分子；C項，兩元素分別為Al、Cl，能形成化合物AlCl3；D項，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，該元素的最高正化合價為(　　) A．＋5 B．＋6 C．＋7 D．無最高正化合價 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。 6．如圖是部分1～18號元素化合價與原子序數(shù)的關系圖，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的最高價和最低價代數(shù)和為4 D．Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物不能相互反應 答案　C 解析　根據(jù)隨原子序數(shù)遞增化合價變化特點分析知，X為O，Y為Na，Z為Al。電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越大，半徑越?。煌遄陨隙略影霃街饾u增大，則半徑：Na＞Al，Al＞B，B＞O，則Na＞Al＞O，A項錯誤；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項錯誤；Na與Al的最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH、Al(OH)3，兩者能夠反應，D項錯誤；根據(jù)化合價知W為S，其最高價和最低價代數(shù)和為4，C項正確。 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，r(Na)>r(Mg)>r(Al)；B項，r(Na)>r(O)>r(F)；D項，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　元素周期律 題點　微粒半徑的大小比較 答案　D 解析　A項，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項錯誤；因S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一個電子層，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項錯誤；Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小，C項錯誤；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項正確。 9．構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＋)n)都具有相同的電子層結構，則下列敘述中正確的是(　　) A．原子半徑：A>B>C>D B．原子序數(shù)：d>c>b>a C．離子半徑：Cm－> Dn－>Bn＋>Am＋ D．原子的最外層電子數(shù)目：A>B>D>C 答案　C 解析　四種離子具有相同的電子層結構，則陽離子對應的原子A、B比陰離子對應的原子C、D多1個電子層，且陽離子所帶電荷數(shù)越多，其核電荷數(shù)越大，原子序數(shù)越大，原子半徑越?。魂庪x子所帶電荷數(shù)越多，其核電荷數(shù)越小，原子序數(shù)越小，原子半徑越大。故有原子半徑B>A>C>D，原子序數(shù)a>b>d>c，故A項和B項錯誤；四種離子電子層結構相同，依據(jù)核電荷數(shù)越大，離子半徑越小可知，離子半徑Cm－>Dn－>Bn＋>Am＋，故C項正確；原子的最外層電子數(shù)目D>C>A>B，故D項錯誤。 12．已知X元素的陽離子和Y元素的陰離子具有與氬原子相同的電子層結構，則下列敘述正確的是(　　) A．X的原子序數(shù)比Y的小 B．X原子的最外層電子數(shù)比Y的大 C．X的原子半徑比Y的大 D．X元素的最高正價比Y的大 答案　C 解析　利用舉例法解答。假設X為K元素，Y為Cl元素，則原子序數(shù)：K>Cl，最外層電子數(shù)：Cl>K，最高正化合價：Cl>K。 [綜合強化] 13．在原子序數(shù)11～18的元素中： (1)原子半徑最小的是________(填元素符號，下同)；只有正化合價的是________；最高正化合價與最低負化合價絕對值之差為4的元素是________。 (2)與冷水劇烈反應生成H2的物質是________(填名稱)。與水反應能生成具有漂白性物質是________(填名稱)，反應的離子方程式是___________________________________________。 (3)化學性質最穩(wěn)定的物質是_____________________________(填化學式)。 答案　(1)Cl　Na、Mg、Al　S　(2)鈉　氯氣　Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO　(3)Ar 解析　(1)在11～18號原子中，半徑最小的是Cl；金屬元素Na、Mg、Al只有正化合價；S元素最高正化合價是＋6，最低負化合價是－2，絕對值之差是4。 (2)金屬鈉與冷水劇烈反應生成H2和NaOH; Cl2和水反應生成HCl和HClO，其中HClO有漂白性。 (3)稀有氣體元素Ar原子最外層有8個電子，是穩(wěn)定結構，通常不與其他物質發(fā)生反應，化學性質穩(wěn)定。 14．原子序數(shù)是指元素在元素周期表中的序號，數(shù)值上等于原子核的核電荷數(shù)(即質子數(shù))或原子的核外電子數(shù)。今有A、B兩種元素，其原子序數(shù)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)________r(B)。 答案　(1)F　P　(2)2　7　(3)＋5?。?　(4)＜ 15．有A、B、C、D四種元素，A的最高正價與其最低負價的絕對值之差為6；A、D次外層都是8個電子，A與D的化合物DA在水溶液中能電離出具有相同電子層結構的陰、陽離子；B有兩個電子層，其最高正價與最低負價的代數(shù)和為0；C2－與氬原子具有相同的電子層結構。 (1)試寫出上述各元素的符號： A________，B________，C________，D________。 (2)畫出下列粒子的結構示意圖： A__________________，C2－_________________________。 (3)寫出A、D的最高價氧化物對應水化物反應的化學方程式：_______________________。 答案　(1)Cl　C　S　K (2)　 (3)HClO4＋KOH===KClO4＋H2O 解析　因為“A的最高正價與其最低負價的絕對值之差為6”，確定A為氯(Cl)；“B有兩個電子層，最高正價與最低負價的代數(shù)和為0”，確定B為碳(C)；C2－的結構示意圖為，確定C為硫(S)；再由A推出D為鉀(K)。 16．有A、B、C、D、E五種元素，它們的原子序數(shù)按E、C、D、A、B依次增大，E原子最外層有4個電子；A－與B＋的核外電子排布相同；D的氣態(tài)氫化物的化學式為H2D，最高價氧化物中D的質量分數(shù)為40%，且D原子核內(nèi)質子數(shù)和中子數(shù)相等；C的原子序數(shù)比D少9，比B少12。 (1)寫出五種元素的符號：A________，B________， C________，D________，E________。 (2)畫出A－、B＋的結構示意圖：________、________。 (3)A、D最高價氧化物對應的水化物化學式分別為________、________。 (4)寫出E的最高價氧化物與過量B的最高價氧化物對應的水化物反應的離子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)寫出B、C最高價氧化物對應的水化物之間相互反應的化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Cl　K　N　S　C　(2)　　(3)HClO4　H2SO4　(4)CO2＋2OH－===CO＋H2O (5)KOH＋HNO3===KNO3＋H2O 解析　D的氧化物分子式為DO3，D的質量分數(shù)為40%，可推出D的相對原子質量為32，從而推出D為S元素；C原子序數(shù)比D少9，比B少12，則C為N元素，B為K元素；A－與B＋核外電子排布相同，則A為Cl元素；E原子最外層有4個電子，且原子序數(shù)按E、C、D、A、B依次增大，則E為C元素。