人教版化学必修二第一章第二节元素周期律

第二节元素周期律第1课时原子核外电子的排布三维目标知识与技能1．了解核外电子排布的初步知识和原子结构示意图的表示方法2．原子核外电子的排布规律(重、难点)过程与方法由图表数据总结、归纳、抽象、形成规律的过程与方法情感、态度与价值观体验发现和应用规律的快乐，体会对待自然规律的正确态度思维激活电子的质量很小(9.1095×10－31kg)，运动的空间范围很小(直径约为10－10m)，运动的速度极快(接近光速)，核外电子运动没有确定的路线，不能测量或计算出它在某一时刻所处的位置，也不能准确描绘出它的运动轨迹。那么核外电子是如何排布的呢？自学导引一、核外电子的分层排布在多电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层(如右图)。电子总是先从内层排起，这又叫核外电子的分层排布。其关系如下表：电子层(n)1234567符号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高一、原子核外电子的排布1、核外电子的分层排布电子层数(n)：1234567电子层符号：KLMNOPQ电子能量：低高离核越近，能量越低二、1～20号元素原子核外电子排布各电子层的电子数核电荷数元素名称元素符号KLMN1氢H12氦He3锂Li14铍Be25硼B36碳C47氮N58氧O69氟F710氖Ne11钠Na112镁Mg213铝Al314硅Si415磷P516硫S617氯Cl718氩Ar819钾K120钙Ca282核外电子先排布遵循能量最低的原则2、电子排布顺序先排布能量低的电子层后排布能量高的电子层3、核外电子排布规则①每个电子层最多排布2n2个电子②最外层最多排布8个电子③次外层最多排布18个电子倒第三层不超过32个电子作业：熟练排布前36号元素以及碱金属、卤素、稀有气体有哪些微粒具有10电子？有哪些微粒具有18电子？Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+O2-、F-、OH-CH4、NH3、H2O、HF、NeAr、H2S、HCl、F2、H2O2、CH3CH3N2H4、CH3OHK+、Ca2+、S2-、Cl-三、结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。在原子结构示意图中，“圈”表示原子核及核内质子数，“弧”表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，核内质子数与核外电子数相等。在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。思考题试用结构示意图表示下列粒子：Na、S、Mg2+、Cl－。答案、、、名师解惑一、核外电子的排布规律1．核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量较高的电子层里。2．各电子层最多容纳2n2(n代表电子层)个电子。3．最外层电子数不超过8个(K层不超过2个)。4．次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。[特别提醒]以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原子为而不能写成，因为尽管第三层最多可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。二、1～20号元素原子核外电子排布的特殊性1．最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。2．最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。3．最外层电子数和次外层电子数相等的原子有Be、Ar。4．最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。5．最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。6．最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。7．次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。8．内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。9．电子层数和最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。10．电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。11．最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。12．最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。典例导析知识点1：电子排布规律的应用例1某原子核外的M电子层和L电子层的电子数的关系是()A．大于B．小于C．等于D．不能确定解析当M层为最外层时，电子数最多不超过8个；当M层不是最外层时，电子数最多不超过18个。L层电子数一定为8个，所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定。答案D跟踪练习1某元素的原子核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则该元素的符号是______，原子结构示意图是________。答案Mg；知识点2：粒子结构示意图的书写例2下列粒子的结构示意图是否正确？不正确的请指出错因，并改正。答案①不正确;K层最多排2个电子,应改为。②不正确；圆圈内应为核电荷数，不能写元素符号，应改为。③不正确；Na＋为Na原子失去最外层的1个电子而得到的粒子，应改为。④不正确；K层最多排2个电子，L层最多排8个电子，应改为。⑤不正确；Cl－的核电荷数为17，应改为。⑥不正确；最外层最多排8个电子，应改为。⑦不正确；圆圈内“＋20”的“＋”不能省略。⑧不正确；次外层最多排18个电子，应改为。跟踪练习2下列粒子的结构示意图中正确的是()答案A知识点3：1～20号元素核外电子排布的特点例3现有X、Y两种原子，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子L层的电子数为X原子L层电子数的2倍，则X和Y分别是()A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子D．碳原子和铝原子解析本题考查核外电子排布规律知识的运用。由于Y原子的M层比X原子的M层多3个电子，说明Y的M层的电子数至少为3个，那么Y的L层必为8个电子，X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数依次为6和13，应选D。答案D跟踪练习3根据下列叙述，分别写出元素名称并画出其原子结构示意图。(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的：__________、__________。(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的倍：__________、__________。(3)C元素的单质在常温下就能与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：____________、____________。(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的：__________、__________。123214答案(1)硅；(2)硼；(3)氟；(4)氖；第2课时元素周期律三维目标知识与技能1．了解元素周期性的变化(重点)2．认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，从而理解元素周期律的实质(难点)过程与方法通过实验探究和数据分析，熟悉认识规律的过程与方法情感、态度与价值观体验探究物质世界和认识规律的快乐，体会元素周期律的艺术美；培养学生辩证唯物主义观点；理解从量变到质变的规律思维激活化学元素周期律是自然界的一条客观规律。它揭示了物质世界的一个秘密，即这些似乎互不相关的元素间存在相互依存的关系，它们组成了一个完整的自然体系，从此新元素的寻找，新物质、新材料的探索有了一条可遵循的规律。前面我们通过实验研究了同一主族元素性质的变化规律，那么同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢？自学导引一、核外电子排布、原子半径和元素常见化合价的变化规律1．元素原子核外电子排布的周期性随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(第一周期从1增至2)。2．元素原子半径的周期性变化稀有气体除外，电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，且呈现周期性变化。3．元素主要化合价的周期性变化电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，元素的最高正价从＋1递变到＋7，中部元素开始有负价，并从－4递变到－1(注意：氧、氟无正价)。二、第三周期元素金属性、非金属性变化规律的实验探究1．钠、镁、铝的金属性比较(1)与水或酸的反应①2Na＋2H2O(冷水)＝2NaOH＋H2↑，反应剧烈，不需要加热。②Mg＋2H2O(沸水)Mg(OH)2＋H2↑，冷水反应缓慢，加热至沸腾反应迅速。③Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑，反应剧烈。④2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，反应较剧烈。(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱NaOH：使酚酞变红色，属强碱Mg(OH)2：使酚酞变浅红色，属中强碱Al(OH)3：不能使酚酞变红色，属两性氢氧化物=====△(3)实验结论Na、Mg、Al三种元素的金属性逐渐减弱。2．硅、磷、硫、氯的非金属性比较(1)与H2反应的难易SiPSCl氢化物SiH4PH3H2SHCl生成条件高温磷蒸气与H2反应加热光照或点燃下剧烈反应与H2反应逐渐变易(2)最高价氧化物对应水化物的酸性思考题设计实验说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强。答案将硫酸滴加到Na2SiO3溶液中，有白色沉淀生成，说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强。H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸中强酸强酸最强酸最高价含氧酸的酸性逐渐增强(3)结论Si、P、S、Cl四种元素的非金属性逐渐增强。3．第三周期元素的金属性和非金属性变化规律Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强名师解惑一、粒子半径大小的比较规律1．同种元素的阳离子半径小于相应的原子半径，如：r(Na＋)r(Na)，r(Mg2＋)r(Mg)。2．同种元素的阴离子半径大于相应的原子半径，如：r(Cl－)r(Cl)，r(S2－)r(S)。3．同周期从左往右原子半径逐渐减小，如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。4．同主族从上到下原子半径逐渐增大，相同价态的离子半径逐渐增大,如:r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),r(F－)r(Cl－)r(Br－)r(I－)。5．具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，如与Ne原子电子层结构相同的离子半径：r(N3－)r(O2－)r(F－)r(Na＋)r(Mg2＋)r(Al3＋)。二、元素周期律1、原子结构与元素周期律同周期的主族元素随原子序数递增(从左至右)电子层数最外层电子数相同依次递增原子半径递减同主族元素随原子序数递增(从上至下)电子层数相同最外层电子数依次递增原子半径递增完成P14【科学探究】表1主族同，最外层电子数同；周期同，电子层数同若电子层结构相同的离子，谁的半径大？电子层结构相同的离子原子序数小的半径大！练习按照原子半径由小到大的顺序排序A、F、C、O、N、BB、Mg、Al、Na、P、SiC、Mg、Al、P、F、OD、F－、O2－、Na＋、Al3＋、Mg2＋[特别提醒]稀有气体元素的原子半径因测量方式不同，不参与比较。二、元素周期律及其本质元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。元素性质(包括金属性、非金属性、化合价)和原子半径的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果，元素原子的化学性质主要由最外层电子数决定，同时也受原子半径的影响，也就是说，由于原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化，这体现了结构决定性质的规律。典例导析知识点1：粒子半径大小的比较例1下列化合物中，阴离子半径与阳离子半径之比最小的是()A．LiIB．NaBrC．KClD．CsF解析题目中的碱金属离子Li＋的半径是最小的，Cs＋的半径是最大的；4种卤素阴离子中F－的半径是最小的，I－的半径是最大的。显然，阴离子与阳离子半径之比最小的应是CsF。答案D跟踪练习1下列粒子半径大小的比较中正确的是()A．r(S2－)＞r(O2－)＞r(O)B．r(Al)＞r(Mg)＞r(Na)C．r(Na＋)＞r(O2－)＞r(F－)D．r(Na)＞r(Na＋)＞r(Cl－)答案A知识点2：对元素周期律及其本质的理解例2下列说法中正确的是()A．原子半径越小，其原子序数越大B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子C．元素原子的金属性、非金属性的强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况D．元素的化合价越高，其金属性越强解析A项，随着原子序数的递增，原子半径由大到小呈周期性变化，不要只考