高中化学元素周期律

•2.电子按能量高低在核外分层排布。1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高1.核外电子围绕着原子核在不同区域(电子层)作不规则的高速运动一、原子核外电子的排布核外电子排布图(2)不同电子层的表示方法及能量关系电子层序数1234567……电子层符号KLMNOPQ……电子离核距离电子能量3.电子层的排布原理核外电子的排布一般总是尽先从排起，当一层后再填充下层。近→远低→高内层排满1→2→3→4→5→67K→L→M→N→O→P→Q核外电子的排布规律分析下表填写下列空白：稀有气体元素原子的核外电子排布各电子层的电子数KLMNOP2He(氦)210Ne(氖)2818Ar(氩)28836Kr(氪)2818854Xe(氙)281818886Rn(氡)281832188(1)观察上表可知：除氦元素外，各稀有气体元素原子中最外电子层所能容纳的电子数最多是；次外层所能容纳的电子数最多是；K、L、M、N各电子层所能容纳的电子数最多依次是、、、。(2)在元素周期表中，随着元素核电荷数的增加，在族元素之后，增加了新的电子层并出现了新的周期，该元素最外层电子数是。研究各元素原子核外电子排布可以发现，稀有气体元素的原子各电子层电子数已达到最多所能容纳的电子数。原子核外各电子层最多容纳的电子数(电子层数为n)是。2n281828321801思维拓展:核外电子的分层排布规律有：(1)原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层即排满了K层才排L层，排满了L层才排M层;(2)原子核外每个电子层最多容纳2n2个电子;(3)原子最外层电子数不超过8个电子(K层为最外层不能超过2个电子);(4)原子次外层电子数不超过18个电子(K层为次外层不能超过2个电子)。二、核外电子排布的表示方法——结构示意图1．原子结构示意图用小圆圈表示原子核，圆圈内的数字表示核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，这样的图示称为原子结构示意图。例如，钠原子的结构示意图为：电子层层内电子数粒子符号原子核质子数或核电荷数2．离子结构示意图离子结构示意图与原子结构示意图写法相同，只是在原子结构示意图中，核内质子数等于；离子结构示意图中，二者相等。请写出Mg2＋、Cl－的结构示意图：Mg2＋：，Cl－：。核外电不子数思维拓展3．钾的原子结构示意图为什么不能写成？答案原子结构示意图中各电子层上的电子数目必须遵守核外电子的排布规律，该结构示意图中最外层电子数为9，不符合排布规律。4．分析离子结构示意图，概括离子的核电荷数与核外电子数的关系。答案阳离子核外电子数小于核电荷数，阴离子核外电子数大于核电荷数，其差值均为它们所带的电荷数。5．原子形成阳离子或阴离子后，其电子层结构发生了哪些变化？答案原子形成阳离子后，要减少一个电子层，形成阴离子后电子层数不变，但最外层电子数增多，它们都达到了稳定结构。填写教材P14～15表格：科学探究一3—10号元素，从Li到Ne有2个电子层，随原子序数的增大，最外层电子数目由1个增加到8个，而达到稳定结构11—18号元素，从Na到Ar有3个电子层，随原子序数的增大，最外层电子数目由1个增加到8个，而达到稳定结构元素核外电子排布情况1—2号元素，从H到He只有1个电子层，最外层电子数目由1个增加到到2个，而达到稳定结构原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1～23～1011～18结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现变化。123121818882周期性元素原子半径数据逐渐减小逐渐增大原子序数原子半径的变化3～1011～17结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现变化。逐渐减小逐渐减小周期性元素化合价原子序数最高正价最低负价特例1～23～1011～18结论：随着原子序数的递增，元素的化合价呈现变化。1０＋1＋５F、O周期性－４－１０＋1＋７－４－１０原子序数电子层数最外层电子数原子半径的变化（不考虑稀有气体元素）最高或最低化合价的变化1～2———3～1011～18结论123121818大→小+1→0+1→+5-4→-1→0随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、化合价呈现周期性变化。核外电子排布、原子半径和元素化合价的变化大→小+1→+7-4→-1→0金属性与非金属性的强弱判断判断依据金属性非金属性金属单质与水或酸反应置换出H2的难易金属氧化物对应的水化物碱性强弱非金属单质与H2化合的难易及气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应的水化物（最高价含氧酸）的酸性强弱科学探究2：元表的性质和原子序数间的关系。实验1：镁与水的反应现象化学方程式未加热时无现象，加热溶液变红色Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑实验2：镁和铝与盐酸的反应MgAl现象剧烈反应生成气体较迅速反应生成气体化学方程式Mg+2HCl==MgCl2+H2↑2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑△金属元素性质NaMgAl单质和水（或酸）的反应情况最高价氧化物对应水化物碱性钠镁铝性质比较跟冷水剧烈反应NaOH强碱跟沸水反应放H2；跟酸剧烈反应放H2Mg(OH)2中强碱跟酸较为迅速反应放H2Al(OH)3两性氢氧化物结论：金属性NaMgAl14Si15P16S17Cl对应氧化物氧化物的水化物酸性强弱单质与H2反应条件气态氢化物及稳定性氢化物水溶液的酸性结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4弱酸中强酸强酸最强酸逐渐增强高温加热加热点燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强逐渐增强非金属性逐渐增强资料3：非金属性质的变化规律通过上表分析，能得出第三周期元素的金属性与非金属性变化情况如何？11～18号元素性质的变化中得出如下的结论：NaMgAlSiPSClAr稀有气体元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。元素周期律是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。重点：同一周期元素，随核电荷数增大，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA族周期金属性逐渐增强原子半径逐渐增大还原性增强1234567BAlSiGeAsSbTePoAt非金属性逐渐增强原子半径逐渐减小氧化性增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强三、元素周期表和元素周期律的应用总结结构位置性质2.周期数=电子层数3.主族序数=最外层电子数=最高正价4.最高正价+|最低负价|=8（H除外）一.位置和结构关系1.原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数5.质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）6.核外电子数=质子数-离子电荷（带符号）注：1.最外层电子数为2的原子未必在ⅡA(如He、很多过渡元素如Fe）2.次外层电子为8的原子一般是：第三周期元素和长周期的ⅠA、ⅡA元素3.最外层电子数为3-7的原子是主族元素4.主族元素：某元素的原子序数-稀有气体=1、2或-1～-5二、原子结构和性质的关系1.最外层电子排布饱和的粒子稳定，一般不易得失电子2.最外层电子数﹤4，一般为金属元素易失去电子最外层电子数﹥4，一般为非金属元素易得到电子最外层电子数=4，一般不易得到和失去电子3.金属只能显示正化合价4.原子半径越大，电子离核越远，得电子能力减弱，失电子能力增强；原子半径越小，电子离核越近，得电子能力增强，失电子能力减弱；三、位置与性质的关系五条特色线：横，竖、撇、捺，楼梯线1.横：递变（金属性递增、非金属性递减）2.竖：相似有递变(与代表元素性质相似，但不能忽视递变)3.撇：递变（金属性增，非金属性减）4.捺：斜线相似（45°角）5.楼梯线：金属与非金属分界线注：1.元素的单质都是气体：0族2.只有非金属的族是：ⅦA、0族3.全是金属的族是：ⅡA、副族、Ⅷ4.全是非金属的周期是：第一周期5.分界线附近元素：两性金属（Al或Be）或半导体材料（Si或Ge）6.过渡元素：催化剂材料（MnO2)7.非金属区：农药（P），杀虫剂内容同周期（从左到右）同主族（从上到下）电子层数最外电子数最高正价原子半径离子半径得电子能力（氧化性）失电子能力（还原性）金属性非金属性最高价氧化物水化物酸碱性气态氢化物稳定性内容同周期（从左到右）同主族（从上到下）电子层数相同（等于周期序数）逐渐增加最外电子数逐渐增加（1~8）相同（等于族序数）最高正价+1~~+7等于族序数原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阴阳离子半径均渐小阴阳离子半径均渐大得电子能力（氧化性）逐渐增强逐渐减弱失电子能力（还原性）逐渐减弱逐渐增强金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物水化物酸碱性碱性渐弱酸性渐强碱性渐强酸性渐弱气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱分析粒子半径的影响因素1.原子核对外围电子的吸引力2.外围电子之间的排斥力(1)内层电子对外层电子的排斥力(2)外层电子对本层电子的排斥力粒子半径是指：最外层电子离原子核的距离最外层电子离核越远则粒子半径越大例2：Na与Na+分析：核电荷数相同，吸引力相同。电子层数相同，电子数多排斥力大即：Cl-﹥Cl例1：Cl-与Cl分析：核电荷数相同，吸引力相同电子层数不同，层数少半径小即：Na﹥Na+例4：Cl-与Na+分析：核电荷数多引力大电子数多斥力大电子层数多半径大即：Cl-﹥Na+例3：F-与Na+分析：核电荷数多引力大电子数相同，斥力相同即：F-﹥Na+分析：核电荷数多引力大电子数多斥力大前者影响为主，即：Na﹥Cl例5：Na与ClCl-﹥ClNa﹥Na+F-﹥Na+Cl-﹥Na+Na﹥Cl越大越小越大⑵电子层数相同时，再看核电荷数，核电荷数越多,则半径⑶核电荷数都相同(同种元素)时,再看核外电子数(或最外层电子数),核外电子数(或最外层电子数越多)，则半径微粒半径大小比较规律⑴先看电子层数,电子层数越多，则半径一般情况下(稀有气体除外):如LiNaKRbCsIBrClF如NaMgAlFONC如ClCl-+3Li+11Na+11Na+12Mg+17ClCl-+17微粒半径大小的比较比较微粒大小的依据（三看）1.看电子层数：电子层数越多半径越大（层多径大）如：K+Na+F＞Cl＞Br＞I2.看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。（层同，核大径小）如：S2-Cl-K+Ca2+;O2-F-Na+Mg2+Al3+H－＞Li+3.看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。（核同，电多径大）Cl－＞Cl;Fe＞Fe2+＞Fe3+；H－＞H+