高中化学必修二第一章第二节第一课时元素周期律

第二节元素周期律原子的构成、原子核的构成是怎样的?原子原子核核外电子质子中子{{一.核外电子的排布质子、中子、电子的电性和电量怎样？1个质子带一个单位正电荷1个电子带一个单位负电荷中子不带电在含有多个电子的原子里，电子的能量是不同的。有些电子能量较低，在离核较近的区域里运动；有些电子能量较高，在离核较远的区域里运动。问题：在多个电子的原子里，电子是如何运动的？科学上把能量不同的电子的运动区域称为电子层。把能量最低、离核最近的电子，称其运动在第一电子层上；能量稍高、运动在离核稍远的电子，称其运动在第二电子层上；有里向外，依次类推，叫三、四、五、六、七层。也可把它们依次叫K、L、M、N、O、P、Q层。电子层模型电子层（用n表示）1、2、3、4…….电子层符号离核距离能量高低1、电子层的划分K、L、M、N、O、P、Q近远低高那么，每个电子层最多可以排布多少个电子？首先研究一下１－20号元素原子电子层排布的情况(观察课本13页至14页的表格）找出规律）第二步：研究稀有气体的核外电子排布？稀有气体元素原子电子层排布核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188从表中可看出，K层、L层、M层最多能排布的电子数目？K-2，L-8，M-188个（氦原子是2个）最外层电子数最多有几个？试推断各电子层最多能容纳的电子数和电子层数之间有什么关系？次外层不超过多少个？倒数第三层呢？（1）各电子层最多容纳2n2个电子；2、核外电子排布规律（2）最外层电子数不超过8个电子(K为最外层时不超过2个)；（3）次外层电子数不超过18个电子；倒数第三层电子数不超过32个电子；（4）核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。1、判断下列示意图是否正确？为什么？A、B、C、D、+19289+12210+312+542818206练习：2、根据核外电子排布规律，画出下列元素原子的结构示意图。（1）3Li、11Na、19K、37Rb、55Cs（2）9F、17Cl、35Br、53I3、总结１至１８号原子结构的特殊性。（１）原子中无中子的原子：1H1（２）最外层有１个电子的元素：（３）最外层有２个电子的元素：H、Li、NaHe、Be、Mg（４）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar（５）最外层电子数是次外层电子数２倍的元素：（６）最外层电子数是次外层电子数３倍的元素：（７）最外层电子数是次外层电子数４倍的元素：CONe二、元素周期律科学探究：填写P14、15页表格，并观察元素原子的核外电子排布、元素的原子半径、元素的化合价有何规律性的变化？氢(H)氦(He)锂(Li)铍(Be)硼(B)碳(C)氮(N)氧(O)氟(F)氖(Ne)钠(Na)镁(Mg)铝(Al)硅(Si)磷(P)硫(S)氯(Cl)氩(Ar)核外电子排布原子的最外层电子排布原子半径科学探究1原子序数电子层数最外层电子数最高或最低化合价的变化1~23~1011~181231~21~81~8+1~0+1~+5-4~-1~0+1~+7-4~-1~0电子排布化合价变化小结：随着原子序数的递增元素原子的核外电子排布呈现周期性变化元素原子半径呈现周期性变化元素化合价呈现周期性变化1、随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布和化合价都呈现周期性变化科学探究2元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性变化呢？周期性变化：重复出现的规律元素化学性质与原子结构的关系判断元素金属性强弱的方法1、单质跟水（或酸）反应置换出氢的难易2、最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性强弱判断元素非金属性强弱的方法2、最高价氧化物的水化物的酸性强弱1、单质与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性实验1.取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾，观察现象。现象化学方程式Mg与冷水反应缓慢，与热水反应迅速，生成大量气泡，溶液变为红色Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑△实验2.取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两只试管，再各加入2mL等物质的量浓度的盐酸，观察现象。MgAl现象化学方程式与酸反应剧烈，生成大量气泡与酸反应较慢，有气泡产生Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2金属性MgAl原子序数111213元素符号NaMgAl单质与水(或酸)反应情况氢氧化物碱性强弱金属性NaMgAl冷水剧烈热水较快盐酸剧烈盐酸较快NaOHMg(OH)2Al(OH)3强碱中强碱两性氢氧化物原子序数14151617元素符号SiPSCl单质与H2化合的难易气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸性H4SiO4极弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4最强酸高温光照或点燃爆炸化合磷蒸气加热很不稳定SiH4不稳定PH3不很稳定H2S稳定HCl非金属性SiPSCl原子序数1112131415161718元素符号NaMgAlSiPSClAr单质和水(或酸）反应情况冷水剧烈热水较快盐酸剧烈盐酸较快高温应磷蒸气与H2能反应须加热光照或点燃爆炸化合NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物H4SiO4弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4最强酸稀有气体元素非金属单质与氢气反应最高价氧化物对应水化物的酸碱性金属性和非金属性递变金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强随着原子序数的递增元素原子的核外电子排布呈现周期性变化元素原子半径呈现周期性变化元素化合价呈现周期性变化元素的化学性质呈现周期性变化元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化—元素周期律2、NaMgAl金属性逐渐减弱①SiPSCl非金属性逐渐增强②NaMgAlSiPSCl金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强结论元素周期律：元素的性质随原子序数的递增呈周期性变化元素周期律元素周期律—元素的性质随原子序数的递增而呈周期性的变化。元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。（结构决定性质）三、元素周期表和元素周期律的应用1.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系(1)同周期元素同周期，电子层数相同，质子数越（即原子序数越大），原子半径越，核对电子的引力越，原子失电子能力越，得电子能力越，金属性越、非金属性越。同周期中：从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强多小强弱强弱强主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA化合价＋1＋2＋3＋4－4＋5－3＋6－2＋7－1金属性与非金属性金属性减弱，非金属性增强单质的还原性与氧化性最高价氧化物R2OROR2O3RO2R2O5RO3R2O7气态氢化物RH4RH3H2RHR气态氢化物的稳定性最高价氧化物的水化物的酸、碱性原子半径还原性减弱，氧化性增强稳定性增强碱性减弱，酸性增强逐渐缩小同周期主族元素性质递变规律(2)同主族元素同主族：从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱同主族，电子层数越多，原子半径越，核对电子引力越，原子失电子能力越，得电子能力越，金属性越、非金属性越。元素周期表中：周期序数=电子层数；主族序数=最外层电子数；原子序数=核内质子数。大弱强弱强弱周期1234567同主族元素性质递变规律原子半径离子半径增大单质还原性增强，单质氧化性减弱气态氢化物稳定性减弱最高价氧化物的水化物的酸性减弱，碱性增强阳离子的氧化性减弱阴离子的还原性增强元素的金属性和非金属性递变小结非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt1BAlSiGeAsSbTe234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0PoAt非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属区金属区零族元素元素位、构、性三者关系（举例）1.金属性最强的元素（不包括放射性元素）是；2.最活泼的非金属元素是；3.最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是；4.最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元素）是。CsFClCs用元素符号回答原子序数11-18号的元素的有关问题（1）除稀有气体外，原子半径最大的是（2）最高价氧化物的水化物呈两性的是（3）能形成气态氢化物且最稳定的是NaAlCl自然科学方面周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系，周期表为发展过度元素结构、镧系和锕系结构理论，甚至为指导新元素的合成，预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科学的许多部门，都是重要工具。2、元素周期表及元素周期律应用在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料氟里昂的发现与元素周期表1930年美国化学家托马斯·米奇利成功地获得了一种新型的致冷剂——CCl2F2（即氟里昂，简称F12）。这完全得益于元素周期表的指导。在1930年前，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。氟里昂的发现与元素周期表在第三周期中，单质的易燃性是NaMgAl，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3双比H2O易燃，再比较氢化物的毒性：AsH3PH3NH3H2SH2O，根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷剂。氟里昂的发现与元素周期表米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的致冷剂CCl2F2终于应运而生了。80年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。人们又将在元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。例1.下列递变情况不正确的是：A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单质的还原性依次减弱B.P、S、Cl最高正价依次升高，对应气态氢化物稳定性增强C.C、N、O原子半径依次增大D.Na、K、Rb氧化物的水化物碱性依次增强C例2：X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素。下列叙述中不能说明X的非金属性比Y强的是：A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数少B．酸性：HXO4HYO4C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D．Y的单质能将X从NaX的溶液置换出来D例3：同一横行X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性是HXO4H2YO4H3ZO4，则下列说法判断错误的是A.阴离子半径XYZB.气态氢化物稳定性HXH2YZH3C.元素的非金属性XYZD.单质的氧化性XYZA例4.A和B是前三周期的元素，它们的离子A2+和B3+具有相同的核外电子层结构，下列说法正确的是A.原子半径:ABB.原子序数:ABC.离子半径:A2+B3+D.质量数:ABAC常见元素化合价的一般规律①主族元素的最高正价等于最外层电子数；O、F除外③金属元素无负价（除零价外，在化学反应中只显正价）；既有正价又有负价的元素一定是非金属元素；④氟无正价，氧无最高正价。②非金属元素最低负价与最高正价的关系为：最高正价+|最低负价|=8O、F除外1、某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HXO4，这种元素的气态氢化物的化学式是（）A、HXB、H2XC、XH3D、XH4A2、某元素的最高正价与负价的代数和为4,则该元素的最外层电子数为（）A、4B、5C、6D、7C原子核外电子排布的周期性变化