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高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 原子结构 元素周期律第2节 元素周期律和元素周期表图片ppt课件
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 原子结构 元素周期律第2节 元素周期律和元素周期表图片ppt课件，共40页。PPT课件主要包含了内容索引，素养目标，质子数，中子数，核电荷数，核外电子数，最外层电子数，原子核外电子数，原子序数，核外电子排布等内容，欢迎下载使用。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.会书写1~20号元素原子核外电子排布,能分析核外电子排布、原子半径、主要化合价的递变规律,透过现象看到本质,形成宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.通过分析核外电子排布、原子半径及元素主要化合价的变化规律,建立证据意识,能够透过现象看到变化的本质,培养证据推理与模型认知的学科核心素养。
[知识铺垫]1.质量数(A)= (Z)+ (N),原子的质子数=____________ = 。2.原子的失电子能力与最外层电子数和电子层数有关,钠元素原子失电子的能力比镁元素原子 ,氟元素原子得电子的能力比氯元素原子 。3.元素的化学性质主要由原子的 决定。
[必备知识]一、元素性质的变化规律1.原子序数
2.1~18号元素原子结构的变化规律(1)最外层电子排布的递变规律。
(2)元素原子半径的变化规律。
(3)主要化合价的递变规律。
二、元素周期律1.定义元素的性质随着元素 的递增而呈周期性变化的规律。2.实质元素性质呈周期性变化是元素原子 呈周期性变化的必然结果。
【微思考1】所有微粒的质子数都等于核外电子数吗?【微思考2】元素原子的最外层电子数一定等于其最高价吗?【微思考3】核外电子层数多的元素的原子半径一定大于核外电子层数少的元素的原子半径吗?
提示 不是。只有中性微粒的质子数等于核外电子数,离子的质子数与核外电子数一定不相等。
提示 不一定。如氟元素的最高价为0价,而不是+7价。
提示 不一定。如Cl原子的半径小于Li原子的半径。
[自我检测]判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。1.电子层数相同的原子的半径随着原子序数的递增逐渐增大。( )2.元素周期律的实质是随着原子序数的递增,元素的核外电子排布呈现周期性变化。( )3.电子层数相同的原子,稀有气体的原子半径最小。( )4.核外电子排布相同的离子的半径相等。( )5.元素原子的最高价等于元素的最外层电子数。( )6.电子层数相同的元素原子的最低价总是从-7→-1逐渐升高。( )
8.Na的原子结构示意图为 ,Cl的原子结构示意图为 ,钠原子半径小于氯原子半径。( )
7.原子最外层上的电子数随原子序数的递增从1~8呈周期性变化(第1周期除外)。( )
[问题探究]卤水学名为盐卤,是由海水或盐湖水制盐后,残留于盐池内的母液。蒸发冷却后析出氯化镁结晶,称为卤块。盐卤是我国北方制豆腐常用的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质凝结成凝胶,再挤出多余的水分便可形成豆腐。用盐卤作凝固剂制成的豆腐,硬度、弹性和韧性较强,称为老豆腐,也称北豆腐、硬豆腐。卤水中含有钙离子、氯离子、溴离子、镁离子等。
(1)Ca、Cl、Br、Mg原子的半径由小到大的顺序如何排列?
由此可以判断原子半径由小到大的顺序为r(Cl)
提示 根据离子半径比较的规律可知,Ca2+、Cl-、Br-、Mg2+的半径由小到大的顺序为r(Mg2+)r(Cl)。②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。所带电荷数越多,粒子半径越小。如:r(Fe3+)r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
[应用体验]【例1】已知1~20号元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是( )A.原子半径:A>B>C>DB.离子半径:C2->D->B+>A2+C.原子序数:a>d>b>cD.原子最外层电子数:A>B>D>C
答案 B解析 原子序数=核电荷数=原子核外电子数,aA2+、bB+、cC2-、dD-的电子层结构相同,即核外电子数相同,根据离子电荷的多少及正负可推知原子的电子层数:A=B>C=D,原子序数:a>b>d>c,原子最外层电子数:BC=D,所以原子半径:B>A>C>D。当电子层结构相同时,核电荷数越多,离子半径越小,则离子半径:C2->D->B+>A2+。由以上分析可知B正确。
规律方法 “三看法”比较微粒半径大小一看电子层数:电子层数不同、最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数:电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:电子层数和核电荷数都相同时,电子数越多,半径越大。
变式训练1-1(2022全国高一同步练习)下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是( )A.①>②>③>④ B.③>④>①>②C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
答案 C解析 ①为S元素,②为Cl元素,③为S2-,④为F元素。①②电子层数相同,比较核电荷数,核电荷数越大半径越小,故原子半径:S>Cl;①③核电荷数相同,比较核外电子数,电子数越多半径越大,故半径:S2->S;②④最外层电子数相同,比较电子层数,电子层数越多半径越大,故原子半径:Cl>F。故③>①>②>④。
变式训练1-2 下列粒子半径之比大于1的是( )
答案 C解析 Al、Na电子层数相同,核电荷数前者大,则r(Al)
提示 砷元素原子最外层有5个电子,因此其最高价为+5价。
(2)试根据砷元素的原子结构示意图推测该元素的最低价。 (3)由上述(1)(2)可知,砷元素的最高价和最低价存在什么关系?
提示 砷元素原子最外层有5个电子,最外层得到3个电子达到8电子稳定结构,因此其最低负价为-3价。
提示 砷元素的最低价=砷元素的最高价-8。
[深化拓展]常见元素的化合价(1)元素化合价与原子结构的关系。①随着原子序数的递增,主族元素的主要化合价呈现周期性的变化(正价+1→+7,负价-4→-1)。②元素最高化合价=原子最外层电子数(O、F除外)。③非金属元素:最低化合价=原子最外层电子数-8(H、稀有气体元素除外)。④非金属元素:最高化合价+|最低化合价|=8(H、O、F及稀有气体元素除外)。
(2)一些典型元素的化合价。①氢元素的化合价有+1价、-1价、0价,如H2O、NaH、H2。②氟元素没有正价,氧元素一般不显正价。③金属元素只有正价、无负价;非金属元素既有正价,又有负价(F除外)。④若元素原子的最外层电子数(元素族序数)为奇数,则变价元素的化合价一般为一系列的奇数,如:氯元素有-1价、+1价、+3价、+5价、+7价;氮元素有-3价、+1价、+3价、+5价,但还有+2价、+4价。⑤若元素原子的最外层电子数(元素族序数)为偶数,则变价元素的化合价一般为一系列的偶数,如:硫元素有有-2价、+4价、+6价;碳元素有-4价、+2价、+4价。⑥多数非金属有变价,如氧元素常见化合价为-2价、-1价、0价。
[应用体验](2)Y元素原子的最外层电子数是 。(3)比较S2-和Y-的还原性: 。
答案 (1)+5 (2)7 (3)S2->Y-解析 (1)根据电荷守恒得-n+(-2)×3+(+1)×6=-1,得n=1,代入 中求得Y的化合价为+5价。(2)由(1)及化学方程式知,Y有+5价、-1价两种价态,由于Y存在Y-,-1价是Y元素的最低化合价,则其最外层电子数为8-1=7。(3)在题给反应中还原剂为S2-,还原产物为Y-,故还原性S2->Y-。
规律方法 金属元素有正价、无负价。非金属元素既有正价又有负价,但F元素无正价,氧元素一般不显正价;一般地,非金属元素的最高正价存在于氧化物及酸根离子中,最低负价存在于氢化物中,最高正化合价+|最低负化合价|=8(H除外)。
变式训练2-1下列说法正确的是( )A.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数B.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.金属元素只有正价和零价,而非金属元素既有正价又有负价和零价
答案 B解析 非金属元素最低化合价的绝对值等于8减去对应原子的最外层电子数,A错误;非金属元素的最高正价等于该元素原子的最外层电子数(O、F除外),不会超过该数值,B正确;氦原子最外层有2个电子,C错误;并非所有非金属元素都有正价,如F无正价,D错误。
变式训练2-2某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3,则X的简单气态氢化物的分子式为( )A.HXD.XH4
答案 D解析 X元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3,则X的最高化合价为+4价,说明X原子最外层有4个电子,最低化合价应为-4价,形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。
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1.下列有关原子序数的说法不正确的是( )A.原子序数=原子核内的质子数=原子核外的电子数B.简单阳离子对应的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数C.简单阴离子对应的原子序数=阴离子核外电子数-电荷数D.原子序数=相对原子质量-中子数
答案 D解析 根据原子序数的定义可知,A正确;原子失去电子形成阳离子,故简单阳离子对应的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数,B正确;原子得到电子形成阴离子,故简单阴离子对应的原子序数=阴离子核外电子数-电荷数,C正确;原子序数=质子数=质量数-中子数,D错误。
2.下列微粒半径大小比较正确的是( )A.NaCl->Na+>Al3+
答案 D解析 原子电子层数相同时,原子的核电荷数越大,其半径越小,A项错误;电子层数不同时,原子的电子层数越多,其半径越大,B项错误;离子的电子层结构相同时,离子的核电荷数越大,其半径越小,C项错误;S2-的半径大于Cl-的半径,Na+的半径大于Al3+的半径,S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个电子层,则四种离子的半径大小关系为S2->Cl->Na+>Al3+,D项正确。
3.(2022全国高一同步练习)某元素R的最高价氧化物对应的水化物是 ,则元素R在其气态氢化物中的化合价是( )A.3n-10B.12-3nC.3n-4D.3n-12
答案 D解析 元素R在其最高价氧化物对应水化物中显正价,而在其氢化物中显负价。设R的最高化合价为+x,由化合物中正、负化合价代数和为0列式: (+1)·n+x+(-2)·(2n-2)=0,解得x=3n-4。因为元素的最高化合价+|最低化合价| =8,所以氢化物中元素R的化合价为-[8-(3n-4)]=3n-12。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为 (填序号,下同)。(2)按简单离子半径由大到小的顺序排列为 。(3)微粒中质子数小于中子数的是 。(4)能形成X2Y2型化合物的是 。(5)通常情况下,化合价有0价、负价和多种正价的是 。
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1.会书写1~20号元素原子核外电子排布,能分析核外电子排布、原子半径、主要化合价的递变规律,透过现象看到本质,形成宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.通过分析核外电子排布、原子半径及元素主要化合价的变化规律,建立证据意识,能够透过现象看到变化的本质,培养证据推理与模型认知的学科核心素养。
[知识铺垫]1.质量数(A)= (Z)+ (N),原子的质子数=____________ = 。2.原子的失电子能力与最外层电子数和电子层数有关,钠元素原子失电子的能力比镁元素原子 ,氟元素原子得电子的能力比氯元素原子 。3.元素的化学性质主要由原子的 决定。
[必备知识]一、元素性质的变化规律1.原子序数
2.1~18号元素原子结构的变化规律(1)最外层电子排布的递变规律。
(2)元素原子半径的变化规律。
(3)主要化合价的递变规律。
二、元素周期律1.定义元素的性质随着元素 的递增而呈周期性变化的规律。2.实质元素性质呈周期性变化是元素原子 呈周期性变化的必然结果。
【微思考1】所有微粒的质子数都等于核外电子数吗?【微思考2】元素原子的最外层电子数一定等于其最高价吗?【微思考3】核外电子层数多的元素的原子半径一定大于核外电子层数少的元素的原子半径吗?
提示 不是。只有中性微粒的质子数等于核外电子数,离子的质子数与核外电子数一定不相等。
提示 不一定。如氟元素的最高价为0价,而不是+7价。
提示 不一定。如Cl原子的半径小于Li原子的半径。
[自我检测]判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。1.电子层数相同的原子的半径随着原子序数的递增逐渐增大。( )2.元素周期律的实质是随着原子序数的递增,元素的核外电子排布呈现周期性变化。( )3.电子层数相同的原子,稀有气体的原子半径最小。( )4.核外电子排布相同的离子的半径相等。( )5.元素原子的最高价等于元素的最外层电子数。( )6.电子层数相同的元素原子的最低价总是从-7→-1逐渐升高。( )
8.Na的原子结构示意图为 ,Cl的原子结构示意图为 ,钠原子半径小于氯原子半径。( )
7.原子最外层上的电子数随原子序数的递增从1~8呈周期性变化(第1周期除外)。( )
[问题探究]卤水学名为盐卤,是由海水或盐湖水制盐后,残留于盐池内的母液。蒸发冷却后析出氯化镁结晶,称为卤块。盐卤是我国北方制豆腐常用的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质凝结成凝胶,再挤出多余的水分便可形成豆腐。用盐卤作凝固剂制成的豆腐,硬度、弹性和韧性较强,称为老豆腐,也称北豆腐、硬豆腐。卤水中含有钙离子、氯离子、溴离子、镁离子等。
(1)Ca、Cl、Br、Mg原子的半径由小到大的顺序如何排列?
由此可以判断原子半径由小到大的顺序为r(Cl)
提示 根据离子半径比较的规律可知,Ca2+、Cl-、Br-、Mg2+的半径由小到大的顺序为r(Mg2+)
[应用体验]【例1】已知1~20号元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是( )A.原子半径:A>B>C>DB.离子半径:C2->D->B+>A2+C.原子序数:a>d>b>cD.原子最外层电子数:A>B>D>C
答案 B解析 原子序数=核电荷数=原子核外电子数,aA2+、bB+、cC2-、dD-的电子层结构相同,即核外电子数相同,根据离子电荷的多少及正负可推知原子的电子层数:A=B>C=D,原子序数:a>b>d>c,原子最外层电子数:B
规律方法 “三看法”比较微粒半径大小一看电子层数:电子层数不同、最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数:电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:电子层数和核电荷数都相同时,电子数越多,半径越大。
变式训练1-1(2022全国高一同步练习)下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是( )A.①>②>③>④ B.③>④>①>②C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
答案 C解析 ①为S元素,②为Cl元素,③为S2-,④为F元素。①②电子层数相同,比较核电荷数,核电荷数越大半径越小,故原子半径:S>Cl;①③核电荷数相同,比较核外电子数,电子数越多半径越大,故半径:S2->S;②④最外层电子数相同,比较电子层数,电子层数越多半径越大,故原子半径:Cl>F。故③>①>②>④。
变式训练1-2 下列粒子半径之比大于1的是( )
答案 C解析 Al、Na电子层数相同,核电荷数前者大,则r(Al)
提示 砷元素原子最外层有5个电子,因此其最高价为+5价。
(2)试根据砷元素的原子结构示意图推测该元素的最低价。 (3)由上述(1)(2)可知,砷元素的最高价和最低价存在什么关系?
提示 砷元素原子最外层有5个电子,最外层得到3个电子达到8电子稳定结构,因此其最低负价为-3价。
提示 砷元素的最低价=砷元素的最高价-8。
[深化拓展]常见元素的化合价(1)元素化合价与原子结构的关系。①随着原子序数的递增,主族元素的主要化合价呈现周期性的变化(正价+1→+7,负价-4→-1)。②元素最高化合价=原子最外层电子数(O、F除外)。③非金属元素:最低化合价=原子最外层电子数-8(H、稀有气体元素除外)。④非金属元素:最高化合价+|最低化合价|=8(H、O、F及稀有气体元素除外)。
(2)一些典型元素的化合价。①氢元素的化合价有+1价、-1价、0价,如H2O、NaH、H2。②氟元素没有正价,氧元素一般不显正价。③金属元素只有正价、无负价;非金属元素既有正价,又有负价(F除外)。④若元素原子的最外层电子数(元素族序数)为奇数,则变价元素的化合价一般为一系列的奇数,如:氯元素有-1价、+1价、+3价、+5价、+7价;氮元素有-3价、+1价、+3价、+5价,但还有+2价、+4价。⑤若元素原子的最外层电子数(元素族序数)为偶数,则变价元素的化合价一般为一系列的偶数,如:硫元素有有-2价、+4价、+6价;碳元素有-4价、+2价、+4价。⑥多数非金属有变价,如氧元素常见化合价为-2价、-1价、0价。
[应用体验](2)Y元素原子的最外层电子数是 。(3)比较S2-和Y-的还原性: 。
答案 (1)+5 (2)7 (3)S2->Y-解析 (1)根据电荷守恒得-n+(-2)×3+(+1)×6=-1,得n=1,代入 中求得Y的化合价为+5价。(2)由(1)及化学方程式知,Y有+5价、-1价两种价态,由于Y存在Y-,-1价是Y元素的最低化合价,则其最外层电子数为8-1=7。(3)在题给反应中还原剂为S2-,还原产物为Y-,故还原性S2->Y-。
规律方法 金属元素有正价、无负价。非金属元素既有正价又有负价,但F元素无正价,氧元素一般不显正价;一般地,非金属元素的最高正价存在于氧化物及酸根离子中,最低负价存在于氢化物中,最高正化合价+|最低负化合价|=8(H除外)。
变式训练2-1下列说法正确的是( )A.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数B.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.金属元素只有正价和零价,而非金属元素既有正价又有负价和零价
答案 B解析 非金属元素最低化合价的绝对值等于8减去对应原子的最外层电子数,A错误;非金属元素的最高正价等于该元素原子的最外层电子数(O、F除外),不会超过该数值,B正确;氦原子最外层有2个电子,C错误;并非所有非金属元素都有正价,如F无正价,D错误。
变式训练2-2某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3,则X的简单气态氢化物的分子式为( )A.HXD.XH4
答案 D解析 X元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3,则X的最高化合价为+4价,说明X原子最外层有4个电子,最低化合价应为-4价,形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。
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1.下列有关原子序数的说法不正确的是( )A.原子序数=原子核内的质子数=原子核外的电子数B.简单阳离子对应的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数C.简单阴离子对应的原子序数=阴离子核外电子数-电荷数D.原子序数=相对原子质量-中子数
答案 D解析 根据原子序数的定义可知,A正确;原子失去电子形成阳离子,故简单阳离子对应的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数,B正确;原子得到电子形成阴离子,故简单阴离子对应的原子序数=阴离子核外电子数-电荷数,C正确;原子序数=质子数=质量数-中子数,D错误。
2.下列微粒半径大小比较正确的是( )A.Na
答案 D解析 原子电子层数相同时,原子的核电荷数越大,其半径越小,A项错误;电子层数不同时,原子的电子层数越多,其半径越大,B项错误;离子的电子层结构相同时,离子的核电荷数越大,其半径越小,C项错误;S2-的半径大于Cl-的半径,Na+的半径大于Al3+的半径,S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个电子层,则四种离子的半径大小关系为S2->Cl->Na+>Al3+,D项正确。
3.(2022全国高一同步练习)某元素R的最高价氧化物对应的水化物是 ,则元素R在其气态氢化物中的化合价是( )A.3n-10B.12-3nC.3n-4D.3n-12
答案 D解析 元素R在其最高价氧化物对应水化物中显正价,而在其氢化物中显负价。设R的最高化合价为+x,由化合物中正、负化合价代数和为0列式: (+1)·n+x+(-2)·(2n-2)=0,解得x=3n-4。因为元素的最高化合价+|最低化合价| =8,所以氢化物中元素R的化合价为-[8-(3n-4)]=3n-12。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为 (填序号,下同)。(2)按简单离子半径由大到小的顺序排列为 。(3)微粒中质子数小于中子数的是 。(4)能形成X2Y2型化合物的是 。(5)通常情况下,化合价有0价、负价和多种正价的是 。
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