高一化學(xué)必修2元素周期律學(xué)案
高一化學(xué)必修2元素周期律學(xué)案：
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解原子核外電子的排布;2、掌握元素化合價(jià)隨原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)出的周期性變化規(guī)律;
3、微粒半徑及大小的比較。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】元素化合價(jià)，原子半徑隨原子序數(shù)的遞增的變化規(guī)律，原子及微粒半徑大小比較
【基礎(chǔ)知識(shí)】
一、 原子核外電子的排布：
1.原子核外的電子由于能量不同，它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域也不同。通常能量低的電子在離核____的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，能量高的電子在離核____的區(qū)域運(yùn)動(dòng)。
2.表示方法
| 電子層(n) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 對(duì)應(yīng)符號(hào) |
?、虐茨芰坑傻偷礁?，即由內(nèi)到外，分層排布。
?、?第1層最多只能排_(tái)___個(gè)電子
② ②第2層最多排_(tái)___個(gè)電子
?、?③除K層外，不論原子有幾個(gè)電子層，其最外層中的電子數(shù)最多只能有____個(gè)(K層最多有____個(gè))
?、聘鶕?jù)核外電子排布的規(guī)律，能劃出1-20號(hào)原子結(jié)構(gòu)示意圖。
二、化合價(jià)的周期性變化
[科學(xué)探究1]標(biāo)出1—18號(hào)元素的化合價(jià)，找出規(guī)律。
三、原子半徑的遞變規(guī)律
| 元素符號(hào) | H | He | ||||||
| 原子半徑nm | 0.037 |
 |
||||||
| 元素符號(hào) | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne |
| 原子半徑nm | 0.152 | 0.089 | 0.082 | 0.077 | 0.075 | 0.074 | 0.071 |
 |
| 元素符號(hào) | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
| 原子半徑nm | 0.186 | 0.160 | 0.143 | 0.117 | 0.110 | 0.102 | 0.099 |
 |
四、微粒半徑大小的比較
1、原子半徑大小的比較
同主族，從上到下，原子半徑逐漸 。同周期，從左到右，原子半徑逐漸 。
2、離子半徑大小的比較
(1)具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子半徑大小的比較
電子層數(shù)相同，隨核電荷數(shù)增加，原子核對(duì)核外電子吸引能力 ，半徑 。
(2)同主族離子半徑大小的比較
元素周期表中從上到下，電子層數(shù)逐漸 ，離子半徑逐漸 。
(3)同一元素的不同離子的半徑大小比較
同種元素的各微粒，核外電子數(shù)越多，半徑 ，高價(jià)陽離子半徑 低價(jià)離子半徑。
【自主探究】
根據(jù)下列原子結(jié)構(gòu)示意圖回答(用編號(hào)回答)：
?、侵挥羞€原性的是______ ⑷只有氧化性的是_______
【探求新知】
一、 原子核外電子的排布
1、 電子的特征：
電子的運(yùn)動(dòng)具有區(qū)別于宏觀物體的幾大特征:
(1)質(zhì)量很____(9.109×10-31kg); (2)帶_____電荷;
(3)運(yùn)動(dòng)空間范圍_____(直徑約10-10m) ;(4)運(yùn)動(dòng)速度_______。
因此，電子的運(yùn)動(dòng)特征就與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有著極大的不同一一它沒有確定的軌道。
2、核外電子的排布規(guī)律
(1).電子是在原子核外距核由___及____、能量由___至____的不同電子層上分層排布;
(2).每層最多容納的電子數(shù)為______(n代表電子層數(shù));
(3).電子一般總是盡先排在能量最____的電子層里，即最先排第_____層，當(dāng)?shù)赺__層排滿后，再排第____層，等等。
(4).最外層電子數(shù)則不超過_____個(gè)(第一層為最外層時(shí),電子數(shù)不超過_____個(gè))。
3、電子的能量高低與離核遠(yuǎn)近的關(guān)系：
電子層 1 2 3 4 n
電子層符號(hào) K L M N ……
4、對(duì)原子最外層電子數(shù)隨原子序數(shù)變化情況，能得出什么結(jié)論?
【結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增，_____________________________________________。
二、化合價(jià)的周期性變化
對(duì)于元素主要化合價(jià)的變化，你的結(jié)論是什么?
【結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增，____________________________________________。
且有以下量的關(guān)系:│最高正價(jià)│+│負(fù)價(jià)│=___________
三、原子半徑的遞變規(guī)律
對(duì)于原子半徑的變化，你的結(jié)論是什么?
【結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增，____________________________________________。
且有規(guī)律：電子層數(shù)相同的元素的原子隨原子序數(shù)的增加，半徑逐漸________。
影響原子半徑的因素：
(1)電子層數(shù)相同時(shí)，影響原子半徑的因素是什么?
(2)最外層電子數(shù)相同時(shí)，其影響因素是什么?
【結(jié)論】影響原子半徑的因素：
電子層數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)越多，吸引力越大，半徑越____;
最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)越多，電子數(shù)越多，半徑越_____。
【自主探究】根據(jù)1—18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ，體會(huì)元素性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
______________________________________________________________________
【遷移與應(yīng)用】
1. 下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖表示的各是什么微粒?
| n值 | ||||||
| 微粒名稱 | ||||||
| 微粒符號(hào) |
【閱讀、思考、交流】閱讀教材，思考、交流下列三個(gè)問題：
1.元素的化學(xué)性質(zhì)與原子的最外層電子排布有什么關(guān)系? 金屬鈉、金屬鎂在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)出還原性，而氧氣、氯氣在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)出氧化性，你能用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)對(duì)這一事實(shí)進(jìn)行解釋嗎?
2.金屬元素原子最外層電子數(shù)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般是多少?
3.元素的化合價(jià)的數(shù)值，與原子的電子層結(jié)構(gòu)特別是最外層電子數(shù)有什么關(guān)系?
【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】
1.核電荷數(shù)分別是16和4的元素原子相比較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者4倍的是( )
?、儋|(zhì)子數(shù)?、谧钔鈱与娮訑?shù)?、垭娮訉訑?shù) ④電子總數(shù)
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
2.兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等，則在元素周期表的前
10號(hào)元素中，滿足上述關(guān)系的元素共有( )
A.1對(duì) B.2對(duì) C.3對(duì) D.4對(duì)
3.短周期元素中，A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;B元素原子最外層
電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍;C元素原子M層電子數(shù)等于其L層電子數(shù)的一半;D
元素原子最外層有1個(gè)電子，D的陽離子與B的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則4種元素原
子序數(shù)關(guān)系中正確的是( )
A.C>D>B>A B.D>B>A>C
C.A>D>C>B D.B>A>C>D
4.根據(jù)教材所附元素周期表判斷，下列敘述不正確的是( )
A.K層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的K層電子數(shù)相等
B.L層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等
C.L層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等
D.M層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等練方法技巧——判斷原子結(jié)構(gòu)示意圖技巧
5.下列三種微?？梢詺w為一類，請(qǐng)選擇一項(xiàng)可以歸入此類的結(jié)構(gòu)示意圖( )
核外電子總數(shù)比A原子核外電子總數(shù)多5，則A和B 形成的化合物的化學(xué)式為( )
A.A2B3 B.BA2 C.AB4 D.B3A2
| 題號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 答案 |
8.有A、B、C、D、E五種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20，其中C、E
是金屬元素;A和E元素原子的最外電子層都只有一個(gè)電子;B和D元素原子的最外層
電子數(shù)相同，且B元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍;C元素原子的最外層電子
數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半。
(1)據(jù)此推斷這五種元素的元素符號(hào)。
A.________;B.________;C.________;D.________;
E.________。
(2)分別寫出C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與D、E最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的離子
方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
9.某同學(xué)在畫某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時(shí)，忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出其質(zhì)子數(shù)，請(qǐng)你根據(jù)下面的提示做出自己的判斷。
(1)該微粒是中性微粒，這種微粒的符號(hào)是________________________。
(2)該微粒的鹽溶液能使溴水褪色，并出現(xiàn)渾濁，這種微粒的符號(hào)是__________。
(3)該微粒的氧化性很弱，得到1個(gè)電子后變?yōu)樵?，原子的還原性很強(qiáng)，這種微粒的符
號(hào)是__________。
(4)該微粒的還原性很弱，失去1個(gè)電子后變?yōu)樵?，原子的氧化性很?qiáng)，這種微粒的符
號(hào)是_______________________________________________。
【參考答案】
1.B 2.B [題中的兩種元素不可能在同一周期，前10號(hào)元素只在前兩個(gè)周期中，符合條件的只有2對(duì)。]
3.A [根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可知：A元素只有兩個(gè)電子層，且最外層電子數(shù)為4，則A為6號(hào)元素;同理B為8號(hào)元素。C元素的最外層為M層，且電子數(shù)為4，可推知其原子序數(shù)為14;B元素形成的陰離子核外電子數(shù)為10，故D元素的核電荷數(shù)為11。故原子序數(shù)的大小順序?yàn)镃>D>B>A。]
4.C [逐項(xiàng)判斷。A項(xiàng)：K層電子數(shù)為奇數(shù)，只能是1，這是氫元素所獨(dú)有，它確實(shí)屬于ⅠA族，敘述正確;B項(xiàng)：L層電子數(shù)為奇數(shù)者，可以是1、3、5、7，對(duì)應(yīng)于Li、B、N、F，它們確實(shí)屬于ⅠA、ⅢA、ⅤA和ⅦA族，敘述也正確;C項(xiàng)：L層電子數(shù)為偶數(shù)者，可以是2、4、6、8，它們當(dāng)然可以是Be、C、O、Ne，但8電子填滿后，還可以在M層上填充1～8個(gè)電子，這是題目未曾界定的，它們可以屬于Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl等的ⅠA～ⅦA各族，所以本項(xiàng)敘述不正確;D項(xiàng)：M層電子數(shù)為奇數(shù)的情況，類似于B項(xiàng)中L層電子數(shù)為奇數(shù)的情況，也是正確的。]
5.C [題給三種微粒的結(jié)構(gòu)示意圖均表示陽離子，即核電荷數(shù)大于核外電子數(shù)，符合此特點(diǎn)的只有C項(xiàng)。]
6.B [四個(gè)選項(xiàng)的示意圖分別表示碳原子、氟原子、鈉離子、鋁離子。鈉離子和鋁離子都形成最外電子層為8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則它們很難得到電子。氟原子比碳原子的核電荷數(shù)大，最外層電子數(shù)多，原子半徑小，原子核對(duì)核外電子的吸引力大，因此氟原子比碳原子更易得電子。]
7.D [由題意知：A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個(gè)電子，A原子核外電子總數(shù)比B原子核外電子總數(shù)少5個(gè)，那么肯定是B原子M層上多了2個(gè)電子，而且A元素原子的L層未排滿，A為N，B為Mg，A、B構(gòu)成Mg3N2，即B3A2。]
8.(1)A：H B：O C：Al D：S E：K
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O
解析 由B元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，知B為O，D為S;它們的核電荷數(shù)依次增大，C元素原子的最外層電子數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半，知C為Al;A和E元素原子的最外電子層都只有一個(gè)電子，且核電荷數(shù)都小于20，知A為H， E為K。根據(jù)各元素的性質(zhì)可解決(2)題。
9.(1)Ar (2)S2- (3)K+ (4)Cl-
解析 (1)該微粒為中性微粒，即核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，為18號(hào)元素氬。
(2)該微粒能使溴水褪色，即為還原性微粒，且出現(xiàn)渾濁，即有難溶性的非金屬單質(zhì)生成。符合條件的為硫元素。
(3)該微粒得到一個(gè)電子可變成原子，故為19號(hào)元素鉀。(4)該微粒失去一個(gè)電子可變成原子，故為17號(hào)元素氯。
高一化學(xué)必修2元素周期律知識(shí)點(diǎn)：
一.元素周期表的結(jié)構(gòu)
周期序數(shù)=核外電子層數(shù) 主族序數(shù)=最外層電子數(shù)
原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
二.元素的性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)
(一)堿金屬元素：
2.堿金屬化學(xué)性質(zhì)的遞變性：
遞變性：從上到下(從Li到Cs)，隨著核電核數(shù)的增加，堿金屬原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去電子的能力增強(qiáng)，即金屬性逐漸增強(qiáng)。所以從Li到Cs的金屬性逐漸增強(qiáng)。
結(jié)論：
1)原子結(jié)構(gòu)的遞變性導(dǎo)致化學(xué)性質(zhì)的遞變性。
2)金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)：與水或酸反應(yīng)越容易，金屬性越強(qiáng);最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物(氫氧化物)堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)。
3.堿金屬物理性質(zhì)的相似性和遞變性：
1)相似性：銀白色固體、硬度小、密度小(輕金屬)、熔點(diǎn)低、易導(dǎo)熱、導(dǎo)電、有展性。
2)遞變性(從鋰到銫)：
?、倜芏戎饾u增大(K反常) ②熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低
3)堿金屬原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性，導(dǎo)致物理性質(zhì)同樣存在相似性和遞變性
(二)鹵族元素：
2.鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性：從F2到I2
1)鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深;
2)密度逐漸增大;
3)單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高
3.鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)： X2 + H2 = 2 HX
鹵素單質(zhì)與H2 的劇烈程度：依次減弱;生成的氫化物的穩(wěn)定性：依次減弱
4. 非金屬性的強(qiáng)弱的判斷依：
1. 從最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或與H2反應(yīng)的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性來判斷。
2. 同主族從上到下，金屬性和非金屬性的遞變：
同主族從上到下，隨著核電核數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子得電子的能力減弱，失電子的能力增強(qiáng)，即非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。
3. 原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的關(guān)系：
原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)，元素性質(zhì)反應(yīng)原子結(jié)構(gòu)。
同主族原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性決定了同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。
三.核素
(一)原子的構(gòu)成：
(1)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。
(2)質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，電子的質(zhì)量可忽略。
(3)原子序數(shù) = 核電核數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù)
(4)質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)
(二)核素
核素：把具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子稱為核素。一種原子即為一種核素。
同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。
或：同一種元素的不同核素間互稱為同位素。
(1)兩 同：質(zhì)子數(shù)相同、同一元素
(2)兩不同：中子數(shù)不同、質(zhì)量數(shù)不同
(3)屬于同一種元素的不同種原子