鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 元素周期律和元素周期表第1课时导学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 元素周期律和元素周期表第1课时导学案，共8页。学案主要包含了元素性质的变化规律，元素周期律等内容，欢迎下载使用。

第1课时 元素周期律











一、元素性质的变化规律


1．原子序数


(1)含义：元素在元素周期表中的序号。


(2)与其他量的关系


原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。


2．原子核外最外层电子数的变化规律


3.元素原子半径的变化规律


微点拨：(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。


(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，数据没有比较的价值。


4．元素化合价的变化规律


二、元素周期律


1．内容


随着元素原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈现周期性变化。


2．含义


元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫作元素周期律。


3．实质


元素的原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)原子序数与原子的核电荷数一定相等。( )


(2)原子序数与离子的核外电子数一定相等。( )


(3)原子序数相同的原子是同一种原子。( )


(4)随着元素相对原子质量的递增，元素的性质呈周期性变化。( )


[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×


2．下列各组元素性质递变情况错误的是 ( )


A．N、O、F的最高化合价依次升高


B．Li、Be、B原子的最外层电子数逐渐增多


C．P、S、Cl的原子半径依次减小


D．Li、Na、K的原子半径依次增大


A [A项，F没有正价，O无最高正价，错误；B项，Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1、2、3，原子的最外层电子数逐渐增多，正确；C项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，P、S、Cl的原子半径依次减小，正确；D项，同主族元素从上而下原子半径逐渐增大，Li、Na、K的原子半径依次增大，正确。]


3．随着原子序数的递增，下列不呈周期性变化的是( )


A．化合价 B．原子半径


C．最外层电子数 D．相对原子质量


D [随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈周期性变化，D选项符合题意。]








元素的主要化合价


(素养养成——宏观辨识与微观探析)





随着原子序数的递增，元素常见化合价的变化规律(元素主要化合价包括最高化合价和最低化合价)见下图：





(1)你能根据推测出该元素的最高正化合价和最低负化合价吗？


提示：能。最高正化合价为＋6价，最低负化合价为－2价。


(2)的最高正化合价与最低负化合价之间有什么关系？


提示：|＋6|＋|－2|＝8。





1．元素最高价与最低价的关系


元素最高化合价＝最外层电子数(O、F除外)


最低化合价＝最外层电子数－8


|最高化合价|＋|最低化合价|＝8


2．常见元素化合价的特点


(1)H：＋1、－1、0价，如H2O、NaH、H2。


(2)F：－1、0价，如NaF、F2。


(3)O：常见有－2、－1、0价，如CaO、Na2O2、O2，O无最高正价。


(4)金属元素只有正价。


(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)，非金属元素的正价一般相差2，如Cl有＋1、＋3、＋5、＋7价；S有＋4、＋6价；C有＋2、＋4价。


【例1】 X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物为( )


A．HX B．H2X


C．XH4 D．XH3


D [X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，说明X的最高价为＋5，则其负价为5－8＝－3，氢化物的化学式是XH3。]





元素化合价的“三个二”


(1)二“特殊”：F无正价，O无最高正价。


(2)二“只有”：金属只有正价，只有非金属才有负价。


(3)二“等式”：对于主族元素，最高正价＝最外层电子数，|最低负价数值|＋|最高正价数值|＝8(除H、O、F外)。








1．下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是 ( )


A．C、N、O、F B．K、Mg、C、S


C．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar


B [根据元素的最高正化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项，C：＋4价，N：＋5价，O无最高正价，F无正价；B项，K：＋1价，Mg：＋2价，C：＋4价，S：＋6价；C项，H：＋1价，He无最高正价，Li：＋1价，Be：＋2价；D项，P：＋5价，S：＋6价，Cl：＋7价，Ar无最高正价。]


2．某元素最高正价与最低负价的绝对值之差为4，该元素的离子跟与其核外电子排布相同的离子形成的化合物是( )


A．K2S B．MgS


C．Na2O D．NaF


A [元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4，设该元素最高正价为x，根据最高正价＋|最低负价|＝8，则：x－(8－x)＝4，解得x＝6，即该元素的最高正价为＋6价。K2S中硫元素的最高正价是＋6价，硫离子核外有18个电子，钾离子核外也有18个电子，A符合题意；MgS中硫元素的最高正价是＋6价，硫离子核外有18个电子，镁离子核外有10个电子，B不符合题意；Na2O中氧元素没有最高正价，C不符合题意；NaF中氟元素没有正价，D不符合题意。]





微粒半径大小的比较方法


(素养养成——证据推理与模型认知)





(1)如何比较H、Li、Na、K元素原子半径的大小？


提示：H、Li、Na、K原子的电子层数依次增多，半径依次增大。


(2)如何比较Na＋、Mg2＋、Al3＋半径的大小？


提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋的电子层数相同，核电荷数增大，半径依次减小。





影响微粒半径的因素有：电子层数、核电荷数、核外电子数。一般地，电子层数越多，微粒半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子核对外层电子的吸引力越大，半径越小；当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，电子之间的斥力使半径趋于增大，故当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。在比较微粒半径时，一般先看电子层数，再看核电荷数，后看核外电子数。


1．一看电子层数


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；如r(F)

2．二看核电荷数


电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)，r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。


3．三看核外电子数


核电荷数相同时，电子数越多，半径越大；如r(Na＋)r(Cl)。


【例2】 Na＋、Mg2＋、F－、O2－四种离子具有相同的电子层结构，则四种元素原子半径由大到小的顺序是 ( )


A．Mg>Na>F>O B．O>F>Mg>Na


C．Na>Mg>O>F D．O>F>Na>Mg


C [Na＋、Mg2＋、F－、O2－四种离子具有相同的电子层结构，则原子序数：Mg>Na>F>O，Na、Mg同周期，F、O同周期，且Na、Mg处于F、O的下一周期。比较微粒半径大小一般先看电子层数，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，原子序数越大半径越小，故原子半径：Na>Mg>O>F，C项正确。]





比较微粒半径时，首先要确定微粒间的相同点，即电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同，再利用规律进行比较，反之，也可由微粒半径大小推断元素关系。








1．下列微粒半径的比较中，正确的是 ( )


A．r(Na＋)>r(Na) B．r(Cl－)>r(Cl)


C．r(Ca2＋)>r(Cl－) D．r(Mg)>r(Na)


B [同一种元素：r阳离子Cl，则半径r(Ca2＋)Na，故半径r(Mg)

2．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是( )


A．X>Y>Z B．Y>X>Z


C．Z>X>Y D．Z>Y>X


D [已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数多的则半径小，具有相同电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径减小。根据题意，X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z的原子序数大于Y的原子序数。 由此得出三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。]





1．原子序数3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )


A．电子层数B．电子数


C．原子半径 D．化合价


B [原子序数3～10的元素，原子的电子层数都为两层，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；因氧无最高正价、氟无正价，D错误。]


2．(素养题)已知下列元素的原子半径：


根据以上数据，磷原子的半径可能是( )


A．0.80×10－10 m B．1.10×10－10 m


C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m


B [Si、P、S三种元素位于同一周期，原子半径Si>P>S，故磷的原子半径在1.06×10－10～1.17×10－10 m之间，所以B项正确。]


3．下列说法中正确的是( )


A．同一周期元素的原子半径越小越容易失去电子


B．元素的最高化合价与元素原子核外电子排布有关


C．从Li―→F，Na―→Cl，元素的最高化合价均呈现从＋1价―→＋7价的变化


D．电子层数相同的元素，原子的最外层电子数均从1到8呈现周期性变化


B [同一周期元素，原子序数越大，半径越小(稀有气体


元素除外)，得电子能力越强，A项错误；O一般不显正价，F无正价，C项错误；第1周期元素原子的最外层电子数从1到2，D项错误。]


4．下列各元素性质递变情况中，错误的是( )


A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多


B．N、O、F元素最高正化合价依次升高


C．Mg、Al、Si原子半径依次减小


D．P、S、Cl元素的最低负化合价依次为－3、－2、－1


B [Li、Be、B最外层电子数由1递增到3，故A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，F无正价，故B不正确；Mg、Al、Si电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，故C正确；P、S、Cl最低负化合价从－3到－1，故D正确。]


5．已知X、Y为原子序数在1～18之间的两种元素，原子序数X>Y，且X、Y的最高正化合价与其最低化合价绝对值相等，填写下列空白(用元素符号或化学式填空)：


(1)X是________，Y是________，原子半径X________Y(填“>”或“<”)。


(2)X、Y的简单氢化物的化学式分别为________；最高价氧化物的化学式分别为________。


[解析] X、Y的最高化合价等于其最低化合价的绝对值，且原子序数在1～18之间，据最高化合价＋|最低化合价|＝8可知X、Y的最高化合价为＋4价，即二者原子最外层电子数均为4，则为C、Si；由原子序数X>Y可知，X为Si，Y为C。


[答案] (1)Si C > (2)SiH4、CH4 SiO2、CO2发 展 目 标
体 系 构 建
1.通过分析短周期核外电子排布、原子半径、化合价的周期性变化规律，认识元素周期律的内容和实质。


2.能利用元素周期律分析、预测、比较元素的性质，培养“证据推理与模型认知”的学科素养
原子序数
最外层电子数
1～2
1→2
3～10
1→8
11～18
1→8
结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈周期性变化
原子序数
原子半径的变化规律
3～9
大→小
11～17
大→小
结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈周期性变化
原子序数
元素主要化合价
1～2
＋1→0
3～10
＋1→＋5、－4→－1→0
11～18
＋1→＋7、－4→－1→0
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化
原子
N
S
O
Si
半径r/10－10 m
0.70
1.06
0.66
1.17