高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 元素周期律和元素周期表第1课时学案设计

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 元素周期律和元素周期表第1课时学案设计，共5页。学案主要包含了原子核外电子排布，元素化合价的变化规律等内容，欢迎下载使用。

第1课时 元素周期律





学生自主学习


1.原子序数


元素在eq \(□,\s\up4(01))元素周期表中的序号，其数值等于原子核内的eq \(□,\s\up4(02))质子数或原子核外的eq \(□,\s\up4(03))电子数。


2．元素周期律


元素的性质随着元素原子序数的递增而呈eq \(□,\s\up4(04))周期性变化的规律。


(1)元素原子最外层电子的排布呈现eq \(□,\s\up4(05))周期性变化：最外层电子数由1递增到eq \(□,\s\up4(06))8(若K层为最外层，则由1递增到eq \(□,\s\up4(07))2)。


(2)随着原子序数的递增，元素的原子半径呈eq \(□,\s\up4(08))周期性变化。在核外电子层数相同的情况下，随着原子序数的递增原子半径逐渐eq \(□,\s\up4(09))减小。


(3)随着原子序数的递增，元素的化合价呈现eq \(□,\s\up4(10))周期性变化。最高正化合价从＋1到eq \(□,\s\up4(11))＋7 (O无最高正价、F无正价)，最低负化合价从eq \(□,\s\up4(12))－4到eq \(□,\s\up4(13))－1(H、He除外)。


3．元素周期律的实质


元素性质的周期性变化是元素原子eq \(□,\s\up4(14))核外电子排布呈周期性变化的必然结果。


课堂互动探究


一、原子核外电子排布、原子半径的变化规律





对于电子层数相同的原子，为什么其核电荷数越多，原子半径越小？


提示：原子核带正电荷，电子带负电荷，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越大，原子半径越小。





微粒半径大小的比较


微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。


(1)同周期——“序大径小”(稀有气体元素除外)


同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小：


r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。


(2)同主族——“序大径大”


同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大：


r(Li)

r(Li＋)

(3)同元素


同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大：


r(Na＋)r(Cl)；


r(Fe3＋)

(4)同结构——“序大径小”


电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小：


r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。


知识拓展


(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。








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．简单阳离子的原子序数＝阳离子核外电子数＋电荷数


C．简单阴离子的原子序数＝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．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>D


B．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋


C．原子序数：d>c>b>a


D．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，推知原子电子层数：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，推知离子半径C2－>D－>B＋>A2＋。综上可知只有B正确。


规律方法


微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。








二、元素化合价的变化规律





分析1～18号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别是什么元素？


提示：最高正化合价＝原子最外层电子数(O、F除外)，最高正化合价＋最低负化合价的绝对值＝8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P元素。





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)主族元素最高正化合价数＝原子最外层电子数(O、F除外)。


(3)非金属元素：最低负化合价＝原子最外层电子数－8(H、稀有气体除外)。


(4)非金属元素：最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(氢元素是2，稀有气体、O、F除外)。


2．一些典型元素的化合价


(1)H元素的化合价有＋1、－1、0价。如H2O、NaH、H2。


(2)F元素、O元素没有正价。


(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、O除外)。


(4)若主族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：Cl有－1、＋1、＋3、＋5、＋7；N有－3、＋1、＋3、＋5，但还有＋2、＋4。


(5)若主族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：S有－2、＋4、＋6；C有－4、＋2、＋4。


(6)多数非金属有变价，如O元素常见化合价为－2、－1、0价。


3．元素周期律的实质


(1)除原子半径和元素的化合价以外，元素的其他性质，如金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、气态氢化物的稳定性等也呈现周期性变化。


(2)原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化，即元素周期律的实质是元素性质周期性变化，是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。





3．某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为( )


A．4 B．5


C．6 D．7


答案 C


解析 设该元素的最高正价为x，最低负价为y，则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝4,x＋|y|＝8))，解得x＝6，y＝－2，因此该原子的最外层电子数为6。


4．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．HX B．H2X


C．XH3 D．XH4


答案 D


解析 X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3，则X的最高正化合价为＋4，说明X原子最外层有4个电子，最低负化合价为－4，形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。


本课小结








核心素养发展重点
学业要求
结合有关数据(半径、化合价)认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。
能用原子结构解释元素性质(半径、化合价)及其递变规律。