原子核外電子的排布 元素周期律(知識點歸納及典例解析)

第1課時原子核外電子的排布元素周期律[目標導航]1、了解原子的核外電子能量高低與分層排布的關(guān)系、2。了解核外電子分層排布的規(guī)律。3、了解元素的原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的周期性變化。4、理解元素周期律的內(nèi)容一、原子核外電子的排布1、核外電子的分層排布在多電子的原子里,電子的能量并不相同。能量低的,通常在離核近的區(qū)域運動;能量高的,在離核遠的區(qū)域運動。核外電子的分層運動,又叫核外電子的分層排布、其關(guān)系如下:錯誤!離核遠近能量高低電子層(n)符號2。原子核外電子的排布規(guī)律3、(1)原子(離子)結(jié)構(gòu)的表示方法,如下所示:(2)原子結(jié)構(gòu)示意圖中,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),而離子結(jié)構(gòu)示意圖中,二者則不相等。如:陽離子:核外電子數(shù)小于核電荷數(shù)。陰離子:核外電子數(shù)大于核電荷數(shù)、點撥(1)電子層實質(zhì)上是一個“區(qū)域”,或者說是一個“空間范圍”,它與宏觀上層的含義完全不(2)核外電子排布的規(guī)律是互相聯(lián)系的,不能孤立地理解。如鈣原子由于受最外層電子數(shù)不超過8個的限制。其原子結(jié)構(gòu)示意圖為而不應(yīng)該是。議一議判斷正誤,正確的打“√",錯誤的打“×”(1)鋰的原子結(jié)構(gòu)示意圖是()(2)某原子M層電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍()(3)某離子M層和L層電子數(shù)均為K層的4倍()(4)離子的核電荷數(shù)一定等于其核外電子數(shù)()答案(1)×(2)×(3)√(4)×二、元素周期律1、原子結(jié)構(gòu)的周期性變化(1)元素原子核外電子排布的周期性變化規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由1到8的周期性變化(第一周期(2)元素原子半徑的周期性變化規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。2、元素性質(zhì)的周期性變化(1)元素主要化合價的周期性變化規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價呈現(xiàn)+1→+7,最低負化合價呈現(xiàn)-4→-1的點撥元素化合價的“三個二"(1)二“特別”F無正價,O無最高正價。(2)二“只有”金屬只有正價,只有非金屬才有負價。最高正價＝最外層電子數(shù),(2)元素金屬性、非金屬性的周期性變化①Na、Mg、Al與水(或酸)反應(yīng)的比較規(guī)律規(guī)律(同周期NaMgAl從左到右)與冷水幾乎不反應(yīng),從水或酸中置與沸水反應(yīng)緩慢,放出氫氣;與酸反應(yīng)劇烈,放出氫氣最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性逐漸減弱與冷水劇烈反應(yīng),產(chǎn)生氫氣Al(OH)3兩性氫氧化物單質(zhì)與水(或酸)與酸反應(yīng)較快,放出氫氣換H2能力逐漸減弱NaOH強堿Mg(OH)2①Si、P、S、Cl四種元素性質(zhì)的比較單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的條件SiP磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)S加熱光照或點燃時發(fā)生爆炸而化合規(guī)律(同周期從左到右)與H2化合能力逐漸增強形成的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性定PH3不穩(wěn)定H2解HCl穩(wěn)定氫化物穩(wěn)定性逐漸增強最高價氧化最高價氧化物對應(yīng)的水HClO4強酸物對應(yīng)的水H2SO4強酸化物(含氧酸)酸化物酸性逐性強)酸性強弱漸增強結(jié)論:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的金屬性、非金屬性呈現(xiàn)周期性的變化。錯誤!3、元素周期律內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。實質(zhì):元素周期律是核外電子排布發(fā)生周期性變化的必定結(jié)果、點撥(1)元素的性質(zhì)包括:原子半徑、元素的主要化合價、金屬性、非金屬性等。(2)物質(zhì)的性質(zhì):物理性質(zhì):顏色、狀態(tài)、氣味、揮發(fā)性、溶解性、密度、硬度、熔沸點、導電性、延展性等、化學性質(zhì):氧化性、還原性、穩(wěn)定性、酸性、堿性等。議一議在第三周期元素中,除稀有氣體元素外:(1)原子半徑最小的元素是＿_(填元素符號)。(2)金屬性最強的元素是＿＿_(填元素符號)。(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性最強的是＿_＿_＿(用化學式回答,下同)。(4)最不穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是＿＿__＿。(5)最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性最強的是_＿＿_＿。(6)氧化物中具有兩性的是＿。答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,原子半徑最小的是Cl。(2)金屬性最強的元素在最左邊,應(yīng)為Na、(3)非金屬性最強的元素,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強,氯的非金屬性最強,其對應(yīng)(4)非金屬性最弱的元素Si的氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定。(5)金屬性最強的Na對應(yīng)的NaOH的堿性最強。一、原子核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用例1已知A、B、C三種元素的原子中,質(zhì)子數(shù)為A〈B〈C,且都小于18,A元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;B元素的原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半;C元素的原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多1個。試推斷:(1)三種元素的名稱和符號:A＿＿＿＿＿,B____,C＿。(2)畫出三種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖:A＿＿,B＿＿,C__。解析由A元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,可知A是碳元素;B元素的原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半,可知B為硅元素;C元素的原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多1個,可知C應(yīng)為氯元素。歸納總結(jié)1、確定元素的種類依照原子核外電子排布的某些特點能夠確定元素的種類,注意1～20號元素原子結(jié)構(gòu)的特別特別關(guān)系最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的一半最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)Li、SiBe、Ar最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的2倍最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的3倍最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的4倍最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)最外層有1個電子最外層有2個電子內(nèi)層電子數(shù)之和是最外層電子數(shù)2倍的元素電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素2。推斷元素的性質(zhì)CONeH、Li、Na、KLi、PBe最外層最外層較穩(wěn)定,一般不參與化學反應(yīng)金屬性非金屬性只有正價,一般又有負價得失電子能力一般不易得失電子稀有氣體元素8(He為2)非金屬元素化學性質(zhì)金屬元素化合價≥4特別提醒(1)通常把最外層有8個電子(K層為最外層時電子數(shù)是2個)的結(jié)構(gòu),稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。稀有氣體的原子就是上述結(jié)構(gòu),一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)、當元素的原子最外層電子數(shù)小于8(K層小于2)時是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、在化學反應(yīng)中,不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)總是通過各種方式(如得失電子、共用電子等)趨向達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、(2)過渡元素原子最外層電子數(shù)不超過2個,若原子最外層有n個電子:①n≥3時,則一定位于第n主族(n＝8時,位于0族)。變式訓練1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>CC、A>D>C〉BD、B>A〉C〉D答案A解析A元素原子的次外層電子數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)是4,A的原子序數(shù)為6;B元素的內(nèi)層電子總數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)為6,B的原子序數(shù)為8;C元素原子有3個電子層,L層必有8個電子,M層有4個電子,C的原子序數(shù)為14;D的陽離子與B的陰離子(即O2－)電子層結(jié)構(gòu)相同,D為Na,原子序數(shù)為11;故原子序數(shù):C〉D＞B>A。二、元素周期律Z是三種原子序數(shù)相連的元素,最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性相對強弱的順序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,則下列判斷正確的是()A、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HX>H2Y＞ZH3B。非金屬活潑性:Y＜X<ZC、原子半徑:X>Y＞ZD、原子最外層電子數(shù):X〈Y<Z解析本題的關(guān)鍵是“最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性相對強弱”這一信息,由此可推知X、Y、Z為非金屬元素,原子序數(shù)相連意味著它們屬同周期元素,故活潑性:X＞Y〉Z,原子半徑:X〈Y＜Z,原子最外層電子數(shù):X>Y＞Z,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性順序為HX＞H2Y〉ZH3。答案A歸納總結(jié)1。元素周期表中元素(主族元素)及其單質(zhì)和化合物性質(zhì)的變化規(guī)律核電荷數(shù)最外層電子數(shù)原子半徑元素的化合價金屬性非金屬性逐漸增大相同逐漸減小減弱逐漸增大相同逐漸增大最高正價(O、F除外)、負價數(shù)相同,最高正價＝族序數(shù)減弱2。元素的金屬性、非金屬性強弱判斷規(guī)律(1)金屬性強弱的判斷依據(jù)①元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的反應(yīng)越容易進行,則其金屬性越強。①元素的最高價氧化物的水化物的堿性越強,①金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進行置換反應(yīng),若A能置換出B,則A的金屬性強于B、①在金屬活動性順序表中,前面的金屬性強于后面的金屬①金屬陽離子的氧化性越強,則其單質(zhì)的還原性越弱,元素的金屬性越弱(注:Fe的陽離子僅指(2)非金屬性強弱的判斷依據(jù)①非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的反應(yīng)越容易進行,則其非金屬性越強。①非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強,則元素的非金屬性越強。①元素的最高價氧化物的水化物的酸性越強,則其非金屬性越①非金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進行置換反應(yīng),若A能置換出B,同時A體現(xiàn)出氧化性,則A的非金屬性強于B、①非金屬陰離子的還原性越強,則其單質(zhì)的氧化性越弱,元素的非金屬性越弱。變式訓練2X、Y兩元素是同周期的非金屬主族元素,假如X原子半徑比Y的大,下面說法正確的是()A、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性,X的比Y的強B。X的非金屬性比Y的強C、X的陰離子比Y的陰離子還原性強D。X的氣態(tài)氫化物比Y的穩(wěn)定答案C解析X原子半徑比Y的大,說明X在Y的左邊,原子序數(shù)X比Y小,X的非金屬性比Y的弱,因此最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性X比Y的弱,X的陰離子比Y的陰離子還原性強,X的氣態(tài)氫化物不如Y的穩(wěn)定。例3下列微粒半徑大小的比較中,正確的是()A、Na＋Mg2＋Al3+＜O2—－C、Na〈Mg<Al<S解析四種離子核外電子數(shù)相同,隨著核電荷數(shù)的增多,離子半徑依次減小,即微粒半徑:Al3+Al3＋大,再依照>Cl->Na+＞Al3＋,B項正確;Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小,C項錯;Na、K、Rb、Cs最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)依次增答案B①舉例:堿金屬:r(Li)<r(Na)＜r(K)<r(Rb)〈r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K＋)＜r(Rb+)〈r(Cs＋)。某原子與其離子半徑比較,其陰離子半徑大于該原子半徑,陽離子半徑小于該原子半徑。)〈r(Na);r(Cl－)＞r(Cl)。帶電荷數(shù)越多,粒子半徑越小、如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)、①規(guī)律:電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。特別提醒所帶電荷、電子層均不同的