新教材2024年高中化學(xué)1.2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)講義無(wú)答案新人教版選擇性必修2

.2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1．能從原子價(jià)層電子數(shù)目和價(jià)層電子排布的角度說(shuō)明元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分，能列舉元素周期律(表)的應(yīng)用。2．了解元素電離能、電負(fù)性的含義，能描述主族元素第一電離能、電負(fù)性改變的一般規(guī)律，能從電子排布的角度對(duì)這一規(guī)律進(jìn)行說(shuō)明，能說(shuō)明元素電負(fù)性大小與原子在化合物中吸引電子實(shí)力的關(guān)系，能利用電負(fù)性推斷元素的金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱、推斷化學(xué)鍵的極性。1．通過(guò)相識(shí)三張周期表的探討過(guò)程，培育學(xué)生“科學(xué)探究與科學(xué)精神”的學(xué)科素養(yǎng)。2．通過(guò)學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系，培育學(xué)生“宏觀辨識(shí)和微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。3．通過(guò)原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置分析其他元素的位置及性質(zhì)，培育學(xué)生“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1．元素周期律：元素的性質(zhì)隨元素原子的遞增發(fā)生。2．元素周期系：元素按其原子排列的序列。3．元素周期表：呈現(xiàn)的表格，元素周期系只有一個(gè)，元素周期表多種多樣。4．三張有重要?dú)v史意義的周期表(1)(2)維爾納周期表(3)玻爾元素周期表二、構(gòu)造原理與元素周期表①依據(jù)的排布分區(qū)②依據(jù)元素的和分區(qū)3．元素的對(duì)角線規(guī)則(1)在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相像的(如鋰和鎂在過(guò)量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過(guò)氧化物)，這種相像性被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。(2)處于“對(duì)角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有。三、原子半徑1．影響原子半徑大小的因素(1)電子的能層數(shù)：電子的能層越，電子之間的排斥作用使原子半徑。(2)核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用就，使原子半徑。2．原子半徑的遞變規(guī)律(1)同周期：從左至右，核電荷數(shù)越，半徑越。(2)同主族：從上到下，核電荷數(shù)越，半徑越。3．原子或離子半徑的比較方法(1)同種元素的離子半徑：陰離子原子，原子大于陽(yáng)離子，低價(jià)陽(yáng)離子高價(jià)陽(yáng)離子。例如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。(2)能層結(jié)構(gòu)相同的離子：核電荷數(shù)越大，半徑。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(3)帶相同電荷的離子：能層數(shù)越多，半徑。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。(4)核電荷數(shù)、能層數(shù)均不同的離子：可選一種離子參照比較。例如：比較r(K＋)與r(Mg2＋)，可選r(Na＋)為參照，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。學(xué)問(wèn)點(diǎn)一三張有重要?dú)v史意義的周期表【學(xué)問(wèn)點(diǎn)梳理】1．門捷列夫周期表門捷列夫周期表又稱短式周期表，重要特征是從第四周期起先每個(gè)周期截成兩截，第1～7族分主副族，第八族稱為過(guò)渡元素。2．維爾納周期表維爾納周期表是特長(zhǎng)式周期表，每個(gè)周期一行，各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對(duì)齊，它確定了前五個(gè)周期的元素種類。3．玻爾元素周期表玻爾元素周期表特殊重要之處是把21～28、39～46等元素用方框框起，這說(shuō)明他已經(jīng)相識(shí)到，這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的，他已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)說(shuō)明元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為32種元素。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二原子結(jié)構(gòu)與元素周期表【學(xué)問(wèn)點(diǎn)梳理】1．原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系周期電子層數(shù)每周期最終一個(gè)元素每周期第一個(gè)元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62．每族元素的價(jià)電子排布特點(diǎn)(1)主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA排布特點(diǎn)ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族：ns2np6(其中He為1s2)。(3)過(guò)渡元素(副族和第Ⅷ族)(n－1)d1～10ns1～2(Pd、鑭系和錒系元素除外)。3．元素周期表中的特殊位置(1)按元素種類a．分界線：沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。b．各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。c．分界線旁邊元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。(2)按價(jià)層電子排布各區(qū)價(jià)層電子排布特點(diǎn)分區(qū)價(jià)層電子排布s區(qū)ns1～2p區(qū)ns2np1～6(除He外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2(3)過(guò)渡元素：元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。(4)鑭系：元素周期表第六周期中：57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共15種元素。(5)錒系：元素周期表第七周期中：89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共15種元素。(6)超鈾元素：在錒系元素中，92號(hào)元素鈾(U)以后的各種元素?！镜湫屠}】典例1．下列說(shuō)法中正確的是()A．元素周期律的本質(zhì)是隨著核電荷數(shù)的遞增元素化合價(jià)呈周期性的改變B．核外電子排布的周期性改變是元素性質(zhì)周期性改變的結(jié)果C．元素周期表可劃分為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)D．最外層電子數(shù)≤2的元素肯定是金屬元素典例2．某元素＋3價(jià)離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在元素周期表中的位置是()A．第三周期第ⅧA族，p區(qū)B．第三周期第ⅤB族，ds區(qū)C．第四周期第Ⅷ族，d區(qū)D．第四周期第ⅤB族，f區(qū)典例3．探討原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí)，人們發(fā)覺(jué)價(jià)電子排布相像的元素集中在一起。據(jù)此，人們將元素周期表分為5個(gè)區(qū)，如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的價(jià)電子的電子云形態(tài)為_(kāi)_________。(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其常見(jiàn)離子的電子排布式為_(kāi)______________，其中較穩(wěn)定的是___________。(3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)__________。(4)在p區(qū)中，其次周期ⅤA族元素原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)_________。(5)當(dāng)今常用于核能開(kāi)發(fā)的元素是鈾和钚，它們?cè)赺________區(qū)中。學(xué)問(wèn)點(diǎn)三元素周期律【學(xué)問(wèn)點(diǎn)梳理】1．元素周期律2．主族元素的周期性改變規(guī)律項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)漸漸增大漸漸增大電子層數(shù)相同漸漸增多原子半徑漸漸減小漸漸增大離子半徑陽(yáng)離子漸漸減小，陰離子漸漸減小，r(陰離子)＞r(陽(yáng)離子)漸漸增大性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由＋1→＋7(O、F除外)，負(fù)化合價(jià)＝－(8－主族序數(shù))(H為－1價(jià))相同，最高正化合價(jià)＝主族序數(shù)(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加金屬性漸漸增加，非金屬性漸漸減弱第一電離能增大的趨勢(shì)漸漸減小電負(fù)性漸漸增大漸漸減小氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸漸增加漸漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性堿性漸漸減弱，酸性漸漸增加堿性漸漸增加，酸性漸漸減弱3．電離能(1)含義：第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所須要的最低能量，通常用I1表示，單位：kJ·mol－1。(2)規(guī)律：①同周期元素：從左至右第一電離能總體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。其中第ⅡA族與第ⅢA族，第ⅤA族與第ⅥA族元素的第一電離能出現(xiàn)反常。②同族元素：從上到下第一電離能漸漸變小。③同種原子：逐級(jí)電離能越來(lái)越大。(3)電離能的應(yīng)用1．推斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小，金屬越簡(jiǎn)潔失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之金屬性越弱。2．推斷元素的化合價(jià)假如某元素的In＋1?In，則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為＋n，如鈉元素的I2?I1，所以鈉元素的化合價(jià)為＋1。3．推斷核外電子的分層排布狀況多電子原子中，元素的各級(jí)電離能漸漸增大，有肯定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的改變出現(xiàn)突變時(shí)，電子層數(shù)就可能發(fā)生改變。4．電負(fù)性(1)含義：不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。元素的電負(fù)性越大，表示其原子對(duì)鍵合電子的吸引力越大。(2)標(biāo)準(zhǔn)：以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))。(3)改變規(guī)律①同周期元素從左至右，元素的電負(fù)性漸漸變大；②同族元素從上至下，元素的電負(fù)性漸漸變小。(4)電負(fù)性三大應(yīng)用【方法技巧】1．比較粒子半徑大小的思維流程比較離子半徑時(shí)，要先看能層數(shù)，能層數(shù)越多，離子半徑越大，再看核電荷數(shù)，能層數(shù)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。2．比較元素的第一(或逐級(jí))電離能的思維流程3．比較元素的電負(fù)性強(qiáng)弱的基本步驟(1)確定元素在周期表中的相對(duì)位置，看是處于同周期還是同主族。(2)依據(jù)同周期(或同主族)元素電負(fù)性改變規(guī)律進(jìn)行推斷：同周期主族元素從左到右，元素的電負(fù)性漸漸增大；同主族元素自上而下，元素的電負(fù)性漸漸減小?！镜湫屠}】典例4．如圖是第三周期11～17號(hào)元素某些性質(zhì)改變趨勢(shì)的柱形圖，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A．y軸表示的可能是第一電離能B．y軸表示的可能是電負(fù)性C．y軸表示的可能是原子半徑D．y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)典例5．下列說(shuō)法中不正確的是()A．同周期元素，隨著核電荷數(shù)的增加，I1總體上呈現(xiàn)由小到大的改變趨勢(shì)B．電離能越大，表示氣態(tài)時(shí)該原子越易失電子C．元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引電子實(shí)力越強(qiáng)D．電負(fù)性是相對(duì)的，所以沒(méi)有單位典例6．依據(jù)下表中五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，下列說(shuō)法不正確的是()電離能元素代號(hào)I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A．T的氯化物最可能的化學(xué)式為TCl3B．氦元素最有可能與Q元素位于同一族C．在周期表中，最可能處于同一族的是R和UD．U元素最有可能為K，R元素最有可能為L(zhǎng)i學(xué)問(wèn)點(diǎn)四對(duì)角線規(guī)則【學(xué)問(wèn)點(diǎn)梳理】1．概念：在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相像的，被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。2．實(shí)例分析(1)鋰和鎂的相像性①鋰與鎂的沸點(diǎn)較為接近：元素LiNaBeMg沸點(diǎn)/℃1341881.424671100②鋰和鎂在氧氣中燃燒時(shí)只生成對(duì)應(yīng)的氧化物，并且Li2O和MgO與水反應(yīng)都非常緩慢。4Li+O22Li2O2Mg+O22MgO③鋰和鎂與水的反應(yīng)都非常緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬表面阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。④鋰和鎂都能干脆與氮?dú)夥磻?yīng)生成相應(yīng)的氮化物L(fēng)i3N和Mg3N2。⑤鋰和鎂的氫氧化物在加熱時(shí)，可分解為L(zhǎng)i2O、H2O和MgO、H2O。⑥在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，只有鋰鹽是難溶于水的，相應(yīng)的鎂鹽也難溶于水。(2)鈹和鋁的相像性①鈹與鋁都可與酸、堿反應(yīng)放出氫氣，并且鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化。②二者的氧化物和氫氧化物都既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿溶液：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OBe(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2O，Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O③二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點(diǎn)和硬度都很高。④BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物，易升華。(3)硼和硅的相像性①自然界中B與Si均以化合物的形式存在。②B與Si的單質(zhì)都易與強(qiáng)堿反應(yīng)，且不與稀酸反應(yīng)：2B+2KOH+2H2O=2KBO2+3H2↑，Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑。③硼烷和硅烷的穩(wěn)定性都比較差，且都易水解。④硼和硅的鹵化物的熔、沸點(diǎn)比較低，易揮發(fā)，易水解。a．硼和硅的鹵化物的物理性質(zhì)：BF3BCl3BBr3BI3SiF4SiCl4SiBr4SiI4室溫時(shí)的狀態(tài)氣液(加壓)液固氣液液固熔點(diǎn)/K146166.2227316182.8203278.4393.6沸點(diǎn)/K173285.5363483177.3330.6427563b．水解反應(yīng)：4BF3+3H2O=H3BO3+3HBF4，BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl，SiF4+4H2O=H4SiO4↓+4HF。【典型例題】典例7．鎂、鋰在元素周期表中具有特殊的“對(duì)角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)相像。下列有關(guān)鋰的性質(zhì)的敘述，不正確的是()A．Li2SO4易溶于水B．LiOH是易溶于水、受熱不分解的強(qiáng)堿C．Li遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象D．Li2CO3受熱分解，生成Li2O和CO21．依據(jù)下表信息，推斷以下敘述正確的是()部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)元素代號(hào)LMQRT原子半徑/nm0.1600.1430.1120.1040.066主要化合價(jià)＋2＋3＋2＋6、－2－2A.氫化物的沸點(diǎn)為H2T<H2R，金屬性L>QB．M與T形成的化合物具有兩性C．L2＋與R2－的核外電子數(shù)相等D．5種元素中L的電負(fù)性最大，T的電負(fù)性最小2．下列有關(guān)電離能的說(shuō)法，正確的是()A．第一電離能越大的原子失電子的實(shí)力越強(qiáng)B．第一電離能是元素的原子失去核外第一個(gè)電子須要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來(lái)越大D．可通過(guò)一種元素各級(jí)電離能的數(shù)值，推斷元素可能的化合價(jià)3．已知元素X、Y同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．X與Y形成化合物時(shí)，一般是X顯負(fù)價(jià)、Y顯正價(jià)B．第一電離能：X可能小于YC．X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性小于Y的D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY小于HnX4．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族B．元素P的簡(jiǎn)潔氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為PH4C．第一電離能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)D．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO45．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請(qǐng)依據(jù)下表所列數(shù)據(jù)推斷，錯(cuò)誤的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A．元素X為金屬元素，常見(jiàn)化合價(jià)是＋1價(jià)B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X與氯形成化合物時(shí)，化學(xué)式可能是XClD．若元素Y處于第三周期，它可與冷水猛烈反應(yīng)6．已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：元素ArBBeCClFLi電負(fù)性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi電負(fù)性3.00.93.52.12.51.8已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，形成共價(jià)鍵。(1)依據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的改變規(guī)律是______________________。(2)通過(guò)分析電負(fù)性值改變規(guī)律，確定鎂元素電負(fù)性值的最小范圍是________。(3)推斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物：A．Li3NB．BeCl2C．ArCl3 D．SiC屬于離子化合物的是________；屬于共價(jià)化合物的是________；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論：_____________________________________________________________________________。(4)在P與Cl組成的化合物中，Cl元素顯________(填“正”或“負(fù)”)價(jià)，理由是________________________________________________________________________。7．(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：______________，依據(jù)元素周期律，原子半徑Ga_______As(填“大于”或“小于”，下同)，第一電離能Ga________As。(2)C、N、O的第一電離能由大到小的依次為_(kāi)_________；H、O、S電負(fù)性由大到小的依次是________。B和N相比，電負(fù)性較大的是____________；BN中B元素的化合價(jià)為_(kāi)_______；從電負(fù)性角度分析，C、Si、O的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的依次為_(kāi)_________。(3)元素銅與鎳的其次電離能分別為ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu>INi的緣由是____________________________________________________________________________。(4)O、Na、P、Cl四種元素中電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))，其中P原子的核外電子排布式為。(5)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)層電子中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。b、c、d中第一電離能最大的是______________(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子排布圖為_(kāi)____________