高中化學(xué) 元素周期律（1、2、3課時）學(xué)案 新人教版必修2

第二節(jié)元素周期律教學(xué)案我們已學(xué)習(xí)了元素周期表的結(jié)構(gòu)，那么這張表又有何意義呢?它反應(yīng)發(fā)元素之間的什么樣的內(nèi)在聯(lián)系？我們能否從其中總結(jié)出元素的某些性質(zhì)規(guī)律，以方便我們應(yīng)用，解決新的問題呢？原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的，原子核相對于原子很小，即在原子內(nèi)部，原子核外，有一個偌大的空間供電子運(yùn)動。如果核外只有一個電子，運(yùn)動情況比較簡單。對于多電子原子來講，電子運(yùn)動時是否會在原子內(nèi)打架呢？它們有沒有一定的組織性和紀(jì)律性呢？一、原子核外電子的排布1.核外電子圍繞著原子核在不同區(qū)域(電子層)作不規(guī)則的高速運(yùn)動2.電子按能量高低在核外分層排布。1234567KLMNOPQ由內(nèi)到外，能量逐漸思考：由于原子中的電子是處于原子核的引力場中，電子總是盡可能的從內(nèi)層排起當(dāng)一層充滿后在填充下一層。那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？核外電子的分層排布，有沒有可以遵循的規(guī)律呢？下面請大家分析課本13頁表1-2，根據(jù)原子光譜和理論分析得出的核電荷數(shù)為1-20的元素原子核外電子層排布，看能不能總結(jié)出某些規(guī)律。3.核外電子排布的一般規(guī)律1）核外電子總是盡先排布在的電子層里，然后由里向外從能量的電子層逐步向能量的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層)。2）每層電子不能超過個；3）最外層電子不能超過個(K層是最外層時不超過個)，次外層電子不能超過 個，倒數(shù)第三層電子不能超過個。以上各項(xiàng)是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解、應(yīng)用其中的某一部分。[練習(xí)]1、判斷下列示意圖是否正確？為什么？2：某元素有3個電子層，最外層電子數(shù)是電子總數(shù)的1/6，該元素的元素符號是：______。3.A原子L層上的電子數(shù)等于次外層上的電子數(shù)也等于電子層數(shù)，A是。4.B原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的1/2,則B是。5.C原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍。則C是。6.D原子的次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的1/4。則D是。原子的核外電子排布，特別是最外層電子數(shù)決定著元素的主要化學(xué)性質(zhì)。從初中所學(xué)知識，我們知道，金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般少于4個，在化學(xué)反應(yīng)中比較容易失去電子達(dá)到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而非金屬元素的最外層一般多于4個電子，在化學(xué)反應(yīng)中易得到電子而達(dá)到8個電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。原子得到或失去電子后的陰陽離子也可用結(jié)構(gòu)示意圖來表示。練習(xí)：寫出下列離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖：Mg2+F-Cl-Ca2+填寫教材P14～15表格：科學(xué)探究一原子的最外層電子排布原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時的最外層電子數(shù)1～2

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結(jié)論：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)變化。原子序數(shù)原子半徑的變化3～10

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結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)變化。微粒半徑大小比較規(guī)律，一般情況下(稀有氣體除外):⑴先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多，則半徑，如：LiNaKRbCs；IBrClF；NaNa+⑵電子層數(shù)相同時，再看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越多,則半徑，如：NaMgAlFONC⑶電子層數(shù)和核電荷數(shù)都相同(同種元素)時,再看核外電子數(shù)(或最外層電子數(shù)),核外電子數(shù)(或最外層電子數(shù))越多，則半徑，如ClCl-練習(xí)：下列各組微粒半徑大小比較中，不正確的是（）A.r(K+)>r(K)B.r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)C.r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)D.r(Cl-)>r(F-)>r(F)小結(jié):比較微粒半徑大小：三看：一看電子層數(shù)；二看核電荷數(shù)；三看核外電子數(shù)或最外層電子數(shù)（２）對于同種元素：①陽離子半徑<原子半徑②陰離子半徑>原子半徑（３）對于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子：核電荷數(shù)越大，則離子半徑越小。如O2-F-Na+Mg2+Al3+；S2-Cl-K+Ca2+元素化合價常見元素化合價的一般規(guī)律①1~20號元素中，除了O、F外，最高正價=最外層電子數(shù)；最低負(fù)價與最高正價的關(guān)系為：最高正價+︱最低負(fù)價︱=8②金屬元素?zé)o負(fù)價（除零價外，在化學(xué)反應(yīng)中只顯正價）；既有正價又有負(fù)價的元素一定是非金屬元素；③氟元素?zé)o正價，氧元素?zé)o最高正價。原子序數(shù)最高正價最低負(fù)價特例1～2

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結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈現(xiàn)變化。原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)原子半徑的變化（不考慮稀有氣體元素）最高或最低化合價的變化1～2

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結(jié)論

隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)、原子半徑、化合價呈現(xiàn)周期性變化。核外電子排布、原子半徑和元素化合價的變化思考：我們知道，元素的化學(xué)性質(zhì)是由原子結(jié)構(gòu)決定的。那么，元素的金屬性和非金屬性是否也將隨元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)出周期性的變化呢？電子層數(shù)電子層數(shù)，核電荷數(shù)原子半徑同周期元素從左到右同周期元素從左到右原子核對最外層電子的吸引力原子核對最外層電子的吸引力原子失電子能力逐漸原子失電子能力逐漸，得電子能力逐漸元素原子半徑數(shù)據(jù)科學(xué)探究2：元表的性質(zhì)與其在周期表中位置的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)1：鎂與水的反應(yīng)現(xiàn)象

化學(xué)方程式

實(shí)驗(yàn)2：鎂和鋁與鹽酸的反應(yīng)MgAl現(xiàn)象化學(xué)方程式鈉、鎂、鋁(同周期的金屬)的性質(zhì)

鈉鎂鋁單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)與冷水反應(yīng)：反應(yīng)，放出氫氣。與冷水反應(yīng),與沸水反應(yīng)。與酸反應(yīng),都放出氫氣。與酸反應(yīng)，放出氫氣。最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性強(qiáng)弱NaOHMg(OH)2Al(OH)3NaMgAl金屬性逐漸。小結(jié)：元素金屬性強(qiáng)弱的判斷①金屬單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)置換出H2的難易程度(越易置換出氫氣，說明金屬性)②最高價氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱（堿性越強(qiáng)，則金屬性）④金屬單質(zhì)之間的置換（金屬性的置換金屬性的）③金屬活動性順序表（位置越靠前，說明金屬性）⑤金屬陽離子氧化性的強(qiáng)弱（對應(yīng)金屬陽離子氧化性越弱，金屬性）14Si15P15S17Cl最高價氧化物氧化物的水化物及其酸性強(qiáng)弱H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4單質(zhì)與H2反應(yīng)條件氣態(tài)氫化物及其穩(wěn)定性結(jié)論小結(jié)：元素非金屬性強(qiáng)弱的判斷①單質(zhì)與H2化合的難易程度（與H2化合越容易，說明非金屬性）②形成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性（形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則非金屬性）③最高價氧化物的水化物——最高價含氧酸酸性的強(qiáng)弱（酸性越強(qiáng)，說明非金屬性）④非金屬單質(zhì)之間的置換（非金屬性的置換非金屬性的）⑤非金屬陰離子還原性的強(qiáng)弱（對應(yīng)非金屬陰離子還原性越弱，非金屬性）小結(jié)：隨著原子序數(shù)的遞增元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)變化；元素原子半徑呈現(xiàn)變化；元素化合價呈現(xiàn)變化；元素的化學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)變化；元素周期律：元素的性質(zhì)隨著元素的遞增而呈現(xiàn)的變化。元素性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)：是元素原子的的周期性變化。練習(xí)：1、已知A為ⅡA族元素，B為ⅢA族元素，它們的原子序數(shù)分別為m和n，且A、B為同一周期元素，則下列關(guān)系式中錯誤的是（）。A.n=m+1B.n=m+11C.n=m+25D.n=m+102、主族元素R可形成兩種氯化物:RCla、RClb，它們化學(xué)式式量相差71。（1）求a和b的關(guān)系（2）RCla中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.3%，而RClb中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.45%，求R的相對原子量。三、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(1)同周期元素：同周期，電子層數(shù)相同，即原子序數(shù)越大，原子半徑越，核對電子的引力越，原子失電子能力越，得電子能力越，金屬性越、非金屬性越。(2)同主族元素：同主族，電子層數(shù)越多原子半徑越,核對電子引力越,原子失電子能力,得電子能力,金屬性越、非金屬性越。1.元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中的遞變關(guān)系元素的位、構(gòu)、性三者之間的關(guān)系及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置性質(zhì)位置（1）結(jié)構(gòu)位置，位置結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)原子序數(shù)電子層數(shù)周期序數(shù)最外層電子數(shù)主族序數(shù)（2）結(jié)構(gòu)性質(zhì)，性質(zhì)結(jié)構(gòu)元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱最外層電子數(shù)主族元素的最高正價數(shù)元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱︱負(fù)價數(shù)︱+最外層電子數(shù)8原子得失電子的能力最外層電子數(shù)和原子半徑原子得失電子的能力最外層電子數(shù)和原子半徑單質(zhì)的氧化性、還原性單質(zhì)的氧化性、還原性（3）性質(zhì)位置，位置性質(zhì)：同周期：從左到右，遞變性同周期、同主族元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的遞變規(guī)律及金屬元素、非金屬元素的分區(qū)：分界線左邊是，分界線右邊是，最右一個縱行是稀有氣體元素。見下圖：ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA012B3AlSi4GeAs5SbTe6PoAt7①根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律可推知：金屬性最強(qiáng)的元素是,位于，非金屬性最強(qiáng)的元素是,位于。②位于分界線附近的元素既有，又有，如Al、Si、Ge等。2、主族元素的化合價與位置、結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）最高正價數(shù)＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)（2）最低負(fù)價數(shù)＝主族序數(shù)－8＝最外層電子數(shù)－83、元素周期律的應(yīng)用和意義（1）元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要工具。（2）可預(yù)測或推測元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（3）在科學(xué)研究和生產(chǎn)上也有廣泛的應(yīng)用（4）在哲學(xué)方面，元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實(shí)，有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。練習(xí)：1、下列遞變情況不正確的是：A.Na、Mg、Al最外層電子數(shù)依次增多，其單質(zhì)的還原性依次減弱B.P、S、Cl最高正價依次升高，對應(yīng)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強(qiáng)C.C、N、O原子半徑依次增大D.Na、K、Rb氧化物的水化物堿性依次增強(qiáng)2、同一橫行X、Y、Z三種元素，已知最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4，則下列說法判斷錯誤的是A.陰離子半徑X>Y>ZB.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性HX>H2Y>ZH3C.元素的非金屬性X>Y>ZD.單質(zhì)的氧化性X>Y>Z3、原子序數(shù)1—18號元素中：（1）與水反應(yīng)最劇烈的金屬是_____________；（2）與水反應(yīng)最劇烈的非金屬單質(zhì)是___________；（3）在室溫下有顏色的氣體單質(zhì)是_____________；（4）在空氣中容易自燃的單質(zhì)名稱是________；（5）除稀有氣體外，原子半徑最大的元素是______；（6）原子半徑最小的元素是_____________；（7）氣態(tài)氫化物水溶液呈堿性的元素是_________；（8）氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的化學(xué)式是_____________；（9）最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)的元素是_____________。4、在Na、K、O、N、C．Li、F、H八種元素中，原子半徑由小到大的順序?yàn)開__________________。5、某元素的最高正價與負(fù)價的代數(shù)和為4,則該元素的最外層電子數(shù)為:A、4 B、5 C、6 6、某元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為HXO4，這種元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是A、HXB、H2XC、XH3D、XH47、堿性強(qiáng)弱介于KOH和Mg(OH)2之間的氫氧化物是（）A．NaOHB．Al(OH)3C．Ca(OH)2D．RbOH8、下列物質(zhì)中，既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的是（）①Na2CO3②NaHCO3 ③Al2O3 ④Al(OH)3 A．①②③④ B．①②③C．①②④ D．②③④3.下列各組元素中，按最高正價遞增順序排列的是 （）A．C．N、O、F B．K、Mg、C．SC．F、Cl、Br、I D．Li、Na．K、Rb4.A．B均為原子序數(shù)1—20的元素，已知A的原子序數(shù)為n，A2+離子比B2－離子少8個電子，則B的原子序數(shù)是 （）A．n+4 B．n+6 C．n+8 5.下列敘述中，肯定a金屬比b金屬活潑性強(qiáng)的是（） A．a(chǎn)原子的最外層電子數(shù)比B原子的最外層電子數(shù)少 B．a(chǎn)原子電子層數(shù)比b原子的電子層數(shù)多 C．1mola從酸中置換H+生成的H2比1molb從酸中置換H+生成的H2多 D．常溫時，A能從水中置換出氫，而B不能9、A、B、C三種元素的原子具有相同的電子層數(shù)，它們相同物質(zhì)的量的原子獲得相同物質(zhì)的量的電子時釋放出的能量是A>C>B,則它們原子序數(shù)大小順序是（）A．B>C>A B．A>B>C C．B<A>C D．A>C>B10、元素周期律是指元素的性質(zhì)隨___________的遞增，而呈_______性變化的規(guī)律。11、A、B兩種元素的原子，當(dāng)它們分別獲得1個電子形成稀有氣體原子的電子層結(jié)構(gòu)時，A放出的能量大于B。下列敘述中正確的是（）A．A的氧化性小于B B．B－的還原性大于A－C．A－的還原性大于B－ D．A的氧化性大于B12、根據(jù)硼在周期表中的位置，推測硼的最高價含氧酸化學(xué)式不可能是（）A．H2BO4 B．H3BO3C．HBO2 D．H2B413、已知X、Y、Z元素的原子具有相同的電子層數(shù)，且原子序數(shù)依次增大，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性依次增強(qiáng)，則下列判斷正確的是（）A.原子半徑按X、Y、Z依次增大B.陰離子的還原性按X、Y、Z順序增強(qiáng)C.單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z順序增強(qiáng)D.氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z順序增強(qiáng)14、下列半徑最