高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 元素周期律（第1課時(shí)）學(xué)案 新人教版必修21

元素周期律（第1課時(shí)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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通過有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間的關(guān)系。4理解元素周期律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)過程】1.核外電子排布（1）電子層：科學(xué)研究證明，電子的能量是不相同的，它們分別在能量不同區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層，分別用n=1、2、3、4、5、6、7來表示從內(nèi)到外的電子層，并分別用符號(hào)K、L、M、N、O、P、Q來表示。（2）核外電子排布的規(guī)律：能量最低原理：原子核外電子總是先排布在能量最低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)，即排滿了K層才排L層，排滿了L層才排M層；原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子；原子最外層電子數(shù)不超過8(K層為最外層時(shí)不超過2)；次外層最多能容納的電子數(shù)不超過18。（3）核外電子排布的表示方法：原子結(jié)構(gòu)示意圖：表示原子的核電荷數(shù)和核外電子在原子核外各電子層排布的圖示。例如：Na原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：離子結(jié)構(gòu)示意圖：當(dāng)主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時(shí)，電子層數(shù)減少一層，形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)(電子層數(shù)相同，每層上所排的電子數(shù)也相同)。例如：非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時(shí)，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。例如：【歸納總結(jié)】根據(jù)核外電子排布確定元素的種類2.元素周期律（1）原子的電子層排布的周期性： 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(shí)的最外層電子數(shù)121122310218811183188 結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)由1遞增至8（若K層為最外層則由1遞增2），元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化（2）化合價(jià)的周期性變化： 原子序數(shù)化合價(jià)的變化121310+1 +4 +5-4 -11118+1+4 +5+7-4 -1 結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，最高正價(jià)由+1遞變到+7，從中部開始有負(fù)價(jià)，從-4遞變至-1（稀有氣體元素化合價(jià)為零），元素化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化溫馨提示：元素主要化合價(jià)由元素原子的最外層電子數(shù)決定。金屬無負(fù)價(jià)，O、F無正價(jià)，一般，最高正價(jià)存在于氧化物及酸根，最低負(fù)價(jià)通常存在于氫化物中；主族元素最高正價(jià)數(shù)=最外層電子數(shù)；最高正價(jià)+負(fù)價(jià)=8。（3）原子半徑的遞變規(guī)律：原子半徑由電子層數(shù)和核電荷數(shù)多少?zèng)Q定，它是反映結(jié)構(gòu)的一個(gè)參考數(shù)據(jù)。同主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大。同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小。原子序數(shù)原子半徑的變化310逐漸減小1117逐漸減小 結(jié)論：同一周期，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑逐漸減小，呈現(xiàn)周期性變化溫馨提示：粒子半徑大小的比較規(guī)律（1）同周期“序大徑小”：同周期，從左到右，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小。如1117號(hào)元素：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)同主族“序大徑大”：同主族，從上到下，最外層電子數(shù)相同時(shí)，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大。如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。（3）同元素“陰大陽小”：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。如：r(Na)r(Na)；r(Cl)r(Cl)。（4）同結(jié)構(gòu)“序大徑小”：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。如：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。（4）同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律：Na、Mg、Al三種金屬元素的金屬性強(qiáng)弱比較元素鈉鎂鋁單質(zhì)與水反應(yīng)與冷水劇烈反應(yīng)與冷水反應(yīng)緩慢，與熱水反應(yīng)迅速單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)劇烈反應(yīng)劇烈反應(yīng)，但較鎂慢最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式NaOHMg(OH) 2Al(OH)3堿性強(qiáng)堿中強(qiáng)堿兩性氫氧化物結(jié)論：鈉、鎂、鋁三種元素原子失去電子能力逐漸減弱Si、P、S、Cl四種非金屬元素的非金屬性的遞變規(guī)律元素硅磷硫氯單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸比H2SO4酸性強(qiáng)結(jié)論：第三周期的非金屬Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)。【歸納總結(jié)】 同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律：（以第三周期元素為例）在一個(gè)周期內(nèi)的元素，電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多，核對(duì)外層電子引力漸強(qiáng)，使元素原子失電子漸難，得電子漸易，故有同一周期從左往右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)的變化規(guī)律。原子序數(shù)1112131415161718元素符號(hào)NaMgAlSiPSClAr最外層電子數(shù)12345678原子半徑大-小 減小最高正化合價(jià)價(jià)12345670負(fù)化合價(jià)43210金屬性和非金屬性金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)【當(dāng)堂檢測】1.下圖微粒的結(jié)構(gòu)示意圖，正確的是()2.在原子的第n層電子層中，當(dāng)n為最外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)與(n1)層相同，當(dāng)n為次外層時(shí)，其最多容納的電子數(shù)比(n1)層最多容納的電子數(shù)多10，則n層是()AN層 BM層 CL層 DK層3. 下列事實(shí)不能作為實(shí)驗(yàn)判斷依據(jù)的是()A鈉和鎂分別與冷水反應(yīng)，判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱B鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅，判斷鈉與鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱C酸性H2CO3<H2SO4，判斷硫與碳的非金屬性強(qiáng)弱DF2與Cl2分別與H2反應(yīng)，判斷氟與氯的非金屬性強(qiáng)弱4. 用“>”或“<”回答下列問題：(1)酸性：H2CO3_H2SiO3，H2SiO3_H3PO4。(2)堿性：Ca(OH)2_Mg(OH)2，Mg(OH)2_Al(OH)3。(3)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：H2O_H2S，H2S_HCl。(4)還原性：H2O_H2S，H2S_HCl。從以上答案中可以歸納出：元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越_。元素的金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越_。元素的_性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)。元素的非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的還原性越_。5. 核電荷數(shù)小于18的三種元素X、Y、Z原子序數(shù)依次變小，原子核外電子層數(shù)之和是5。X元素原子的最外層電子數(shù)是Y和Z兩元素原子最外層電子數(shù)的總和；Y元素原子的最外層電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍，X和Z可以形成化合物XZ3。請(qǐng)回答：(1)X元素的名稱是_；Y元素的名稱是_；Z元素的名稱是_。(2)化合物XZ3的化學(xué)式是_。(3)分別寫出X、Y的最高價(jià)含氧酸的化學(xué)式：_。答案與解析題號(hào)答案解析1AB中微粒結(jié)構(gòu)示意圖是Cl而不是Cl，C中Ar的原子結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為，D中K的原子結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為2B當(dāng)n為最外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為8，故(n1)層最多容納8個(gè)電子，(n1)層應(yīng)為L層。當(dāng)n為次外層時(shí)，其最多容納的電子數(shù)比(n1)層最多容納的電子數(shù)多10，說明(n1)層不是K層，而是L層，則n層為M層3BNa的金屬活動(dòng)性太強(qiáng)，與溶液反應(yīng)時(shí)先與H2O反應(yīng)，故B項(xiàng)不能作為判斷依據(jù)4(1)><(2)>>(3)><(4)<>強(qiáng)強(qiáng)非金屬弱(1)可根據(jù)非金屬性強(qiáng)弱判斷對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱，非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，C、Si同主族，C的非金屬性強(qiáng)，P、Si同周期，P的非金屬性強(qiáng)；(2)Ca、Mg同主族，Ca的金屬性強(qiáng)，Mg、Al同周期，Mg的金屬性強(qiáng)，故金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃a>Mg>Al，所以堿性強(qiáng)弱順序?yàn)镃a(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3；(3)非金屬性：O>S、Cl>S，所以氫化物穩(wěn)定性：H2O>H2S，HCl>H2S；(4)非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)氫化物的還原性越弱，故還原性：H2O<H2S，H2S>HCl5(1)氮碳?xì)?2)NH3(3)HNO3、H2CO3因?yàn)閅元素原子的最外層電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍，所以Y可能為He、C、S，又由X、Y、Z的原子序數(shù)依次減小，且電子層數(shù)之和為5，所以Y只能為C，X的電子層數(shù)為2，Z只能為H，又因?yàn)閄與Z可形成化合物XZ3，故X為N