2018-2019学年高中化学 第1章 物质结构元素周期律 第二节 第1课时 原子核外电子的排布 元素周期律学案 新人教版必修2.docx

第1课时原子核外电子的排布元素周期律1了解核外电子排布。2了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。3理解元素周期律的含义和实质。一、原子核外电子的排布1电子的能量(1)在多电子原子中，电子的能量是不相同的。(2)离核较近的区域内的电子能量较低，离核较远的区域内的电子能量较高。2电子层(1)概念：在多电子原子里，电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，统称为电子层，即电子在原子核外是分层排布的。(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层(由内到外)序号(n)1234567符号KLMNOPQ与原子核的距离由近到远能量由低到高3.电子分层排布的规律(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。(2)原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2。(3)最外电子层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时最多只能容纳2个电子)。次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。二、元素周期律1元素原子结构的周期性变化(1)原子的核外电子排布的变化规律以原子序数118的元素为例，研究原子最外层电子数的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化。(第1周期除外)(2)原子半径的变化规律规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。2元素性质的周期性变化(1)元素化合价的周期性变化周期序数原子序数化合价(最高价、最低价)的变化一1210二310最高正价：15最低负价：41三1118最高正价：17最低负价：41结论：随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现17，最低负价呈现41的周期性变化(2)元素金属性、非金属性的周期性变化钠、镁、铝金属性的递变规律硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律同周期元素性质的递变规律随着原子序数的递增3元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。(2)实质：元素性质的周期性变化是核外电子排布周期性变化的必然结果。1排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是()AK层BL层CM层D最外层解析：根据原子核外电子排布规律可知，核外电子离核越近，能量越低，故选A项。答案：A2在下面所表示的粒子中，为阴离子的是()解析：A为C原子；B为F；C为Na；D为Al3，选B项。答案：B3(2018北京师大附中期中)下列事实与元素周期律相关知识无关的是()A向淀粉KI溶液中滴入溴水，溶液变蓝BNaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性依次减弱C金属钠燃烧呈现黄色火焰，金属钾燃烧呈现紫色火焰DF2和H2暗处化合爆炸，而Cl2和H2化合需光照或点燃解析：A项体现Br的非金属性大于I；B项钠、镁、铝的金属性减弱，所以其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱；C项焰色反应为物理性质，与元素周期律无关；D项通过比较反应的条件确定F的非金属性大于Cl。答案：C核外电子排布的表示方法1原子结构示意图(1)小圆圈和圆圈内的数字表示原子核及核内质子数。(2)弧线表示各电子层。(3)弧线上的数字表示该电子层上的电子数。如：粒子符号S2离子结构示意图(1)当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体原子相同的电子层结构。如：Mg：Mg2：(2)非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体原子相同的电子层结构。如：Cl：Cl：3常见含2e、10e、18e的微粒(1)核外有2个电子的粒子：Li、Be2、H、He、H2。(2)核外有10个电子的粒子分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne；阳离子：Na、Mg2、Al3、NH、H3O；阴离子：N3、O2、F、OH、NH。(3)核外有18个电子的粒子分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、CH3CH3等；阳离子：K、Ca2；阴离子：P3、S2、HS、Cl。(2018唐徕回民中学月考)根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是()AK层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等BL层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等CL层电子数为偶数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等DM层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等【解析】K层电子为奇数的元素只有氢元素，所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等，A正确；L层电子为奇数的元素有锂、硼、氮、氟，这些元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，B正确；L层电子为偶数的主族元素如镁元素，所在族的序数为第A族，L层电子数为8，所在族的序数就与该元素原子的L层电子数不相等，C错误；M层电子为奇数的主族元素有钠、铝、磷、氯，元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等，D正确。【答案】C下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是()解析：A项应为，错误；B项应为，错误；C项应为，错误；D项正确。答案：D同周期、同主族元素性质的变化规律同周期(从左到右)同主族(由上而下)原子半径减小(除稀有气体)增大主要化合价最高正价：17，负价：41最高正价相等(O、F除外)，且最高正价等于主族族序数得失电子能力得电子能力增强，失电子能力减弱得电子能力减弱，失电子能力增强金属性减弱增强非金属性增强减弱单质的氧化性、还原性氧化性增强，还原性减弱氧化性减弱，还原性增强非金属氢化物的生成难易及其稳定性生成由难到易，稳定性由弱到强生成由易到难，稳定性由强到弱最高价氧化物对应水化物酸性增强，碱性减弱酸性减弱，碱性增强元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示， 其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是(双选)()A非金属性：ZTXBR与Q的电子数相差26C气态氢化物稳定性：RTQ【解析】本题考查了元素的推断及元素性质的递变规律。根据R元素的单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，可知R为F元素，R、T、Q为同一主族，则可推知T为Cl元素，Q为Br元素，X、T、Z位于同一周期，则X为S元素，Z为Ar元素。非金属性TX，A项错误；F原子核外电子总数为9，Br原子核外电子总数为35，二者相差26，B项正确；F、Cl、Br位于同一主族，非金属性逐渐减弱，气态氢化物稳定性逐渐减弱，即HFHClHBr，C项错误；最高价氧化物的水化物的酸性，HClO4HBrO4，D项正确。【答案】BD下列递变规律正确的是()AHClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强BHCl、HBr、HI的稳定性依次增强C钠、镁、铝的还原性依次减弱DN、O、F原子半径逐渐增大解析：A项酸性HClO4H2SO4H3PO4，错误；B项稳定性HClHBrHI，错误；C项同一周期从左右还原性依次减弱，正确；D项同一周期从左右原子半径逐渐减小，故原子半径NOF，错误。答案：C元素金属性、非金属性的判断1金属性强弱的判断(1)根据元素周期表判断：同一周期，从左到右：元素的金属性逐渐减弱。同一主族，从上到下：元素的金属性逐渐增强。元素在周期表中的位置越处于左下方，元素的金属性越强。(2)根据金属活动性顺序判断：金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱。(3)根据单质及其化合物的性质判断：金属单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强。最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，元素的金属性越强。(4)根据离子的氧化性强弱判断：金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越弱。如氧化性：Cu2Mg2，则金属性：CuCu(但能与水反应剧烈的活泼金属，在水溶液中不能置换出其他金属单质，如碱金属)。2非金属性强弱的判断(1)根据元素周期表判断：同一周期，从左到右：元素的非金属性逐渐增强。同一主族，从上到下：元素的非金属性逐渐减弱。元素在周期表中的位置越处于右上方，元素的非金属性越强。非金属性最强的为F元素。(2)根据单质及其化合物的性质判断：单质与氢气化合越容易，元素的非金属性越强。气态氢化物的稳定性越强，其对应元素的非金属性越强。最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。(3)根据离子的还原性强弱判断：非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱。如还原性：ClI。(4)根据非金属单质间的置换反应：活泼的非金属能将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来(F2除外)：如Cl22I=2ClI2，则非金属性：ClI。(2018唐徕回民中学月考)甲、乙两种非金属：甲比乙容易与H2化合；甲单质能与乙阴离子发生置换反应；甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强；与某金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多；甲的单质熔、沸点比乙的低；甲元素的气态氢化物的水溶液酸性比乙元素气态氢化物的水溶液酸性强。能说明甲比乙的非金属性强的是()ABCD【解析】比较元素的非金属性，可从单质与H2化合的难易、反应条件及生成氢化物的稳定性来比较，正确；非金属性强的单质能把非金属性弱的单质置换出来，正确；最高价氧化物对应的水化物酸性越强，其非金属性越强，正确；比较元素的非金属性强弱，其实质是看原子得到电子的能力，越易得电子，非金属性越强，与得电子数的数目多少无关，错；单质的熔、沸点高低是物理性质，不能用来比较非金属性强弱，错；通过气态氢化物水溶液的酸性强弱不能比较非金属性强弱，错；综上所述，C项正确。【答案】C【点评】元素非金属性强弱判断的两个易错点：(1)依据气态氢化物的稳定性强弱可以判断元素的非金属性的强弱，但氢化物水溶液的酸性强弱不能用于元素的非金属性强弱判断；(2)不能用一般含氧酸的酸性强弱判断元素的非金属性强弱，如酸性H2SO3H2CO3，不能由此判断元素的非金属性强弱SC，两者无因果关系，只能用最高价氧化物的水化物酸性强弱进行判断元素的非金属性的强弱。(2018天水市一中段考)X、Y代表两种非金属元素，下列不能说明非金属性X比Y强的是()AY的阴离子Y的还原性强于X的阴离子XBX的氢化物的水溶液的酸性比Y的氢化物的水溶液的酸性强CX的单质X2能将Y的阴离子Y氧化成Y2DX、Y的单质分别与Fe化合，产物中前者Fe为3价，后者Fe为2价解析：元素的非金属越强，形成阴离子的还原性越弱， Y的还原性强于X，非金属性：XY，能说明非金属性X比Y强，A不符合题意；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，不能通过比较气态氢化物水溶液的酸性判断非金属性强弱，B符合题意；X的单质X2能将Y的阴离子Y氧化成Y2，氧化性：X2Y2，非金属性：XY，能说明非金属性X比Y强，C不符合题意；X、Y的单质分别与Fe化合，产物中前者Fe为3价，后者Fe为2价，X的得电子能力比Y强，能说明非金属性X比Y强，D不符合题意。答案：B粒子半径的大小比较1一般电子层数越多，其半径越大(极少数例外，如r(Li)r(Al)(1)最外层电子数相同，但电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，离子半径也逐渐增大。如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，r(F)r(Cl)r(Br)r(K)，r(Mg)r(Mg2)。2若电子层数相同，核电荷数越大，其半径越小(1)同周期元素的原子，随核电荷数增多，原子半径逐渐减小。如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。3若电子层数、核电荷数均相同，最外层电子数越多，半径越大(1)同一元素的原子和阴离子，原子半径比阴离子半径小。如：r(Cl)r(Fe3)。a元素的阴离子、b元素的阴离子和c元素的阳离子具有相同的电子层结构，已知a的原子序数大于b的原子序数，则a、b、c 3种离子的半径大小顺序为()AabcBbacCcabDcba【解析】c元素阳离子与a、b两元素阴离子具有相同的电子层结构，可知a、b同周期，c在a、b所在周期的下一周期，故原子序数：cab，而电子层结构相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，即离子半径：bac。【答案】B(2018集宁一中月考)已知短周期元素的离子aA2、bB、cC3、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ABDCB原子序数dcbaC离子半径CDBAD单质的还原性ABDC解析：已知短周期元素的离子aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构，则四种离子核外的电子数相同，即a2b1c3d1，原子序数abdc，B错误；A、B处于同一周期，C、D处于同一周期，A、B形成阳离子，则A、B为金属，C、D形成阴离子，则C、D为非金属，结合化合价可知，A为Mg元素、B为Na元素、C为N元素、D为F元素。同一周期从左至右，原子半径逐渐减小，同一主族从上至下，原子半径逐渐增大，则原子半径NaMgNF，A错误；具有相同电子层结构的离子，原子序数越大，离子半径越小，则离子半径N3FNaMg2，C正确；同一周期从左至右，元素的金属性逐渐减弱，则单质的还原性NaMg，N和F元素是非金属，单质主要体现氧化性，D错误。答案：C1.下列原子结构的叙述中正确的是()A所有的原子核都是由质子和中子组成的B原子的最外层电子数不超过8个C稀有气体原子的最外层电子数均为8D原子的次外层电子数一定都是8解析：1H中不含中子，A项错误；根据核外电子排布规律，原子的最外层电子数不超过8个，B项正确；He原子最外层电子数为2，C项错误；有两个电子层的原子，次外层电子数为2，如N、O，D项错误。答案：B2(2018佛山市第一中学期中)元素性质呈周期性变化的决定因素是()A元素相对原子质量依次递增B元素的最高正化合价呈周期性变化C元素原子最外层电子排布呈周期性变化D元素金属性或非金属性呈周期性变化解析：元素性质呈周期性变化的决定因素是元素原子最外层电子排布呈周期性变化。答案：C3下列各组元素中，按原子序数逐渐增加，原子半径依次增大顺序排列的是()ANa、Mg、Al、SiBCl、S、P、SiCF、Cl、Br、IDH、F、Cl、Na解析：同主族随原子序数增加，原子半径逐渐增大，同周期随原子序数增加，原子半径逐渐减小，只有C项随原子序数增加，原子半径逐渐增大。答案：C4下列各组中化合物的性质比较，不正确的是()A酸性：HClO4HBrO4HIO4B碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3C非金属性：FOSD稳定性：HClPH3H2S解析：A项同一主族非金属元素最高价含氧酸从上至下酸性减弱，正确；B项同一周期从左右金属性减弱，故碱性NaOHMg(OH)2Al(OH)3，正确；C项同一周期从左右非金属性增强，同一主族从上下非金属性减弱，故非金属性FOS，正确；D项非金属性ClSP，故稳定性HClH2SPH3，错误。答案：D5已知某微粒的结构示意图为。试回答：(1)当xy10时，该粒子为_(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y8时，粒子可能为_、_、_、_、_。(填粒子符号)(3)写出y3与y7的元素最高价氧化物对应的水化物间发生反应的离子方程式：_。解析：(1)当xy10时，x10y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子为原子。(2)当y8时，应为18个电子的粒子，所以可能为Ar、Cl、S2、K、Ca2等。(3)y3时为铝原子，y7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3和HClO4。答案：(1)原子(2)ArClS2KCa2(合理即可)(3)Al(OH)33H=Al33H2O1某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，且其为短周期元素，该元素为()A锂B铍C氧D钙解析：锂、钙的最外层电子数均比次外层电子数小，排除A、D项；铍最外层电子数与次外层电子数相同，排除B项；氧原子K层有2个电子，L层有6个电子，最外层电子数是次外层电子数的3倍，C项正确。答案：C2(2018邢台三中月考)下图所示的微粒中，氧化性最强的是()解析：A为碳原子，B为氟原子，C为钠离子，D为铝离子，所以氧化性最强的为氟原子。答案：B3(2018静宁县第一中学月考)下列说法正确的是()A原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素B原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素C最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期D某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期解析：描述的元素若位于长周期，则可能是金属元素，如Ge(第四周期，第A族)，A错误；氢元素原子最外层电子数为1，是非金属元素，B错误；根据原子核外电子排布规律，可知最外层电子不超过8个，则次外层电子也少于8，则次外层为K层，最外层为L层，元素原子核外共两个电子层，位于第二周期，C正确；K，最外层与次外层电子数相等，但K元素位于第四周期，D错误。答案：C4下列实验不能作为判断依据的是()A钠和镁分别与冷水反应，判断钠与镁金属性强弱B在MgCl2与AlCl3溶液中分别加入过量的氨水，判断镁与铝的金属性强弱C硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱DBr2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱解析：A项钠与冷水反应，而镁不与冷水反应，可判断金属性NaMg；B项MgCl2和AlCl3均与氨水反应，生成Mg(OH)2、Al(OH)3，Al(OH)3不溶于过量氨水，不能判断Mg、Al的金属性；C项Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀H2SiO3，说明酸性H2CO3H2SiO3，非金属性CSi；D项Br2与I2分别与H2反应，Br2较I2更易与H2反应，非金属性BrI，故选B项。答案：B5(2018陆川县中学月考)电子层数相同的三种元素X、Y、Z，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性HXO4H2YO4H3ZO4，则下列判断错误的是 ()A原子半径XYZB气态氢化物的稳定性HXH2YZH3C非金属性XYZD气态氢化物的还原性HXH2YPSi，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。答案：(1)HNa(2)Na2O，Na2O2(3)Al(OH)3或Be(OH)2(4)NH3(5)C，H(6)HClO4(7)NH3SiH48A、B、C均为短周期元素，其中A元素的单质是自然界最轻的气体，B元素原子的次外层电子数为最外层电子数和最内层电子数之和，C元素与B元素位于同一主族，且可形成BC2型化合物。(1)写出A元素的元素名称：_。(2)写出B元素在元素周期表中的位置：第_周期第_族。(3)写出C元素原子结构示意图：_。(4)比较A、B、C三种原子的半径大小：_(填写元素符号)。解析：A元素单质是自然界最轻的气体，则A为氢，B元素原子的次外层电子数为最外层电子数和最内层电子数之和，B原子的电子排布为，则B为硫，C与B位于同一主族，又为短周期，则C为氧。答案：(1)氢(2)三A(3)C(4)SOH1下列说法中正确的是()A非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数B非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C最外层有2个电子的原子都是金属原子D最外层有5个电子的原子都是非金属原子解析：A项正确；B项应为“其绝对值等于该元素原子的最外层电子数与8的差值的绝对值”，错误；C项He为非金属原子，错误；D项锑、铋为金属原子，错误。答案：A2有X、Y两种原子，X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L层电子数的2倍，则X、Y元素的元素符号分别为()AMg和SBN和BeCSi与BDC和Al解析：由题给信息知X、Y中Y核外有3个电子层，X核外应有两个电子层，故X的原子结构示意图为，为C元素，Y的原子结构示意图为，为Al元素，故选D项。答案：D3短周期金属元素甲戊在元素周期表的相对位置如表所示。下列判断正确的是()甲乙丙丁戊解析：丙、丁、戊位于同一周期，同一周期从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，氢氧化物的碱性逐渐减弱，A项正确；甲、丙位于同一主族，根据元素周期律，金属性甲丁戊，C项错误；最外层电子数甲I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，实验时观察到C溶液中现象为_，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用_吸收尾气。(3)若要证明非金属性：CSi，则在A中加盐酸，B中加CaCO3，C中加_(写化学式)溶液，若观察到C中出现白色沉淀，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有_溶液的洗气瓶。解析：(1)仪器A为分液漏斗；球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中。 (2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成碘，因淀粉遇碘变蓝色，则可观察到溶液变蓝，氯气有毒，不能排放到空气中，可与氢氧化钠溶液反应而被吸收。(3)因碳酸比硅酸强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，氯化氢具有挥发性，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉，根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应，可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。答案：(1)分液漏斗防止倒吸(2)变蓝NaOH溶液(3)Na2SiO3饱和NaHCO3