2018-2019版高中化学 第1章 原子结构与元素周期律 第2节 元素周期律和元素周期表 第1课时 元素周期律学案 鲁科版必修2.doc

第1课时元素周期律一、元素周期律1原子序数(1)概念：元素在元素周期表中的序号。(2)原子序数与元素的原子结构之间的关系：原子序数核电荷数质子数核外电子数。2原子核外电子排布的周期性变化原子序数为118的元素原子最外层电子数变化如下图所示：规律：随着原子序数的递增，同周期元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。3原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递增，同周期元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。4元素化合价的周期性变化原子序数为118的元素化合价的变化，如下图所示：规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期，最高正价：1到7(O无最高正价、F无正价)，最低负价：4到1。元素周期律(1)含义：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。(2)实质：元素性质周期性变化是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。例1下列各组元素性质的递变情况错误的是()ANa、Mg、Al、Si的最外层电子数依次增多BSi、P、S、Cl的原子半径依次减小CC、N、O、F元素的最高正化合价依次增大DF、Cl、Br、I的电子层数依次增多答案C解析同周期元素随着原子序数增大，原子的最外层电子数依次增多，A选项正确；同周期元素随着原子序数增大，原子半径依次减小，B选项正确；F没有正化合价，O没有最高正化合价，C选项错误；同主族元素随着原子序数增大，电子层数依次增多，D选项正确。思维启迪常见元素化合价的特点(1)F：1、0价，无正化合价。(2)O：常见有2、1、0价，如CaO、Na2O2、O2，氧无6价，只有在OF2中显正化合价。(3)H：1、1、0价，如H2O、NaH、H2。(4)金属元素只有正价无负价，非金属元素既有正价又有负价(F除外)，多数非金属元素的正化合价出现变价。例2某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3，则X的简单气态氢化物的分子式为()AHX BH2XCXH3 DXH4答案D解析X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3，则X的最高正化合价为4，说明X原子最外层有4个电子，最低负化合价为4，形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。思维启迪元素最高价与最低价的关系(1)元素最高正化合价最外层电子数(O、F除外)(2)最低负化合价最外层电子数8(H除外)(3)|最高正化合价|最低负化合价|8(O、F、H除外)二、微粒半径大小比较1同层“序大径小”规律：电子层数相同，原子序数越大，原子半径越小。实例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。2同最外层电子数“序大径大”规律：最外层电子数相同，原子序数越大，原子(或离子)半径越大。实例：r(Li)r(Na)r(K)，r(Li)r(Na)r(K)；r(F)r(Cl)r(Br)，r(F)r(Cl)r(Br)。3同元素“电多径大”规律：同种元素的不同微粒，其原子序数越多，半径就越大。实例：r(Na)r(Na)，r(Cl)r(Cl)；r(Fe2)r(Fe3)。4同结构“序大径小”规律：电子层结构相同的离子，原子序数越大，离子半径越小。实例：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。(1)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，不能进行比较。(2)微粒电子层数和核电荷数、电子数都不相同时，可以借助“桥元素”比较。如比较O和P原子半径时，PNO，或PSO。例3(2018雅安中学3月月考)下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是()AKNaLi BNOFCCa2KCl DBa2Ca2Mg2考点元素周期律题点粒子半径的大小比较答案C解析原子最外层电子数相同时，电子层数越多原子半径越大，则原子半径大小为LiNaK，A错误；原子电子层数相同时，原子序数越大，则原子半径大小顺序为NOF，B错误；离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为Ca2KCl，C正确；离子的最外层电子数相同，离子电子层越多，离子半径越大，则离子半径大小为Ba2Ca2Mg2，D错误。例4已知原子序数小于18的元素的离子aA2、bB、cC2、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离子半径：C2DBA2C原子序数：dcbaD原子的最外层电子数目：ABDC答案B解析由4种离子具有相同的电子层结构可得a2b1c2d1，abdc，C项错误；原子的最外层电子数目DCAB，D项错误；原子半径BACD，A项错误。思维启迪电子层结构相同的离子，离子半径：序大径小；原子最外层电子数：阴多阳少；原子序数：阳大阴小。1元素的以下结构与性质，随着原子序数的递增不呈周期性变化的是()A化合价B原子半径C元素原子的最外层电子排布D相对原子质量答案D解析元素的化合价、原子半径、最外层电子排布等性质都随元素原子序数的递增而呈周期性变化，但相对原子质量的决定因素是原子中的质子数、中子数及同一元素的同位素原子在自然界中的百分数，故相对原子质量不呈周期性变化。2元素X、Y、Z的电子层数相同，原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是()AX、Y、Z原子的核内质子数依次增大BX、Y、Z的最高正化合价依次升高CX、Y、Z原子的原子半径依次增大DX、Y、Z单质的金属活动性依次增大答案A解析元素的原子序数等于原子核内的质子数，A项正确；氟没有正价，氧没有最高正化合价，B项错误；电子层数相同的原子，原子序数越大，原子半径越小，C项错误；X、Y、Z中可能含有非金属，D项错误。3某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为()A4 B5C6 D7答案C解析设该元素的最高正价为x，最低负价为y，则解得x6，y2，因此该原子的最外层电子数为6。4(2017衡水高一检测)下列粒子半径之比大于1的是()A. B.C. D.答案B解析A项，r(K)r(K)，1；B项，r(Ca)r(Mg)，1；C项，r(S)r(P)，1；D项，r(Cl)r(Cl)，1。5X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是()AXYZ BYXZCZXY DZYX答案D解析已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的则半径小；具有相同电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径减小。根据题意，X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Y和Z两元素同周期，Z的原子序数大于Y的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为ZYX。6已知Y为118号元素。在水溶液中，YO和S2发生反应的离子方程式为YO3S26H=Y3S3H2O，YO中Y的化合价是_，Y元素原子的最外层电子数是_，S2的半径_(填“大于”或“小于”)Y的半径。答案57大于解析在氧化还原反应中得电子总数与失电子总数是相等的，即化合价升高总数等于降低总数。硫元素化合价升高总数为236，则Y元素化合价降低总数也是6，由此可知YO中Y的化合价是5价；由Y可知，Y原子得到1个电子变为稳定结构，故Y元素原子的最外层电子数是7；因为Y是118号元素，又属于卤族元素，则Y是Cl，而Cl与S2具有相同的电子层结构但原子序数大于S2，故其半径小于S2的半径。7(1)有下列四种微粒：ONaMgN(用序号填空)。.按原子半径由大到小顺序排列是_。.微粒中质子数小于中子数的是_。.在化合物中呈现的化合价的数值最多的是_。.能形成X2Y2型化合物的是_，能形成X3Y2型的化合物的是_。(2)已知An、B(n1)、Cn、D(n1)都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的离子半径由大到小的顺序是_，原子序数由大到小的顺序是_。(3)X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物的化学式为_，R元素的气态氢化物化学式为H2R，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式_。答案(1). .(2)D(n1)CnAnB(n1)BACD(3)XH3H2RO4解析(1).由O、N具有2个电子层，而Na、Mg具有3个电子层，因此Na、Mg的原子半径大于O、N的原子半径，而对于11Na、12Mg来说，由于Mg的核电荷数大，因此r(Na)r(Mg)，同样r(N)r(O)，故原子半径由大到小排列为r(Na)r(Mg)r(N)r(O)。.由NAZ得中子数分别为N(O)10、N(Na)12、N(Mg)12、N(N)7。.能形成X2Y2型化合物，则X可呈1价而Y呈1价，故为Na2O2；能形成X3Y2型化合物，则X呈2价，Y呈3价，故为Mg3N2。(2)当微粒具有相同电子层数时，核电荷数越大，核对最外层电子的吸引力就越大，其微粒半径就越小。设An、B(n1)、Cn、D(n1)具有电子数为x，则质子数分别为xn、x(n1)、xn、x(n1)，故离子半径由大到小的顺序为D(n1)CnAnB(n1)。(3)X元素的最高正价是5价，则其最低化合价为3价，故X元素氢化物的化学式为XH3；R的最低化合价为2价，其最高化合价为6价，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。对点训练题组一元素性质变化规律及应用1(2017济南高一检测)结合元素周期律的知识分析下列说法，其中正确的是()A原子序数为15的元素的最高化合价为5B随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现C随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从1到7，最低化合价从7到1重复出现DB、C、N、O、F最高正价依次增加答案A解析A项，P原子最外层为5个电子，最高化合价为5，正确；B项，H、He电子由1个到2个，错误；C项，F无正价，负价从4到1，错误；D项，O无最高正价，F无正价，错误。2(2017潍坊高一检测)下列关于各组元素性质的递变情况描述错误的是()ALi、Be、B原子最外层电子数依次增大BP、S、Cl元素最高正价依次升高CN、O、F原子半径依次增大DNa、K、Rb的电子层数逐渐增多答案C3如图中横坐标均表示1117号元素按由小到大顺序排列的原子序数。根据图像变化趋势判断，纵坐标表示其最高化合价的是()答案C解析1117号元素，随原子序数的递增，最高化合价从17。4元素X、Y可组成化学式为XY3的化合物，则X、Y的原子序数不可能是()A3和9 B7和1C13和17 D15和17答案A解析A项，两元素分别为Li、F，只能形成化合物LiF；B项，两元素分别为N、H，可形成NH3分子；C项，两元素分别为Al、Cl，能形成化合物AlCl3；D项，两元素分别为P、Cl，可形成PCl3和PCl5两种化合物。5(2017淮北高一检测)某元素原子L层电子数比K层的多5个，该元素的最高正化合价为()A5 B6C7 D无最高正化合价答案D解析据题意可知该元素原子的核外电子排布为，为氟元素，无最高正化合价。6如图是部分118号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是()A原子半径：ZYXB离子半径：ZYXC元素W的最高价和最低价代数和为4DY和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应答案C解析根据随原子序数递增化合价变化特点分析知，X为O，Y为Na，Z为Al。电子层数相同时，原子序数越大，半径越小；同族自上而下原子半径逐渐增大，则半径：NaAl，AlB，BO，则NaAlO，A项错误；Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：O2NaAl3，B项错误；Na与Al的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，两者能够反应，D项错误；根据化合价知W为S，其最高价和最低价代数和为4，C项正确。题组二微粒半径大小比较7下列各元素原子半径依次增大的是()ANa、Mg、Al BNa、O、FCP、Si、Al DC、Si、P答案C解析比较元素原子半径的大小有两条规律：具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径递减；具有相同最外层电子数的元素，随着电子层数的增加，原子半径增大。A项，r(Na)r(Mg)r(Al)；B项，r(Na)r(O)r(F)；D项，r(Si)r(P)r(C)。8(2017淄博高一检测)下列微粒半径大小比较正确的是()ANaMg2Al3O2BNaAl3S2ClCNaMgAlSDNaKRbCs考点元素周期律题点微粒半径的大小比较答案D解析A项，4种离子核外电子数相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，即Al3Mg2NaO2，A项错误；因S2、Cl比Na、Al3多一个电子层，则S2、Cl半径比Na、Al3大，而S2、Cl和Na、Al3也分别适用“序小径大”的原则，则S2ClNaAl3，B项错误；Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C项错误；Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，电子层数依次增多，半径依次增大，D项正确。9构成下列化合物的阴离子和阳离子的半径比值最大的是()ALiI BKClCNaBr DNaI答案A解析离子半径：r(Li)r(Na)r(K)，r(Cl)r(Br)n)都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A原子半径：ABCDB原子序数：dcbaC离子半径：Cm DnBnAmD原子的最外层电子数目：ABDC答案C解析四种离子具有相同的电子层结构，则阳离子对应的原子A、B比阴离子对应的原子C、D多1个电子层，且阳离子所带电荷数越多，其核电荷数越大，原子序数越大，原子半径越小；阴离子所带电荷数越多，其核电荷数越小，原子序数越小，原子半径越大。故有原子半径BACD，原子序数abdc，故A项和B项错误；四种离子电子层结构相同，依据核电荷数越大，离子半径越小可知，离子半径CmDnBnAm，故C项正确；原子的最外层电子数目DCAB，故D项错误。12已知X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()AX的原子序数比Y的小BX原子的最外层电子数比Y的大CX的原子半径比Y的大DX元素的最高正价比Y的大答案C解析利用举例法解答。假设X为K元素，Y为Cl元素，则原子序数：KCl，最外层电子数：ClK，最高正化合价：ClK。综合强化13在原子序数1118的元素中：(1)原子半径最小的是_(填元素符号，下同)；只有正化合价的是_；最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4的元素是_。(2)与冷水剧烈反应生成H2的物质是_(填名称)。与水反应能生成具有漂白性物质是_(填名称)，反应的离子方程式是_。(3)化学性质最稳定的物质是_(填化学式)。答案(1)ClNa、Mg、AlS(2)钠氯气Cl2H2O=HClHClO(3)Ar解析(1)在1118号原子中，半径最小的是Cl；金属元素Na、Mg、Al只有正化合价；S元素最高正化合价是6，最低负化合价是2，绝对值之差是4。(2)金属钠与冷水剧烈反应生成H2和NaOH; Cl2和水反应生成HCl和HClO，其中HClO有漂白性。(3)稀有气体元素Ar原子最外层有8个电子，是稳定结构，通常不与其他物质发生反应，化学性质稳定。14原子序数是指元素在元素周期表中的序号，数值上等于原子核的核电荷数(即质子数)或原子的核外电子数。今有A、B两种元素，其原子序数分别为9和15。(1)写出元素符号：A_，B_。(2)A元素原子核外有_个电子层，最外层有_个电子。(3)B元素最高正价为_，最低负价为_。(4)A、B元素原子半径大小关系为r(A)_r(B)。答案(1)FP(2)27(3)53(4)15有A、B、C、D四种元素，A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6；A、D次外层都是8个电子，A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子；B有两个电子层，其最高正价与最低负价的代数和为0；C2与氩原子具有相同的电子层结构。(1)试写出上述各元素的符号：A_，B_，C_，D_。(2)画出下列粒子的结构示意图：A_，C2_。(3)写出A、D的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：_。答案(1)ClCSK(2)(3)HClO4KOH=KClO4H2O解析因为“A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6”，确定A为氯(Cl)；“B有两个电子层，最高正价与最低负价的代数和为0”，确定B为碳(C)；C2的结构示意图为，确定C为硫(S)；再由A推出D为钾(K)。16有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数按E、C、D、A、B依次增大，E原子最外层有4个电子；A与B的核外电子排布相同；D的气态氢化物的化学式为H2D，最高价氧化物中D的质量分数为40%，且D原子核内质子数和中子数相等；C的原子序数比D少9，比B少12。(1)写出五种元素的符号：A_，B_，C_，D_，E_。(2)画出A、B的结构示意图：_、_。(3)A、D最高价氧化物对应的水化物化学式分别为_、_。(4)写出E的最高价氧化物与过量B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_。(5)写出B、C最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的化学方程式：_。答案(1)ClKNSC(2)(3)HClO4H2SO4(4)CO22OH=COH2O(5)KOHHNO3=KNO3H2O解析D的氧化物分子式为DO3，D的质量分数为40%，可推出D的相对原子质量为32，从而推出D为S元素；C原子序数比D少9，比B少12，则C为N元素，B为K元素；A与B核外电子排布相同，则A为Cl元素；E原子最外层有4个电子，且原子序数按E、C、D、A、B依次增大，则E为C元素。