(步步高)高考化学(课标人教版)一轮复习【同步教学课件】第5章物质结构元素周期律第2讲元素周期律.ppt
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1、第2讲 元素周期律,基础盘点,一、原子核外电子的排布 自我诊断 1.原子的核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层 数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2 -1。下列有关元素X的说法中不正确的是( ) A.元素X能形成化学式为X(OH)3的碱 B.元素X可能形成化学式为KXO3的含氧酸钾盐 C.元素X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数 D.元素X能与某些金属元素形成化合物,解析 核电荷数小于18的元素,电子层数可以为1、2、3,由最外层电子数为2n+1,可知电子层数为1不符合题意,当n=2时,最外层电子数为5、质子数为7,则为氮元素;当n=3时,最外层电子数为7、质子数为
2、17,则为氯元素。所以两种元素均能形成化学式为KXO3的含氧酸钾盐,最外层电子数和核电荷数也均为奇数,这两种元素都是活泼的非金属元素,因而均能与某些金属元素形成化合物,不能形成化学式为X(OH)3的碱,所以A不正确。 答案 A,基础回归 1.电子层的表示方法及能量变化,K,L,M,N,O,P,Q,近,远,低,高,2.原子核外电子排布规律 (1)能量最低原理:核外电子总是尽可能先排布在能量 的(离原子核 )的电子层里。 (2)每层最多容纳的电子数为: 个 (3)最外层电子数最多不超过 个(k层为最外层时不超过 个) (4)次外层电子数最多不超过 个。 (5)倒数第三层电子数最多不超过32个。 核
3、外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一,不能孤立地应用其中一条。,最低,最近,2n2,8,2,特别提醒,18,二、元素周期律 自我诊断 2.下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是() A.Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷 数的增加而增多 B.第二周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强 C.因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强 D.O与S为同主族元素,且O比S的非金属性强,解析 Li、Na、K属同一主族,核外电子层数随着 核电荷数增加而增多,A正确;根据元素周期律可 推知第二周期元素从Li到F非金属性增强,B正确;Na与K比较,K更易失电子,还原性更强,C错;
4、O与S同主族,O的非金属性强,D正确。 答案 C,基础回归 1.内容 元素的性质随 的递增而呈 变化的规律。 2.实质 元素原子 的结果。 3.元素周期表中主族元素性质的递变规律,原子序数,周期性,核外电子排布周期性变化,逐渐减小,逐渐增大,相同,逐渐增多,逐,渐增多,相同,逐渐增强,逐渐增强,逐渐增强,逐渐增强,逐渐减弱,逐渐减弱,逐渐减弱,逐渐减弱,主族序数,主族,序数,增强,减弱,增强,减弱,容易,增强,困难,减弱,迷津指点 常见元素化合价的一些规律 (1)金属元素无负价,金属单质只有还原性。 (2)氟无正价,氧一般无正价。 (3)若元素有最高正价和最低负价,元素的最高正价数等于最外层电
5、子数;元素的最低负价与最高正价的关系为:最高正价+|最低负价|=8(H除外)。 (4)除某些元素外(如N元素),原子序数为奇数的元素,其化合价也常呈奇数价,原子序数为偶数的元素,其化合价也常呈偶数价,即价奇序奇,价偶序偶。,三、元素周期表和元素周期律的应用 自我诊断 3.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是 () 铍(Be)的氧化物的水化物可能具有两性; 铊(Tl)既能与盐酸作用产生氢气,又能与 NaOH溶液反应放出氢气,Tl(NO3)3溶液的酸性很强;砹(At)为有色固体,HAt不稳定,AgAt感光性很强,但不溶于水也不溶于稀酸;锂(Li)在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,其溶液是一
6、种强碱;硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体; 硒化氢(H2Se)是无色,有毒,比H2S稳定的气 体,A.B. C.D. 解析 由元素周期律可知,铊(Tl)金属性较强,不 能和NaOH溶液反应;锂在氧气中剧烈燃烧,产物为 Li2O;H2S比硒化氢(H2Se)稳定。 答案 B,4.2007年3月21日,我国公布了111号元素Rg的中文名称。该元素名称及所在周期是() A.钅仑 第七周期B.镭 第七周期 C.铼 第六周期D.氡 第六周期 解析 经推算第七周期的稀有气体元素的原子序数为118,所以111号元素位于第七周期,故C项和D项是错误的。又知镭为A族元素,排除B项,所以A项正确。,A,基础
7、回归 1.元素的分区 的元素,既能表现出一定的非金属性,又能表现出一定的金属性。,位于分界线附近,2.元素周期律和元素周期表的应用 (1)根据周期表中的位置寻找未知元素。 (2)预测元素的性质(由递变规律推测)。 比较不同周期、不同主族元素的性质。 如金属性MgAl,CaMg,则碱性Mg(OH)2Al(OH)3,Ca(OH)2 Mg(OH)2(填“”、“”或“=”); 推测未知元素的某些性质。 如已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知 Be(OH)2 溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知未学元素砹(At)应为 色固体,与氢 化合,HAt不稳定,水溶液呈 性,AgAt 溶于水
8、等。,难,有,难,酸,不,(3)启发人们在一定区域内寻找新物质。 在周期表中 寻找半导体 材料;在周期表中的 附近探索研制农药的材料;在 中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等。,金属与非金属的分界处,F、Cl、S、P等,过渡元素,要点一 原子核外电子排布的特殊规律及电子数相 等的微粒 1.记住1-20号元素的特殊的电子层结构 记熟是准确快速解题的前提 (1)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na、K; (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar; (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C; (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:O;,要点精讲,名师提醒:,(5)最外层
9、电子数是内层电子总数一半的元素: Li、P; (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:Ne。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素: Li、Si; (8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素:Li、Mg; (9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素:Be、S; (10)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。,2.10e-与18e-微粒 有思路才有出路,把握住书写的规律技巧是关键。,特别提醒 若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等,则它们的关系可能是 (1)两种原子(同位素)如: H、 H、 H。 (2)两种分子如:CH4、NH3、H2O、HF、Ne。 (3)两种带
10、电荷数相同的阳离子,如NH 、H3O+。 (4)两种带电荷数相同的阴离子,如OH-、F-。,【典例导析1】 (1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图是 。 (2)已知某粒子的结构示意图为: 试回答: 当x-y=10时,该粒子为 (填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。 当y=8时,粒子可能为(填名称) 、 、 、 、 。 写出y=3与y=7的元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式 。,解析 (1)设:核电荷数=质子数=a,元素原子的电子层数为x,最外层电子数为y,依题意:a=5x,a=3y,则5x=3y,x=3y/5。因原子的最外
11、层电子数不超过8,即y为18的正整数,故仅当y=5,x=3时合理,该元素的核电荷数为15。 (2)当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子;当y=8时,应为有18个电子的粒子,所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子;y=3时为铝原子,y=7时为氯原子,其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸,反应的方程式为Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O。,答案 (1) (2)原子 氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙 离子 Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O 解答核外电子排布的习题时,因为中学中只要求掌握前18号元素,只涉及到三层电子,所以
12、思考时,可以从一层电子的结构开始,到二层电子的结构、三层电子的结构进行有序思维,可防止漏掉元素。,方法归纳,迁移应用1 元素A和元素B的原子序数都小于18。已知A 元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M层电子数为(a-b),L层电子数为(a+b), 则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有( ) A.能与水反应B.能与硫酸反应 C.能与氢氧化钠反应D.能与碳酸钠反应 解析 已知A、B均为短周期元素,B的L层电子数为 (a+b),则a+b=8,根据A元素的次外层电子数为 b,且b小于8,只能为2;由此推得a=6,b=2,a- b=4,A元素为氧,B元素为硅,它们形成的化合物
13、 SiO2能与氢氧化钠反应,在高温下能与碳酸钠反应。,C,迁移应用2 用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)。请回答: (1)A元素是 、B元素是 、 C元素是 (用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 。 (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是 。 (4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是 ,电子式是 。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是。 (6)H分子中含有8个原子,其分子式是 。,解析 (1)A+有18个电子,则A有19个电子,所以是K;B-含18个电子,则B有17个电子
14、,所以是Cl;同理,C是S。(2)D是由两种元素组成的双原子分子,且含18个电子,所以只能是HCl。(3)含18个电子的微粒中氧化能力强的分子有F2、H2O2,但H2O2的氧化能力不及F2。(4)F是由两种元素组成的三原子分子,且含18个电子,所以是H2S,注意电子式书写的规范性。(5)G分子中含有4个原子,且含18个电子,H2O2和PH3均可。(6)H分子中含有8个原子,且含18个电子,平均每个原子所含的电子少于3个,分子中应含有多个氢原子,所以是C2H6。,答案 (1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S (5)H2O2(答PH3也可) (6)C2H6,要点二 微粒半径的大
15、小比较规律 1.同周期元素的原子半径随原子序数的递增逐渐减小。如:NaMgAlSi(稀有气体的原子半径不参与比较)。 2.同主族元素原子的半径随原子序数的递增逐渐增大。如:LiMg2+Al3+。 4.同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小。如:第三周期中:P3-S2-Cl-。 5.同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大。如:第A族中:Na+K+Rb+Cs+。,6.同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大,如:第A族中:F-S,Br-Br。 9.电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如:S2-Cl-K+Ca2+,Al3+Fe2+Fe3+,H-HH+。,【典例导析2】 已知118号元素的离
16、子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系 正确的是 ( ) A.质子数cd B.离子的还原性Y2-Z- C.氢化物的稳定性H2YHZ D.原子半径Xbdc,所以氢化物稳定性应为HZH2Y,原子半径大小关系应为X W,故选B。,B,规律总结 在中学要求范畴内可按“三看”规律来比较微粒半径的大小: 一看电子层数:在电子层数不同时,电子层数越 多,半径越大; 二看核电荷数:在电子层数相同时,核电荷数越 大,半径越小; 三看电子数:在电子层数和核电荷数均相同时, 电子数越多,半径越大。 此规律对于原子、离子之间的半径比较均适用; 稀有气体元素的原子半径与同周期中相邻非金属原
17、子半径不具有可比性,因测定依据不同。,迁移应用3 元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是() A.同周期元素中X的金属性最强 B.原子半径XY,离子半径XZ2- C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强 解析 分析题设信息可知,X、Y、Z分别为Na、Cl、O三种元素。则同周期中Na的金属性最强,HClO4的酸性最强,而氧族元素组成的氢化物中H2O的稳定性最高。离子半径Na+O2-,B错误。,B,迁移应用4 甲、乙、丙都是短周期元素,其中甲、乙两元素原子的最外层电子数分别是次外层电子数的2倍
18、和3倍,丙元素原子K层和M层电子数之积与L层的电子数相同。则下列判断不正确的是( ) A.乙元素的族序数比甲元素的族序数大 B.甲、丙元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 顺序为:甲丙 C.原子半径由大到小的顺序为:丙甲乙 D.含乙元素的化合物数目比含甲或丙元素的化合物 数目多,解析 由电子排布规律可推知:甲为C,乙为O,丙为Si。甲在A族,乙在A族,故A正确;B项由于非金属性CSi,故酸性H2CO3H2SiO3,故B正确;C项甲、丙同族,原子半径丙甲,甲、乙同周期,原子半径甲乙,故C正确;D项中C是有机界的主角,Si是无机界的主角,故D错误。 答案 D,要点三 “位”、“构”、“性”三者之间
19、的关系 1.“位”、“构”、“性”三者的关系可表示如下,(1)原子结构与元素在周期表中的位置关系 主族元素的最高正化合价=主族序数=最外层电子数。主族元素的最低负化合价=最高正化合价-8。 核外电子层数=周期数。 质子数=原子序数=原子核外电子数=核电荷数。 最外层电子数等于或大于3而小于8的一定是主族元素。 最外层有1个或2个电子,则可能是第A、第A族元素,也可能是副族、第族或0族元素氦。,(2)性质与位置互推是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括: 元素的金属性、非金属性。 气态氢化物的稳定性。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 (3)结构和性质的互推是解
20、题的要素 电子层数和最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。 同主族元素最外层电子数相同,性质相似。 正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。 判断元素金属性和非金属性的方法。,2.元素“位、构、性”规律中的特例 在“位、构、性”的规律中一些例外必须引起我们足 够的注意,否则在解题时会误入歧途; (1)一般原子的原子核是由质子和中子构成,但 无中子。 (2)元素周期表中每一周期一般都是从金属元素 开始,但第一周期例外,是从氢元素开始。 (3)大多数元素在自然界中都有稳定的同位素, 但Na、F、P、Al等20种元素却未发现稳定的同位 素。 (4)元素的原子序数大,相对原子质量不一定 大,如
21、18Ar的相对原子质量为39.95,大于19K的39.10。,(5)一般元素性质越活泼,其单质性质也越活泼,但N与P却相反,N的非金属性强于P,但N2 比白磷、红磷稳定得多。,【典例导析3】 如右图是元素周期表 中短周期的一部分,若A原子最外 层的电子数比次外层少3,则下列 说法正确的是() A.A、B、C的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 的关系是CBA B.D的最高正价与B的最高正价相等 C.D与C不能形成化合物 D.原子半径的大小顺序是CBAD,解析 A原子最外层的电子数比次外层少3,说明A只能为15号元素磷,则B、C、D依次为硫、氯、氧。A选项中酸性由强到弱的顺序为:高氯酸硫酸磷酸;B
22、选项中氧元素无最高正价;C选项中氧和氯可形成氧化物如Cl2O7;D选项中原子半径的大小顺序是ABCD。 答案 A,迁移应用5 X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在周期表中相对位置如右图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,下列说法中正确的是 ( ) A.原子半径:WZYX B.最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱 C.Y的气态氢化物的稳定性较Z的弱 D.四种元素的单质中,Z的熔、沸点最高 解析 Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍, 则Y为O,故X为N,Z为S,W为Cl,A项错误;B项 HClO4酸性比H2SO4酸性强,错误;H2O比H2S稳 定,故C项错误;S为固体,其他为气体,
23、故D项正 确。,D,迁移应用6 (2008上海,23(A)改编)四种短周期元素 的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。,(1)B元素在周期表中的位置是 。 (2)写出C单质与水反应的化学方程式: , A与C形成的化合物溶于水后,溶液的pH 7(填“大 于”、“等于”或“小于”)。 (3)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号) 。 写出能证明这一结论的一个实验事实: 。,解析 单质A在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,推得 A为S元素;B单质为气体,且最高价氧化物对应水化物的酸性最强,因此B元素为Cl元素;C单质在空气中燃烧发出黄色火焰,因此C为Na元素;原子最外电子层上电子数等于次
24、外层电子数的2倍,单质为空间网状结构,因此D元素是C。 (1)B元素为Cl,Cl为17号元素,在周期表中第三周期第A族。 (2)单质C为Na,Na和H2O反应生成NaOH和H2。 S和Na形成的化合物为Na2S,由于S2-水解,显碱性,因此pH7。,(3)由于HCl比H2S稳定,高氯酸的酸性大于硫酸的酸性,因此Cl的非金属性强于S的非金属性。 答案 (1)第三周期第A族 (2)2Na+2H2O 2NaOH+H2 大于 (3)Cl 高氯酸的酸性强于硫酸的酸性或氯化氢的稳定性比硫化氢强,题组一、原子核外电子排布,对点训练,1. 两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之 比相等,则在周期表的前
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