化学人教必修2讲义：第一章 物质结构 元素周期律 第2节 第1课时

难易
氢化物
稳定
性
元素金属性
元素非金属性
逐渐减小(稀有 气体元素除外)
易→难
逐渐增强 逐渐减弱
难→易
逐渐增强 逐渐减弱 逐渐增强
逐渐增大
难→易 逐渐减弱 逐渐增强
易→难
逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱
2.同周期、同主族元素原子结构及性质的递变规律 (1)电子层数相同(同周期)时，核电荷数越大，原子核对外层电子的引力越大，原子半径越小， 失电子能力减弱，而得电子能力增强，故随核电荷数的递增，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增 强。 (2)最外层电子数相同(同主族)时，电子层数越多，原子半径越大，原子核对最外层电子的引 力越小，越易失电子，元素的金属性越强，非金属性越弱。 【典题例证 2】 已知 X、Y、Z 是三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物酸性 相对强弱的顺序是 HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断不正确的是( ) A．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3 B．非金属性：X＞Y＞Z C．原子半径：X＞Y＞Z D．原子最外层电子数：X＞Y＞Z
(2)某原子 M 层电子数为 L 层电子数的 4 倍( ) (3)某离子 M 层和 L 层电子数均为 K 层的 4 倍( ) (4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数( )
2．在第三周期元素中，除稀有气体元素外： (1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。 (2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。 (3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。 (4)最不稳定的气态氢化物是________。 (5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。 (6)氧化物中具有两性的是________。
【学以致用 2】 短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如表所示，下面判断正 确的是( )
甲乙 丙丁戊 A.原子半径：丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙 C．最高价氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
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探究三、微粒半径大小的比较 【合作交流】 1．如何比较既不同周期也不同主族元素的原子半径大小？以 Si、Ca 为例说明。
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元素原子相同的电子
层结构。如 F：
→F－：
。
特别提醒 (1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。 (2)最外层电子数排满 8 个(He 为 2 个)形成稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定。 (3)最外层电子较少的(＜4)，一般易失去电子达到稳定结构，表现出金属性；最外层电子较多 的(＞4)，一般易得电子，表现出非金属性。
的核外电子排布示意图为
，下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是
()
3．下列各组化合物中的性质比较，不正确的是( ) A．酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4 B．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 C．稳定性：PH3＞H2S＞HCl D．非金属性：F＞O＞S
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4．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )
4．已知 33As、35Br 位于同一周期。下列关系正确的是( ) A．原子半径：As＞Cl＞P B．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr C．还原性：As3－＞S2－＞Cl－ D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4
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5．用 1～18 号元素及其形成化合物的化学式填空。 (1)原子半径最小的元素是________。 (2)除稀有气体外，原子半径最大的元素是________，它的原子结构示意图是________。 (3)与水反应最剧烈的金属是________。 (4)最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是________。 (5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是________。 (6)最稳定的气态氢化物是________。 (7)金属性最强的元素是________，非金属性最强的元素是________。 (8)最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________。
规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现
，最低负化合价呈现
的
周期性变化。
(2)元素金属性与非金属性的周期性变化
①Na、Mg、Al 金属性强弱比较
②Si、P、S、Cl 非金属性强弱的比较
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(3)同周期元素性质的递变规律(自左至右)
元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐
。
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
A．Z、N 两种元素的离子半径相比，前者较大 B．X、N 两种元素的气态氢化物的沸点相比，前者较低 C．由 X 与 M 两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应 D．Z 的氧化物能分别溶解于 Y 的氢氧化物和 N 的氢化物的水溶液
通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：
电子层(n)符号
12 3 4567 KLMNOPQ
离核远近
近
远
能量高低
低
高
2．原子核外电子的排布规律
【自主思考】 1．思考并讨论在前 20 号元素中有哪些离子的核外电子排布分别与稀有气体 He、Ne、Ar 的 核外电子排布相同？
第二节 元素周期律
第 1 课时 原子核外电子的排布 元素周期律
学习目标
核心素养建构
1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。 2．了解核外电子分层排布的规律。 3．理解元素周期律的内容和实质。
[知 识 梳 理]
一、原子核外电子的排布
1．核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，
-3-
探究一、核外电子排布的规律及其表示方法 【合作交流】
1．将 Na 原子的结构示意图写成
对吗？为什么？
2．(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当 M 层不是最外层时，最多 可以排布________个电子，而当它是最外层时，最多可以排布________个电子。
(2)电子不一定排满 M 层才排 N 层，如 K 和 Ca 的核外电子排布，分别画出钾、钙原子结构 示意图。
二、元素周期律 1．原子结构的周期性变化 (1)元素原子核外电子排布的周期性变化
-1-
规律：随着原子序数的递增，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)。
(2)元素原子半径的周期性变化
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)元素主要化合价的周期性变化
2．下列比较中正确的是( ) A．原子半径：Na>Mg B．碱性：NaOH>KOH C．结合 H＋的能力：CO23－<Cl－ D．还原性：I－<Br－
3．下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是( ) A．Si、P、S、Cl 元素的单质与氢气化合越来越容易 B．元素原子最外层电子数越多，元素金属性越强 C．元素周期表共有 18 列，第 3 列是第ⅠB 族，第 17 列是第ⅦA 族 D．F－、O2－、Mg2＋、Na＋离子半径逐渐减小
2．如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小？以 O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋为例说明。
3．同种元素形成的不同微粒的半径大小如何判断？
【点拨提升】 粒子半径大小的比较——“四同”规律 (1)同周期——“序大径小” ①规律：同周期，从左往右，原子半径逐渐减小。 ②举例：第三周期中：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。 (2)同主族——“序大径大” ①规律：同主族，从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大。 ②举例：碱金属：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)，r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。 (3)同元素 ①同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。 某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。 如：r(Na＋)＜r(Na)；r(Cl－)＞r(Cl)。 ②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。 带电荷数越多，粒子半径越小。 如：r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)。 (4)同结构——“序大径小” ①规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。 ②举例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。 特别提醒 所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较 r(Mg2＋)与 r(K ＋)可选 r(Na＋)为参照，可知 r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。 【典题例证 3】 下列微粒半径大小的比较中，正确的是( ) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na
3．试根据非金属性的强弱，比较 H3PO4 和 HNO3 的酸性强弱。
【点拨提升】 1．原子结构与元素性质的周期性变化
项目
同周期 (从左至右)
电子层数
相同
最外层电子数
逐渐增多
同主族 (从上到下) 逐渐递增
相同
-5-
原子半径
金属单质与水或酸 置换出 H2 的难易
最高价氧化物
酸性
对应水化物
碱性
形成非金属气态来自-4-【典题例证 1】 已知 A、B、C 三种元素的原子中，质子数为 A<B<C，且都小于 18，A 元 素的原子最外层电子数是次外层电子数的 2 倍；B 元素的原子核外 M 层电子数是 L 层电子数的 一半；C 元素的原子次外层电子数比最外层电子数多 1 个。试推断：
(1)三种元素的名称和符号： A________，B________，C________。 (2)画出三种元素的原子结构示意图： A________，B________，C________。
【学以致用 1】 根据下列微粒结构示意图的共同特征，可把 、
、
三种
微粒归为一类，下列微粒可以归为此类的是( )
A.
B.
C.
D.
探究二、元素性质的周期性变化规律 【合作交流】 1．请从原子结构变化的角度解释，同周期元素随着原子序数的递增，金属性减弱、非金属 性增强的原因。
2．试根据同周期元素非金属性的变化规律，比较 SiH4、PH3、H2S 和 HCl 的稳定性。
3．分别画出 Na＋、Cl－结构示意图，它们与哪种原子核外电子排布相同？
【点拨提升】 1．原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图 用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数 字表示该电子层上的电子数。以钠原子为例：
粒子符号―→
(2)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 一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如
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【学以致用 3】 已知下列原子的半径：
原子
N
S
O
Si
半径 r/10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
根据以上数据，P 原子的半径可能是( A．1.10×10－10 m C．1.20×10－10 m
) B．0.80×10－10 m D．0.70×10－10 m
1．核电荷数为 1～18 的元素中，下列说法正确的是( ) A．最外层只有 1 个电子的元素一定是金属元素 B．最外层有 2 个电子的元素一定是金属元素 C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D．最外层电子数为 7 的原子，最高正价为＋7
课时作业
1．下列有关主族元素的说法中肯定错误的是( ) A．某原子 K 层上只有一个电子 B．某原子 M 层上电子数为 L 层上电子数的 4 倍 C．某离子 M 层上和 L 层上的电子数均为 K 层的 4 倍 D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
2．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。若氟元素原子
的变化。
(2)实质：元素性质的周期性变化是
呈周期性变化的必然结果。
【自主思考】
2．如何根据原子结构解释同周期元素随原子序数的递增，元素性质的递变性？随原子序数
的递增，C、N、O、F 的最高正化合价依次递增吗？
[效 果 自 测] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)锂的原子结构示意图是 ( )