2018-2019版高中化学 专题1 微观结构与物质的多样性 第一单元 原子核外电子排布与元素周期律

第2课时元素周期律一、元素原子结构与其化合价的周期性变化1．原子序数(1)概念：按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫做原子序数。

(2)数量关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

2．元素原子结构与其化合价的周期性变化(1)原子核外电子排布的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探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，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1周期除外)。

(2)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。

(3)元素化合价的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的主要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。

粒子半径大小比较的“四同”例1原子序数为3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )A．电子层数B．核外电子数C．原子半径D．化合价考点元素原子结构的周期性变化题点元素原子结构与化合价的周期性变化答案 B解析原子序数为3～10的元素，原子的电子层数都为2，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；因氧无最高正价、氟无正价，D错误。

例2(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( )A．K Na Li B．N O FC．Ca2＋K＋Cl－D．Ba2＋Ca2＋Mg2＋考点元素周期律题点粒子半径的大小比较答案 C解析同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径大小为Li<Na<K，A错误；同周期自左而右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为N>O>F，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Ca2＋<K＋<Cl－，C正确；离子电子层越多，离子半径越大，则离子半径大小为Ba2＋>Ca2＋>Mg2＋，D 错误。

思维启迪具有相同电子层结构的离子应注意：(1)所对应的元素在元素周期表中的位置关系是：阴上阳下，如A ＋、B 2＋、C －、D 2－，在周期表中的相对位置是： D 2－、C－A ＋、B 2＋。

(2)离子半径关系是：序小径大，如：上面四离子半径：D 2－>C －>A ＋>B 2＋。

二、元素金属性、非金属性的变化规律 1．钠、镁、铝金属性强弱比较(1)实验①中，钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红。

该实验说明钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为 2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑。

(2)实验②中，加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。

该实验说明镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为 Mg ＋2H 2O=====△Mg(OH)2＋H 2↑。

(3)实验③和④中的两支试管内都有无色气泡产生，但实验③中试管放出气体的速率较快。

反应的化学方程式为Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑； 2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑。

(4)结论：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为Na>Mg>Al 。

钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。

钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al 。

2．Si 、P 、S 、Cl 的非金属性的递变规律3.11～17号元素性质递变规律――――――――――――――――――→Na Mg Al Si P S Cl从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

(1)同周期元素性质的变化与原子结构的关系核外电子层数相同，随着原子序数(核电荷数)的递增，原子核对核外电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，最终导致元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。

(2)元素周期律①元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。

②元素的性质包括：原子半径、主要化合价、金属性、非金属性等。

③元素周期律实质是元素原子核外电子排布发生周期性变化的必然结果。

例3 下列关于元素周期律的叙述中不正确的是( )A ．Na 、Mg 、Al 最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强B ．P 、S 、Cl 最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强C ．电子层数相同的元素的原子半径以第ⅦA 族的为最大D ．Na 、Mg 、Al 的氢氧化物的碱性依次减弱 考点 元素金属性与非金属性的周期性变化 题点 11～17号元素性质的变化规律 答案 C解析 Na 、Mg 、Al 原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强；P 、S 、Cl 的最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，由于P 、S 、Cl 的非金属性依次增强，其所对应的气态氢化物的稳定性也依次增强；除稀有气体元素外，同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小；因Na 、Mg 、Al 的金属性依次减弱，则它们的氢氧化物的碱性也依次减弱。

例4 下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是( ) A ．酸性：H 2SO 4>H 3PO 4 B ．非金属性：Cl>Br C ．碱性：NaOH>Mg(OH)2 D ．热稳定性：Na 2CO 3>NaHCO 3考点 元素金属性与非金属性的周期性变化题点元素金属性、非金属性强弱的综合答案 D解析在元素周期表中S与P属于同周期元素，S在P的右边，非金属性强于P，所以最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4强于H3PO4，A项不合题意；在元素周期表中Cl与Br属于同主族元素，Cl在Br的上方，非金属性Cl强于Br，B项不合题意；在元素周期表中，Na与Mg属同周期元素，Na在Mg的左边，所以金属性Na强于Mg，最高价氧化物对应的水化物碱性NaOH强于Mg(OH)2，C项不合题意；D项考查碳酸盐与碳酸酸式盐热稳定性的问题，不涉及元素周期律的相关知识。

1．下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。

该图中纵坐标表示( )A．电子层数B．最外层电子数C．最高化合价D．原子半径考点元素原子结构的周期性变化题点元素原子结构与化合价的周期性变化答案 B2．下列各组元素的性质递变规律错误的是( )A．N、O、F原子最外层电子数依次增加B．N、O、F原子半径依次增大C．Na、Mg、Al元素最高正化合价依次升高D．Li、Na、K的金属性依次增强考点元素金属性、非金属性的周期性变化题点元素金属性、非金属性变化规律的判断答案 B解析N、O、F原子最外层电子数依次为5、6、7，逐渐增多，A项正确；N、O、F是同周期元素，同周期元素从左到右原子半径依次减小，B项错误；Na、Mg、Al元素最高正化合价依次为＋1、＋2、＋3，依次升高，C项正确；Li、Na、K是同主族元素，同主族从上到下元素的金属性依次增强，D项正确。

3．下列结论正确的是( )①粒子半径：K＋>Al3＋>S2－>Cl－②氢化物的稳定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4③离子的还原性：S2－>Cl－>Br－>I －④氧化性：Cl2>S>Se>Te ⑤酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO ⑥非金属性：O>N>P>Si ⑦金属性：Be<Mg<Ca<K A．②⑤⑦ B．②⑥⑦C．②④⑤⑥⑦ D．②④⑥考点元素金属性、非金属性的周期性变化题点元素金属性、非金属性的变化规律比较答案 C解析①粒子半径：S2－>Cl－>K＋>Al3＋；③还原性：S2－>I－>Br－>Cl－。

4．(2018·苏州月考)原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数是( ) A．13 B．14 C．15 D．16答案 D解析X元素在H2X中呈－2价，在XO2中呈＋4价，一般在氢化物中呈现最低负价，故最高正价为＋6价，只有原子序数为16时符合要求。

5．(2018·商丘一中下学期段考)把与下列元素有关性质相符的曲线标号填入相应空格中：(1)第ⅡA族元素的价电子数________。

(2)第3周期元素的最高化合价________。

(3)碱金属单质熔点________。

(4)第3周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径________。

(5)第2、3周期元素随原子序数递增原子半径的变化________。

考点元素周期律题点元素性质的相关综合答案(1)B (2)C (3)A (4)E (5)G解析(1)同一主族元素价电子数相等，与原子序数无关，第ⅡA族元素价电子数都是2，图像B符合。

(2)第3周期元素的最高正化合价随着原子序数增大而增大，稀有气体除外，所以化合价从＋1价升高到＋7，稀有气体为0价，图像C符合。

(3)第ⅠA族金属元素单质的熔点与其原子半径成反比，所以碱金属单质的熔点随着原子序数增大而减小，图像A符合。

(4)电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同的离子其离子半径随着原子序数增大而减小，则Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，P3－、S2－、Cl－的离子半径依次减小，阴离子半径大于阳离子半径，图像E符合。

(5)第2、3周期元素，电子层数越大其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，图像G符合。

[对点训练]题组一元素原子结构的周期性变化1．下列说法中正确的是( )A．元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及金属性和非金属性的周期性变化B．元素的最高正化合价等于元素原子核外电子数C．从Li→F，Na→Cl，元素的最高化合价均呈现从＋1价→＋7价的变化D．电子层数相同的原子核外电子排布，其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化考点元素原子结构的周期性变化题点元素原子结构与化合价的周期性变化答案 A解析O无最高正价，F无正价，B、C错误；H、He的最外层电子数从1到2，D错误。

2．已知下列原子的半径：根据以上数据，P原子的半径可能是( )A．1.10×10－10 m B．0.80×10－10 mC．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m考点元素原子结构的周期性变化题点原子半径的大小判断答案 A解析根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。