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1、第二节第二节 元素周期率元素周期率一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布 课本课本P13P131.1.核外电子运动的特点核外电子运动的特点(1)(1)电子的质量极微小电子的质量极微小（9.1099.109 1010-31-31kgkg）(2)(2)电子绕核运动是在原子这电子绕核运动是在原子这样极其微小的空间中进行样极其微小的空间中进行 （原子的直径约（原子的直径约1010-10-10m m）(3)(3)电子绕核作高速运动电子绕核作高速运动 （运动的速度接近光速，（运动的速度接近光速，约为约为108m/s108m/s）因此，电子绕核运动因此，电子绕核运动没有确定的轨道没有确定的轨道，不能精
2、确测定或计算电子在任一时刻不能精确测定或计算电子在任一时刻所在的位置，也不能描绘出其运动轨所在的位置，也不能描绘出其运动轨迹，迹，我们只能指出它在我们只能指出它在核外空间某处核外空间某处出现机会的多少出现机会的多少。这是核外电子运动的根本特征。完全不同于宏观世界物体，。这是核外电子运动的根本特征。完全不同于宏观世界物体，如行星、炮弹、尘粒等的运动状况。如行星、炮弹、尘粒等的运动状况。2.2.核外电子受力分析核外电子受力分析在含多个电子的原子中：在含多个电子的原子中：（1 1）一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有）一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引吸引力，力，这个吸引力倾向于把电子尽可
3、能拉得靠近核；这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核；（2 2）另一方面，电子与电子之间带同性电荷而相互）另一方面，电子与电子之间带同性电荷而相互排斥排斥，这个排斥力迫使电子彼此尽可能远离。这个排斥力迫使电子彼此尽可能远离。当吸引和排斥达成平衡时，当吸引和排斥达成平衡时，核外电子就分布在离核远近核外电子就分布在离核远近不同的区域里运动，有不同不同的区域里运动，有不同的能量。的能量。离核离核近近的电子能量的电子能量低低，离核离核远远的电子能量的电子能量高高。3.3.核外电子的排布核外电子的排布 课本课本P13P13在多电子原子中，电子的能量不同，能量较低的电子在离核较在多电子原子中，电子的能量不
4、同，能量较低的电子在离核较近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动，我们近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，电子在原把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，电子在原子核外分层运动，也称子核外分层运动，也称分层排布分层排布。（1 1）原子核外电子的排布）原子核外电子的排布电子层电子层(n):(n):1 2 3 4 5 6 7(能量逐渐升高能量逐渐升高)K L M N O P Q（2 2）核外电子排布的规律核外电子排布的规律各电子层最多容纳的电子数目是各电子层最多容纳的电子数目是2n2n2 2最外层电子数目不超过最外层电
5、子数目不超过8 8个（个（K K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2 2个）个）次外层电子数目不超过次外层电子数目不超过1818个，个，倒数第三层电子数目不超过倒数第三层电子数目不超过3232个个A.能量最低原理能量最低原理原子核外的电子总是尽先排布在能量最低的的电子层里，原子核外的电子总是尽先排布在能量最低的的电子层里，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里，即排满了即排满了K K层才排层才排L L层，排满了层，排满了L L层才排层才排M M层。层。B.各电子层排布规律各电子层排布规律注意：注意：1.1.以上几点是互相联系的，不能
6、孤立地理解。以上几点是互相联系的，不能孤立地理解。如：当如：当M M层不是最外层时，最多可以排布层不是最外层时，最多可以排布1818个电子，个电子，而当它是最外层时，则最多可以排布而当它是最外层时，则最多可以排布8 8个电子。个电子。2.2.该规律只适用于主族元素原子核外电子的排布该规律只适用于主族元素原子核外电子的排布 3.3.主族元素原子内层电子数目分别是：主族元素原子内层电子数目分别是：2 2、8 8、1818、3232氢氢(H)(H)氦氦(He)(He)锂锂(Li)(Li)铍铍(Be)(Be)硼硼(B)(B)碳碳(C)(C)氮氮(N)(N)氧氧(O)(O)氟氟(F)(F)氖氖(Ne)(
7、Ne)钠钠(Na)(Na)镁镁(Mg)(Mg)铝铝(Al)(Al)硅硅(Si)(Si)磷磷(P)(P)硫硫(S)(S)氯氯(ClCl)氩氩(ArAr)（3）核电荷数为）核电荷数为118的元素原子核外电子层排布的元素原子核外电子层排布注意：注意：短周期元素原子结构的特殊性短周期元素原子结构的特殊性核电核电荷数荷数元素元素名称名称元素元素符号符号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP2氦氦He10氖氖Ne18氩氩Ar36氪氪Kr54氙氙Xe86氡氡Rn（4）稀有气体元素原子电子层排布）稀有气体元素原子电子层排布核电核电荷数荷数元素元素名称名称元素元素符号符号各电子层的电子数各电子层的电子数K
8、LMNOP2氦氦He210氖氖Ne2818氩氩Ar28836氪氪Kr2818854氙氙Xe281818886氡氡Rn281832188（4）稀有气体元素原子电子层排布）稀有气体元素原子电子层排布4.4.与稀有气体原子与稀有气体原子核外电子排布相同的离子核外电子排布相同的离子 （1 1）与）与2 2HeHe原子电子层结构相同的离子：原子电子层结构相同的离子：（3 3）与）与1818ArAr原子电子层结构相同的离子：原子电子层结构相同的离子：（2 2）与）与1010NeNe原子电子层结构相同的离子：原子电子层结构相同的离子：7 7N3-、8 8O2-、9 9F-、1111Na+、1212Mg2+、
9、1313Al3+1 1H-、3 3Li+、4 4Be2+阳离子阳离子：与上一周期稀有气体原子核外电子排布相同与上一周期稀有气体原子核外电子排布相同阴离子阴离子：与同周期稀有气体原子核外电子排布相同与同周期稀有气体原子核外电子排布相同1515P3-、1616S2-、1717Cl-、1919K+、2020Ca2+5.5.含有含有1010个电子的常见粒子个电子的常见粒子7 7N N3-3-、8 8O O2-2-、9 9F F-、OHOH-、NHNH2 2-1515P P3-3-、1616S S2-2-、1717ClCl-、HSHS-1010NeNe、HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3、CH
10、CH4 4、1111NaNa+、1212MgMg2+2+、1313AlAl3+3+、NHNH4 4+、H H3 3O O+阳离子阳离子：阴离子阴离子：分子：分子：6.6.含有含有1818个电子的常见粒子个电子的常见粒子阳离子阳离子：阴离子阴离子：分子：分子：1818ArAr、HClHCl、H H2 2S S、PHPH3 3、SiHSiH4 4、F F2 2、H H2 2O O2 2、C C2 2H H6 61919K K+、2020CaCa2+2+1 1、判断下列示意图是否正确？为什么？、判断下列示意图是否正确？为什么？A A、B B、C C、D D、+19 2 8 9+19 2 8 9+12
11、 2 10+12 2 10+3 1 2+3 1 2+54 2 8 18 20 6+54 2 8 18 20 6练习练习:2 2、某元素的原子核外有、某元素的原子核外有3 3个电子层，最外层有个电子层，最外层有5 5个电个电 子，该原子核内的质子数为（子，该原子核内的质子数为（）A A、14 B14 B、15 C15 C、16 D16 D、17173 3、某元素的原子核外有三个电子层，、某元素的原子核外有三个电子层，M M层的电子数是层的电子数是L L 层电子数的层电子数的1/21/2，则该元素的原子是（，则该元素的原子是（）A A、Li BLi B、Si CSi C、Al DAl D、K KB
12、BXXXX X4 4、按核外电子排布规律，预测核电荷数、按核外电子排布规律，预测核电荷数 为为118118的元素的原子核外电子层排布是的元素的原子核外电子层排布是()A 2A 2、8 8、1818、3232、5858B 2B 2、8 8、1818、3232、5050、8 8C 2C 2、8 8、1818、3232、5050、1818、8 8D 2D 2、8 8、1818、3232、3232、1818、8 8D练习练习:2下列微粒中，核外电子数相同的是()A1下列叙述中，正确的是()A核外电子排布完全相同的两种微粒，其化学性质一定相同B凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C
13、核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素D阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同C 2下列各组微粒中，核外电子总数相等的是()AK和Na BCO2和NO2CCO和CO2 DN2和COD3.与氢氧根离子具有相同的质子数和电子数的微粒是（）A.CH4 B.NH+4 C.NH-2 D.Cl-C4某短周期元素R，R原子最外层电子数为(2n1)，n为电子层数。下列关于R元素及其化合物推断正确的是()AR含氧酸可能具有强氧化性，弱酸性BR单质在常温下一定易溶于水CR可能是金属元素DR不能与氧气反应A5已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm和Yn的核外电子层结构相
14、同，则下列关系正确的是()Aabmn BabmnCabmn Dabmn解析：由ambn求出abn+m。答案：A二、元素周期律二、元素周期律A.A.周期性周期性:循环往复，自然界普遍存在该现象循环往复，自然界普遍存在该现象如：时间如：时间周期性，简单的重复周期性，简单的重复生物进化生物进化周期性，螺旋上升周期性，螺旋上升B.B.元素的性质元素的性质原子核外电子排布原子核外电子排布原子半径原子半径元素主要化合价元素主要化合价元素的金属性和非金属性元素的金属性和非金属性 .(一）元素原子核外电子排布的周期性变化一）元素原子核外电子排布的周期性变化1H12He23Li2 14Be2 25B2 36C2
15、 47N2 58O2 69F2 710Ne2 811Na2 8 112Mg2 8 2 13Al2 8 314Si2 8 415P2 8 516S2 8 617Cl2 8 718Ar2 8 819K288120Ca2882从左至右，电子层数相同，最外层电子数依次增加从左至右，电子层数相同，最外层电子数依次增加同周期：同周期：同主族：同主族：从上至下，最外层电子数相同，电子层数依次增加从上至下，最外层电子数相同，电子层数依次增加（二）元素原子半径的周期性变化（二）元素原子半径的周期性变化主族元素原子半径的递变规律主族元素原子半径的递变规律 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA12
16、34567主族主族周期周期A.同周期主族元素：同周期主族元素：B.从左到右原子半径依次减小从左到右原子半径依次减小C.(除稀有气体）除稀有气体）B.同主族元素：同主族元素：从上到下原子半径逐渐变大从上到下原子半径逐渐变大1 1、原子半径大小比较、原子半径大小比较从上到下从上到下:电子层数依次增加电子层数依次增加-原子半径越来越大原子半径越来越大从左到右从左到右:核电荷数依次增加，最外层电子数依次增加核电荷数依次增加，最外层电子数依次增加-原子半径越来越小原子半径越来越小(零族除外零族除外)2 2、离子半径大小的比较、离子半径大小的比较(3)(3)具有相同电子层结构的离子具有相同电子层结构的离子
17、(1)(1)同主族同主族(2)(2)同周期主族元素同周期主族元素(1)(1)同主族同主族(2)(2)同周期主族元素同周期主族元素从上到下：阴、阳离子半径逐渐增大从上到下：阴、阳离子半径逐渐增大从左到右：阴离子半径逐渐减小，阳离子半径逐渐减小从左到右：阴离子半径逐渐减小，阳离子半径逐渐减小阴离子半径大于阳离子半径阴离子半径大于阳离子半径核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，半径越小核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，半径越小核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，半径越小核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，半径越小 1010电子：电子：电子：电子：7 7N N3-3-8
18、 8OO2-2-9 9F F-1111NaNa+1212MgMg2+2+1313Al3+1818电子：电子：电子：电子：1616S S2-2-1717ClCl-1919K K+2020CaCa2+2+3 3、同种元素的各种粒子半径大小比较、同种元素的各种粒子半径大小比较4 4、不同周期、主族、电子层结构也不相同的粒子、不同周期、主族、电子层结构也不相同的粒子 半径大小比较半径大小比较核外电子数越多，微粒半径越大核外电子数越多，微粒半径越大核外电子数越多，微粒半径越大核外电子数越多，微粒半径越大如：如：如：如：FeFeFeFe2+2+FeFe3+3+，ClCl-ClCl找出其他元素作参照对比判断
19、找出其他元素作参照对比判断找出其他元素作参照对比判断找出其他元素作参照对比判断如如如如NaNaNaNa+与与与与S S S S2-2-2-2-哪个大半径大小比较：哪个大半径大小比较：哪个大半径大小比较：哪个大半径大小比较：可选可选可选可选F F F F-、ClClClCl-来来来来对比，对比，对比，对比，因为因为因为因为NaNaNaNa+FFF ClClClCl-，ClClClCl-FFFF-，所以所以所以所以S S S S2-2-2-2-NaNaNaNa+。练习练习:M Mg g2+2+、N Na a+、O O2-2-、N N3-3-K K+、CICI-、S S2-2-、C Ca a a a
20、2+2+2+2+(S(S2-2-S S、AI AI AIAI3+3+)比较下列粒子半径的大小比较下列粒子半径的大小（N N3-3-O O2-2-NaNa+MgMg2+2+）(S(S2-2-CI CI-K K+C Ca a2+2+)S S2-2-与与 S S、AI AI 与与 AIAI3+3+小结：小结：在中学要求的范畴内可以按在中学要求的范畴内可以按“三看三看”规律来比较规律来比较微粒半径的大小：微粒半径的大小：(1)一看一看“电子层数电子层数”：在电子层数不同时，电子层越：在电子层数不同时，电子层越多，半径越大。多，半径越大。(2)二看二看“核电荷数核电荷数”：在电子层数相同时，核电荷数：在
21、电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。越大，半径越小。(3)三看三看“电子数电子数”：在电子层和核电荷数相同时，电：在电子层和核电荷数相同时，电子数越多，半径越大。子数越多，半径越大。例：下列微粒半径大小比较正确的是()ANaMg2Al3ClNaAl3CNaMgAlSDCsRbKNaB3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar电子层电子层结构结构电子层电子层结构结构化合价化合价化合价化合价元素元素元素元素2 12 22 32 42 52 62 72 82 8 12 8 2 2 8 32 8 42 8 52 8 62 8 72 8 8+
22、1+5 3 2 1+4 40+3+2+5 3+6 2+7 1+4 4+3+2+10（三）元素化合价的周期性变化（三）元素化合价的周期性变化1 1、化合价递变规律、化合价递变规律2 2、化合价与主族序数的关系、化合价与主族序数的关系同主族：同主族：同周期：同周期：(1)(1)最高正价最高正价 =最外层电子数最外层电子数 =主族序数主族序数(2)(2)最高正价最高正价+最低负价最低负价=8 8(3)(3)最低负价最低负价 =（8 8 最外层电子数）最外层电子数）=（8 8 主族序数）主族序数）3 3、注意、注意（1 1）金属无负价，氟无正价，氧无最高正价）金属无负价，氟无正价，氧无最高正价（2 2
23、）稀有气体元素化学性质不活泼，通常情况下难）稀有气体元素化学性质不活泼，通常情况下难 以与其他元素化合，规定其化合价为以与其他元素化合，规定其化合价为0 0（3 3）价电子：决定元素化合价的电子（外层电子）价电子：决定元素化合价的电子（外层电子）从上到下，化合价一般相同从上到下，化合价一般相同从左到右，化合价一般由从左到右，化合价一般由 +1+7+1+7，0 -4-1 -4-1，0金属性金属性单质跟水或酸反应置换氢的难易单质跟水或酸反应置换氢的难易最高价氧化物对应水化物的碱性强弱最高价氧化物对应水化物的碱性强弱金属单质间的置换反应金属单质间的置换反应非金属性非金属性与与H2反应的难易程度及氢化
24、物稳定性强弱反应的难易程度及氢化物稳定性强弱最高价氧化物对应水化物的酸性强弱最高价氧化物对应水化物的酸性强弱非金属单质间的置换反应非金属单质间的置换反应1.1.判断元素金属性、非金属性强弱的方法判断元素金属性、非金属性强弱的方法（四）元素金属性、非金属性的周期性变化（四）元素金属性、非金属性的周期性变化 2.2.同主族元素金属性和非金属性的递变规律同主族元素金属性和非金属性的递变规律原子序数原子序数1112131415161718元素符号元素符号NaMgAlSiPSClAr单质和水单质和水(或酸）反或酸）反应情况应情况冷水冷水剧烈剧烈热水热水较快较快盐酸盐酸剧烈剧烈沸水沸水较慢较慢盐酸盐酸较快
25、较快 3.3.同周期元素金属性和非金属性的递变规律同周期元素金属性和非金属性的递变规律高高温温磷蒸气磷蒸气与与H2能能反应反应须须加加热热光照或光照或点燃爆点燃爆炸化合炸化合NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱Al(OH)3H2SiO3极弱酸极弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4最强酸最强酸非金属单质非金属单质与氢气反应与氢气反应最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物的酸碱性物的酸碱性金属性和非金属性和非金属性递变金属性递变两性氢两性氢氧化物氧化物稀稀 有有 气气 体体 元元 素素很不很不稳定稳定SiH4不稳定不稳定PH3 稳定稳定HClH2S不很不很稳定稳定金属性
26、逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强气态氢化气态氢化物稳定性物稳定性LiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强4.元素的金属性和非金属性递变小结元素的金属性和非金属性递变小结A A A A A A AA A A A A A A23456元素性质元素性质 同周期同周期（从左到右从左到右）同主族同主族（上到下上到下）最外层电子数最外层电子数 依次递增依次递增 相同相同电子层数电子
27、层数 相同相同 依次递增依次递增主要化合价主要化合价 原子半径原子半径 失电子能力失电子能力（金属性金属性）得电子能力得电子能力（非金属性）（非金属性）气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性 单质的氧化性单质的氧化性 单质的还原性单质的还原性 最高价氧化物最高价氧化物 酸性酸性对应水化物对应水化物 碱性碱性 金属单质与水或酸反应金属单质与水或酸反应 +1+7 -4-1+1+7 -4-1 最高正价最高正价=族序数族序数(O(O、F F除外除外)由易到难由易到难由由难到易难到易元素性质的递变小结元素性质的递变小结1.1.元素性质的周期性变化元素性质的周期性变化元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周
28、期性的元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化变化元素周期律元素周期律 元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果周期性变化的必然结果随着原子序数的递增：随着原子序数的递增：（1 1）元素原子的）元素原子的核外电子排布核外电子排布呈现周期性变化呈现周期性变化（2 2）元素）元素原子半径原子半径呈现周期性变化呈现周期性变化（3 3）元素）元素主要化合价主要化合价呈现周期性变化呈现周期性变化（4 4）元素的）元素的金属性、非金属性金属性、非金属性呈现周期性变化呈现周期性变化2.2.元素周期律元素周期律3.3.元素周期律
29、的实质元素周期律的实质（五）元素周期律（五）元素周期律例2、下列说法中，正确的是()ASiH4比CH4稳定BO2半径比F小CNa和Cs属于第A族元素，Cs失电子能力比Na强DP和As属于第A族元素，H3PO4酸性比H3AsO4弱一、元素周期律C1.下列关于元素周期律和元素周期表的说法中，正确的是（）A.目前发现的所有元素占据了周期表里的全部位置，不可能再有新的元素被发现B.元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化C.俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献D.同一主族的元素从上到下，金属性呈周期性变化B2(双选题)不能说明钠的金属性比镁强的事实是()A钠的硬度比镁小BNaOH的碱性比
30、Mg(OH)2强C钠与冷水反应剧烈，镁与冷水不易反应D钠的熔点比镁低AD3下列有关元素性质递变的叙述中，不正确的是()ANa、Mg、Al最外层电子数依次增多BP、S、Cl最高正化合价依次升高CC、N、O原子半径依次增大DN、O、F最外层电子数依次增多C4下列各组化合物的性质比较中，不正确的是()A酸性：HClO4HBrO4HIO4B碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3C稳定性：PH3H2SHClD非金属性：FOSC4元素周期表和元素周期律的应用(1)根据元素在周期表中的位置推测其_和_。(2)根据元素的_推测它在周期表中的位置。(3)指导新元素的发现及预测它们的_。原子结构性质性质原子结
31、构和性质(4)指导其他与化学相关的科学技术。在周期表中_，可以找到半导体材料。在_中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。在元素周期表的_，寻找制取农药的元素。右上角金属与非金属分界处过渡元素一、元素“位”、“构”、“性”之间的关系特别关注：应用结构、性质、位置的关系，可以由结构推断性质，由性质逆推结构，由结构推出其在元素周期表中的位置，真正理解结构决定性质的规律。需要注意的是很多规律方法只适用于主族元素，不适用副族元素，解题时注意不要随意将其适用范围扩大化。1、(双选题)据报道，美国科学家制得一种新原子 X，它属于一种新元素116号元素(元素符号暂用X代替)，关于它的推测正确的是()A这种原
32、子的中子数为167B它位于元素周期表中第六周期C这种元素一定是金属元素D这种元素的原子易与氢化合AC2.（双选题）核电荷数为118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个电子的元素不一定是金属元素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价BC3.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。其中正确的是（）A.B.只有C.只有 D.只有A4(2011年广州检测)某主族元素R的最高正价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断()AR一定是第四周期元素BR一定是第A族元素CR的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定DR气态氢化物化学式为H2RD5已知：A、B两元素的阴离子具有相同的电子层结构；A元素的阴离子半径大于B元素的阴离子半径；C和B两元素的原子核外电子层数相同；C元素原子的原子半径大于A元素原子的原子半径。A、B、C三种元素的原子序数的关系是()AABC BBACCCAB DACBB