第一章物质结构元素周期律学案1文档格式.docx
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______
_________
失电子能力
从Li到Cs,元素原子失电子能力_________
从Li→Cs:
核电荷数逐渐_________,密度_________,熔沸点_________(注意区别熔沸点变化规律与VIIA族的异同点),硬度小、密度小(轻金属)、熔点低、导电、导热性良好。
结论:
1)原子结构的递变性导致化学性质的递变性。
2)金属性强弱的判断依据:
与水或酸反应越容易,金属性越强;
最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)碱性越强,金属性越强。
3)碱金属原子结构的相似性和递变性,导致物理性质同样存在相似性和递变性。
小结:
碱金属原子结构的相似性和递变性,导致了碱金属化学性质、物理性质的_______性和_______性。
递变性:
同主族从上到下,随着核电核数的增加,电子层数逐渐_______,原子核对最外层电子的引力逐渐________,原子失去电子的能力________,即金属性逐渐_______。
碱金属的特殊性
●Li保存在_______,K,Na,Cs保存在_______
●LiOH,Li2CO3是难容物,受热易分解。
●有“浮游熔响红”现象只有K,Na。
例1、下列关于碱金属性质的叙述中错误的是()
A、它们都能在空气中燃烧生成M2O(M指碱金属)
B、它们都能与水反应生成氢气和碱
C、所形成的阳离子的氧化性依次减弱
D、碱金属密度最小,熔、沸点最高的是铯
例2、铍的性质类似于铝,下列有关铍性质的推断中,正确的是()
A、铍能与冷水反应
B、氢氧化铍能与强酸、强碱溶液反应
C、氧化铍的化学式为Be2O3
D、氧化铍只溶于强酸溶液,不溶于强碱溶液
【练习】
1.关于钠和钾元素的比较中,不正确的是()
A.钾原子失电子比钠原子容易B.钾离子氧化性比钠离子强
C.钾与水反应比钠剧烈D.KOH碱性比NaOH强
2、已知铍(Be)的原子序数为4。
下列对铍及其化合物的叙述正确的是()
A、铍的原子半径大于硼的原子半径
B、氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8
C、氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D、单质铍跟冷水反应产生氢气
3.下列关于碱金属的叙述中正确的是()
A.碱金属单质与水反应都能生成碱和H2
B.碱金属单质都是质软、熔点低、密度均小于1的轻金属
C.碱金属元素随原子半径增大,原子核吸引最外层电子的能力增强
D.碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物
4.镭是元素周期表中第七周期第IIA族元素。
下列关于镭的性质描述中,不正确的是()
A、在化合物中呈+2价B、单质能使水分解,放出氢气
C、氢氧化物呈两性D、碳酸盐难溶于水
(二)卤族元素:
1.原子结构 相似性:
最外层电子数相同,都为_________个
从上到下,随着核电核数的增大,电子层数增多
2.卤素单质物理性质的递变性:
(从F2到I2)
(1)卤素单质的颜色逐渐加深;
(2)密度逐渐增大;
(3)单质的熔、沸点升高
3.卤素单质与氢气的反应:
X2+H2=2HX阴暗处爆炸,点燃或光照,高温,持续加热
卤素单质与H2的剧烈程度:
依次________;
生成的氢化物的稳定性:
依次________
4.与水反应
X2+2OH-==X-+XO-+H2O-
3X2+6OH-==5X-+XO3-+3H2O-
5.卤素单质间的置换
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2氧化性:
Cl2________Br2;
还原性:
Cl-_____Br-
2NaI+Cl2=2NaCl+I2 氧化性:
Cl2_______I2;
Cl-_____I-
2NaI+Br2=2NaBr+I2氧化性:
Br2_______I2;
Br-______I-
结论:
单质的氧化性:
依次减弱,对于阴离子的还原性:
依次增强
特殊性:
F2在水溶液里不能置换出其他卤族单质,因为更易与水反应。
但熔融状态可以。
除HF是弱酸外,其他卤族酸都是强酸。
卤化银中只有氟化银溶于水,无感光性。
碘易升华,可用于其提纯;
碘能使淀粉碘化钾变蓝,用于其鉴别
加碘盐?
人工降雨?
5.非金属性的强弱的判断依据:
1.从最高价氧化物的水化物的酸性强弱,或与H2反应的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。
2.同主族从上到下,金属性和非金属性的递变:
同主族从上到下,随着核电核数的增加,电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐________,原子得电子的能力________,失电子的能力________,即非金属性逐渐_______,金属性逐渐__________。
3.原子结构和元素性质的关系:
原子结构决定元素性质,元素性质反映原子结构。
同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性。
8.砹(At)原子序数85,与F、Cl、Br、I同族,推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是()
A.砹是有色固体B.非金属性:
At2>I2
C.HAt非常稳定D.I2可以把At2从At的可溶性的盐溶液置换出来。
三.核素
(一)原子的构成:
(1)原子的质量主要集中在原子核上。
(2)质子和中子的相对质量都近似为1,电子的质量可忽略。
(3)原子序数 = 核电核数 = 质子数 = 核外电子数
(4)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
质子Z个
(5)在化学上,我们用符号
X来表示一个质量数为A,质子数为Z的具体的X原子。
原子
X
原子核
中子N个=(A-Z)个
核外电子Z个
9.下列叙述中正确的是( )
A.氢有三种同位素,即有三种氢原子B.所有元素的原子核均由质子和中子构成
C.具有相同的核外电子数的粒子,总称为元素D.
H是一种同位素
(二)核素
核素:
把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。
一种原子即为一种核素。
同位素:
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同互称为同位素。
或:
同一种元素的不同核素间互称为同位素。
(1)两同:
质子数相同、同一元素
(2)两不同:
中子数不同、质量数不同
(3)属于同一种元素的不同种原子
元素
同位素
核素
概念
具有相同质子数的一类原子的总称
相同质子数,不同种子数的同一种元素的不同原子互称为同位素
具有一定质子数和种子数的一种原子
对象
宏观概念,同类原子而言
微观概念,某种元素的原子
微观概念,指元素的具体的某种原子
特征
化学性质相同,物理性质不同
质量数不同
决定因素
质子数
质子数和中子数
原子的种类多余元素的种类。
()
氧元素有多种核素。
氧元素有多种同位素。
168O2与188O2互为同位素。
168O与188O的性质完全相同。
12.在过氧化钠中含有
,各数字所表示的意义是:
16、8、2-、2、-1。
第二节 元素周期律
一.原子核外电子的排布
1.在多个电子的原子里,核外电子是分层运动的,又叫电子分层排布。
2.电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。
3.核外电子的排布规律
(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)
(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时,最多不超过2个);
次外层电子数目不超过18个;
倒数第三层不超过32个。
(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。
【练习】14.填写下表:
13.判断下列示意图是否正确?
为什么?
14.填空
(1)当质子数(核电荷数)=核外电子数时,该粒子是,电性。
(2)当质子数(核电荷数)>核外电子数时,该粒子是离子,带电荷。
(3)当质子数(核电荷数)<核外电子数时,该粒子是离子,带电荷。
二.元素周期律:
1.核外电子层排布:
随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子“最外层电子从_______个递增到_________个的情况(K层由1-2)而达到结构的变化规律。
2.最高正化合价和最低负化合价:
随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子最高价由
+1 +7,中部出现负价,由-4 -1 的变化规律。
(1)O、F无正价,金属无负价
(2)最高正化合价:
+1→+7最低负化合价:
-4→-1→0
(3)最高正化合价=最外层电子数=主族序数
(4)最高正化合价+∣最低负化合价∣=________
3.原子半径:
同周期,从左至右依次减少,同主族从上到下依次增强。
【练习】9.元素X原子的最外层有3个电子,元素Y原子的最外层有6个电子,这两种元素形成的化合物的化学式可能是()
A.XY2B.X2Y3C.X3Y2D.X2Y
10.X、Y、Z三种元素原子的核电荷数在11—17之间。
它们的最高价氧化物对应的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4。
则下列判断不正确的是
A.最高正价:
X>
Y>
ZB.酸性:
H3ZO4>
H2YO4>
HXO4;
C.稳定性:
HX<
HY<
HZD.非金属性:
Z
11.根据表1信息,判断以下叙述正确的是
表1部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.112
0.104
0.066
主要化合价
+2
+3
+6、—2
—2
A.氢化物的沸点为H2T<
H2R
B.单质与稀盐酸反应的速率为L<
C.M与T形成的化合物具有两性
D.L2+与R2-的核外电子数相等
三.元素金属性和非金属性的递变:
(1)钠、镁、铝三种元素原子失电子能力比较实验和结论
金属
Na
Mg
Al
单质与水(或酸)反应现象
与冷水剧烈反应,放出________
与冷水反应缓慢,与沸水反应放出氢气,与酸剧烈________
________
最高价氧化物对应水化物及碱性
结论
_____________________________________________
例1、有三种金属元素A、B、C,在相同条件下,B的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的最高价氧化物对应水化物的碱性强;
A可以从C的盐溶液中置换出C。
则这三种金属元素的失电子能力由强到弱的顺序是()
A、A>
B>
CB、B>
A>
CC、B>
C>
AD、C>
A
(2)硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律
Si
P
S
Cl
最高正价
最低负价
单质与氢气反应的条件及氢化物稳定性
高温
蒸汽
加热
点燃或光照
最高价氧化物
离高价氧化物的水化物
H4SiO4
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强无机酸
酸性逐渐增强
综上所述,我们可以从11~18号元素性质的变化中得出如下结论:
NaMgAlSiPSClAr
金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强稀有气体元素
金属性的判断:
①单质与水或酸反应置换出氢的难易程度②最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)的碱性强弱。
非金属性的判断:
①与氢气反应生成氢化物的难易程度及氢化物的稳定性;
②最高价氧化物对的水化物的酸性强弱。
而氢化物的酸性,沸点等与非金属性无关
注意!
!
不要把熔沸点等物理性质与非金属性、金属性混在一起。
随着原子序数的递增,元素的核外电子排布、主要化合价、原子半径,金属性和非金属性都呈现周期性的变化规律,这一规律叫做元素周期律。
【练习】18.用元素符号回答原子序数11~18号的元素的有关问题。
(1)最高价氧化物的水化物碱性最强的是____。
(2)最高价氧化物的水化物酸性最强的是。
(3)最容易生成氢化物且最稳定的是。
19.从原子序数11依次增加到17,下列所叙递变关系错误的是()
A.电子层数逐渐增多B.原子核吸引电子的能力逐渐增强
C.最高正价数值逐渐增大D.从硅到氯负价从-4-1
20、甲、乙两种非金属比较,能说明甲比乙的非金属性强的是()
①甲比乙容易与H2化合②甲单质能与乙阴离子发生氧化还原反应③甲的最高价氧化物对应水化物的酸性比乙的酸性强④与某金属反应时甲原子得电子数比乙得的多⑤甲单质的熔沸点比乙的低
A.只有④B.只有⑤C.①②③D.①②③④
21.已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是:
HXO4>H2YO4>H3ZO4。
则下列说法不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:
HX>H2Y>ZH3B.非金属活泼性:
Y<X<Z
C.单质的氧化性:
X2>Y2>Z2D.原子最外电子层上电子数相等
21.稳定性强弱:
HFHClHBrHINH3HFNH3PH3
22.碱性强弱:
KOHNaOHMg(OH)2
23.酸性强弱:
HClO4HBrO4HNO3H3PO4
四、同周期、同主族金属性、非金属性的变化规律是:
1.周期表中金属性、非金属性之间没有严格的界线。
在分界线附近的元素具有金属性又具有非金属性。
2.金属性最强的在周期表的左下角是,Cs;
非金属性最强的在周期表的右上角,是F。
3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系。
4.元素周期表和元素周期律对我们的指导作用
①在周期表中寻找新的农药。
()②在周期表中寻找半导体材料。
()③在周期表中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
()
五、对角线规则对角线的元素性质相似如Li与Mg;
Be与Al
疑难点拨
一、微粒半径大小比较
r(Mg)____r(Na)r(N)____r(P)
r(Li+)____r(Na+)r(F)____r(Cl)
r(Fe)____r(Fe2+)____r(Fe3+)
r(Mg2+)____r(Na+)____r(F-)
r(Mg2+)____r(S2-)
二、1~20号元素中的某些元素的特性
1、与水反应最激烈的金属是K,非金属是F。
2、原子半径最大的是K,最小的是H。
3、单质硬度最大的,熔、沸点最高的,形成化合物品种最多的,正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。
4、气体密度最小的,原子核中只有质子没有中子的,原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
5、气态氢化物最稳定的,只有负价而没有正价的,无含氧酸的非金属元素是F。
6、最高氧化物对应的水化物酸性最强的是CI,碱性最强的是K。
7、空气中含量最多的,气态氢化物在水中的溶解度最大,其水溶液呈现碱性的是N。
8、单质和最高价氧化物都是原子晶体的是Si。
9、具有两性的元素是AI(Be)。
10、最轻的金属是Li。
11、地壳中含量最多的元素是O。
12、单质能自燃的元素是P。
13、族序数等于周期数的元素是H、Be、AI。
14、族序数等于周期数2倍的元素是C、S。
15、族序数等于周期数3倍的元素是O。
16、周期数是族序数2倍的元素是Li。
17、周期数是族序数3倍的元素是Na。
18、最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是C、Si。
19、最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素或短周期中离子半径最大的元素是S。
20、除H外,原子半径最小的元素是F。
21、最高正化合价不等于族序数的元素是O、Fe。
【例1】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;
Z和Y两元素的原子核外电子层次相同,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
A、X>Y>Z B、Y>X>Z C、Z>X>Y D、Z>Y>X
【例2】X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如下图所示。
若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,下列说法中正确的是()
A.原子半径:
W>Z>Y>XB.最高价氧化物对应水化物的酸性:
Z>W>X
C.四种元素的单质中,Z单质的熔沸点最高
D.W的单质能与水反应,生成一种具有漂白性的物质
3.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:
作业:
1、在元素周期表中,在金属元素与非金属元素的分界线附近可以找到()
A.电子工业上的半导体材料B.作为催化剂的材料
C.制造新农药的材料D.耐高温的合金材料
2.下列气态氢化物中,按稳定性由强到弱的顺序排列的是[ ]
A.HI、HBr、HCl、HFB.HCl、H2S、PH3、SiH4
C.H2O、H2S、HCl、HBrD.HF、H2O、NH3、CH4
3.下列各组元素最高价氧化物对应水化物碱性渐弱,酸性渐强的是[ ]
A.NaOH、Mg(OH)2、H3PO4、H2SO4
B.KOH、NaOH、H2SO4、HClO4
C.Be(OH)2、Ca(OH)2、HBrO4、HClO4
D.Mg(OH)2、Ba(OH)2、H3PO4、H2SO4
5、A、B、C、D四种元素中:
A元素所在的周期数、主族序数和原子序数均相等;
B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;
C元素原子的最外层电子数比次外层少2;
C的阴离子与D的阳离子具有相同的核外电子排布,两种元素可形成化合物D2C。
请回答下列问题:
提高训练:
1.如图是元素周期表的一部分,下列说法正确的是( )
A.元素①位于第2周期ⅣA族
B.气态氢化物的稳定性:
④>
②
C.最高价氧化物对应的水化物酸性:
⑤>
④
D.元素的最高正化合价:
③=⑤
4.已知1~18号元素的离子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c>bB.离子的还原性Y2->Z-
C.氢化物的稳定性H2Y>HZD.原子半径X<W
10.X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。
Z原子的核外电子数比Y原子少1。
下列说法正确的是
A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<X
B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C.3种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定
D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X
5.已知X、Y、Z为三种主族元素,分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,已知m>
n,且X、
Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。
下列说法中不正确的是( )
A.三种离子中,Ym+离子的半径最小
B.Z的最高价氧化物的水化物的分子式为HnZO4
C.X、Y、Z一定在同一周期,且原子半径Z>
Y
D.三种元素相应的最高价氧化物的水化物之间可能会两两发生反应
6.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如右图所示,下列说法正确的
是( )
A.X、Y、Z三种元素中,X的非金属性最强
B.Y的氢化物的稳定性比Z的弱
C.Y的最高正化合价为+7
D.X的单质的熔点比Z的低
8.X、Y、Z和W代表原子序数依次增加的四种短周期元素,在周期表中,Z与Y相邻,Z与
W也相邻,Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17,X能分别与Y、Z形成电
子总数相等的分子A、B。
下列有关判断正确的是( )
A.Y与W的非金属性均比磷元素强
B.原子半径由大到小的顺序为:
W>
Z>
C.化合物B中含有的化学键均为非极性共价键
D.X的单质是一种有广阔前景的新能源
10.根据下表中有关短周期元素性质的数据,判断下列说法不正确的是( )
①
③
⑤
⑥
⑦
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- 第一章 物质 结构 元素周期律