《元素周期律和元素周期表》原子結(jié)構(gòu)元素周期律PPT(第1課時(shí)元素周期律)
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
一、原子序數(shù)
1.概念:元素在元素周期表中的序號(hào)。
2.原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:原子序數(shù)=_________=_______=___________。
【巧判斷】(1)原子和離子都滿足“原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)”的關(guān)系。 ( )
提示:×。因離子一定有電子的得失,所以一定不滿足這個(gè)關(guān)系。
(2)原子序數(shù)為8,核外電子數(shù)為8,則質(zhì)量數(shù)一定是16。( )
提示:×。原子序數(shù)為8,核外電子數(shù)為8,但中子數(shù)不一定是8,故質(zhì)量數(shù)不一定是16。
二、元素周期律
1.1～18號(hào)元素核外電子排布的變化規(guī)律(最外層電子排布)
2.元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
(1)元素原子半徑的周期性變化。
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的半徑呈現(xiàn)_________的周期性變化。
(2)元素主要化合價(jià)的周期性變化。
以1～18號(hào)元素為例探究化合價(jià)的變化,圖示如下:
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價(jià)呈現(xiàn)_______(O、F除外),最低負(fù)化合價(jià)呈現(xiàn)_______的周期性變化。
【巧判斷】
(1)隨著元素原子序數(shù)的遞增,原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復(fù)出現(xiàn)。( )
提示:×。在原子的電子層數(shù)為1時(shí),最外層電子數(shù)是從1增加到2。
(2)隨著元素原子序數(shù)的遞增,元素的最高化合價(jià)從+1到+7,最低化合價(jià)從-7到-1重復(fù)出現(xiàn)。( )
提示:×。氟元素?zé)o正價(jià),氧元素沒(méi)有最高正化合價(jià),且最低化合價(jià)是從-4到-1重復(fù)出現(xiàn)。
三、元素周期律
1.內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著_________的遞增而呈周期性變化。
2.實(shí)質(zhì):元素性質(zhì)的周期性變化是_________________周期性變化的必然結(jié)果。
【微思考】
1868年俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫提出了元素周期律的觀點(diǎn),他認(rèn)為“隨著元素相對(duì)原子質(zhì)量的遞增,元素的性質(zhì)呈周期性變化”。請(qǐng)你分析這句話是否正確,并說(shuō)明原因。
提示:錯(cuò)誤。元素的性質(zhì)是隨原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化,而不是相對(duì)原子質(zhì)量。限于當(dāng)時(shí)的條件和科學(xué)水平,在當(dāng)時(shí)是正確的。
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元素周期律和元素周期表PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
知識(shí)點(diǎn)一 化合價(jià)與最外層電子數(shù)之間的關(guān)系
【重點(diǎn)釋疑】
1.元素的主要化合價(jià)與最外層電子數(shù)的關(guān)系主族元素最高正化合價(jià)=最外層電子數(shù)(O、F除外)最低負(fù)化合價(jià)=最外層電子數(shù)-8。|最高正化合價(jià)|+|最低負(fù)化合價(jià)|=8。
2.常見(jiàn)元素化合價(jià)的特點(diǎn)
(1)氫元素:+1、-1、0價(jià),如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1、0價(jià),如NaF、F2,氟無(wú)正價(jià)。
(3)氧元素:-2、-1、0價(jià),如CaO、Na2O2、O2,氧無(wú)最高正價(jià)。
(4)金屬只有正價(jià)。
(5)非金屬元素既有正價(jià)又有負(fù)價(jià)(O、F除外)。
【易錯(cuò)提醒】元素化合價(jià)的“三個(gè)二”
(1)二“特殊”:F無(wú)正價(jià),O無(wú)最高正價(jià)。
(2)二“只有”:金屬只有正價(jià),只有非金屬才有負(fù)價(jià)。
(3)二“等式”:對(duì)于主族元素,最高正價(jià)=最外層電子數(shù),|最低負(fù)價(jià)數(shù)值|+|最高正價(jià)數(shù)值|=8(除O、F外)。
【思考·討論】
(1)主族元素的最高正化合價(jià)一定等于原子核外最外層電子數(shù)嗎?
提示:不一定,如F為最活潑的非金屬元素,只有0價(jià)和-1價(jià),無(wú)最高正化合價(jià)。
(2)分析1～18號(hào)元素的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值之差是6、4、2時(shí)分別對(duì)應(yīng)什么元素。
提示:最高正化合價(jià)=原子最外層電子數(shù),最高正化合價(jià)+最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值=8。最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值之差是6、4、2時(shí)分別對(duì)應(yīng)的元素為Cl、S、N和P。
【案例示范】
【典例】(2019·六安高一檢測(cè))下列各組元素中,按最高正價(jià)遞增的順序排列的是( )
A.C、N、O、F
B.K、Mg、C、S
C.H、He、Li、Be
D.P、S、Cl、Ar
【思維建模】判斷元素的化合價(jià)思路如下:
【解析】選B。根據(jù)元素的最高正化合價(jià)在數(shù)值上一般等于其最外層電子數(shù)及特殊元素的化合價(jià)來(lái)分析各選項(xiàng)。A項(xiàng),C:+4價(jià),N:+5價(jià),F無(wú)正價(jià),O無(wú)最高正價(jià);B項(xiàng),K:+1價(jià),Mg:+2價(jià),C:+4價(jià),S:+6價(jià);C項(xiàng),H:+1價(jià),He無(wú)最高正價(jià),Li:+1價(jià),Be:+2價(jià);D項(xiàng),P:+5價(jià),S:+6價(jià),Cl:+7價(jià),Ar無(wú)最高正價(jià)。
【母題追問(wèn)】(1)判斷A選項(xiàng)中各元素的最低負(fù)化合價(jià)。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)
提示:根據(jù)最低負(fù)化合價(jià)=最外層電子數(shù)-8,可以得出C、N、O、F的最低負(fù)化合價(jià)分別為-4、-3、-2、-1。
(2)D選項(xiàng)中的P、S、Cl三種元素的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的和分別是多少?(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)
提示:P、S、Cl的最高正化合價(jià)分別為+5、+6、+7,最低負(fù)化合價(jià)分別為-3、-2、-1,三種元素的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的和分別為2、4、6。
【遷移·應(yīng)用】
1.一般能決定元素化合價(jià)高低的是 ( )
A.核內(nèi)電子數(shù)B.核外電子數(shù)
C.核外電子層數(shù)D.最外層電子數(shù)
【解析】選D。元素化合價(jià)高低是由最外層電子數(shù)決定的。
2.某元素X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式是H2XO3,則X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的分子式為 ( )
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4
【解析】選D。X元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2XO3,則X的最高正化合價(jià)為+4,說(shuō)明X原子最外層有4個(gè)電子,最低負(fù)化合價(jià)為-4,形成的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的分子式為XH4。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】
(2019·聊城高一檢測(cè))下列元素的常見(jiàn)化合價(jià)從+1至+3依次增大的是 ( )
A.H、He、Li B.Na、Mg、Al
C.Al、Be、Na D.N、O、F
【解析】選B。A項(xiàng)中He為0價(jià);C項(xiàng)中元素正價(jià)化合價(jià)分別為+3、+2、+1,與題目要求恰好相反;D項(xiàng)中F無(wú)正價(jià)。
【素養(yǎng)提升】
在現(xiàn)行的元素周期表中,共有118個(gè)元素,其中金屬元素94個(gè)。下面是關(guān)于金屬元素的一些討論,據(jù)此回答:
(1)金屬元素有負(fù)化合價(jià)嗎?它們能否形成簡(jiǎn)單陰離子?
提示:金屬元素?zé)o負(fù)化合價(jià),所以不能形成簡(jiǎn)單陰離子。
(2)對(duì)于同橫行的金屬元素,從左到右,其化合價(jià)是怎樣變化的?
提示:同橫行的金屬元素,從左到右其最外層電子數(shù)逐漸增加,所以最高正化合價(jià)是逐漸升高的。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】
硒鼓,也稱感光鼓,是打印機(jī)中很重要的組成部分,決定了打印質(zhì)量的好壞。硒鼓中用到的感光材料含有元素硒。
判斷硒元素的最高正化合價(jià)和最低負(fù)化合價(jià)分別是多少?
提示:+6價(jià)和-2價(jià)。根據(jù)硒的原子結(jié)構(gòu)示意圖可以得出其原子的最外層電子數(shù)為6,因此最高正化合價(jià)=最外層電子數(shù)=+6,最低負(fù)化合價(jià)=最外層電子數(shù)-8=6-8=-2。
知識(shí)點(diǎn)二 微粒半徑大小的比較
【重點(diǎn)釋疑】
1.原子
(1)同一橫行,從左到右,核電荷數(shù)依次增大,原子半徑依次減小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
(2)同一縱列,自上而下,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大。如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)。
2.離子
(1)同一縱列,自上而下,電子層數(shù)依次增多,離子半徑依次增大。如r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
(2)具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子,隨核電荷數(shù)的增大,離子半徑依次減小。如r( )>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
3.同一元素的不同粒子:核外電子數(shù)越多,半徑越大。
(1)陽(yáng)離子:r(原子)>r(陽(yáng)離子)。如r(Na)>r(Na+)。
(2)陰離子:r(原子)<r(陰離子)。如r(Cl)<r(Cl-)。
(3)多種價(jià)態(tài)的離子:價(jià)態(tài)越高,半徑越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
【思考·討論】
(1)對(duì)于電子層數(shù)相同的原子,為什么其核電荷數(shù)越多原子半徑越小?
提示:原子核帶正電荷,核電荷數(shù)越多,原子對(duì)核外電子的引力越大,原子半徑越小。
(2)電子層數(shù)多的原子的半徑一定大于電子層數(shù)少的原子半徑嗎?
提示:不一定。只有當(dāng)微粒的最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑才越大。
【方法規(guī)律】微粒半徑大小比較的三步走
微粒半徑主要是由核電荷數(shù)、電子層數(shù)和核外電子數(shù)決定的。按“三看”規(guī)律進(jìn)行比較:
(1)一看電子層數(shù)
電子層數(shù)不同、最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大。例如:r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I),r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)。
(2)二看核電荷數(shù)
電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越多,半徑越小。例如:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl),r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
(3)三看電子數(shù)
核電荷數(shù)相同時(shí),電子數(shù)越多,半徑越大。例如:r(Na+)<r(Na),r(Cl-)>r(Cl)。
【遷移·應(yīng)用】
1.(2019·承德高一檢測(cè))下列各元素原子半徑依次增大的是 ( )
A.Na、Mg、Al B.Na、O、F
C.P、Si、Al D.C、Si、P
【解析】選C。比較元素原子半徑的大小有兩條規(guī)律:①具有相同電子層數(shù)的元素,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑遞減;②具有相同最外層電子數(shù)的元素,隨著電子層數(shù)的增加,原子半徑增大。A項(xiàng),r(Na)>r(Mg)>
r(Al);B項(xiàng),r(Na)>r(O)>r(F);D項(xiàng),r(Si)>r(P)>r(C)。
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