2020版高中化学 第一章 物质结构元素周期律 第二节 第2课时 元素周期律课件 新人教版必修2

第2课时元素周期律1．了解原子结构与元素性质之间的关系。2．理解元素周期律的内容及实质。知识点一原子结构和主要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，研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，元素原子的最外层电子排布呈现由1个至8个的周期性变化(第一周期除外)。2．元素原子半径的周期性变化规律：同周期元素随着原子序数的递增，元素原子半径呈现由到的周期性变化。大小3．元素化合价的变化规律以原子序数为1～18的元素为例研究化合价的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈变化[每周期：最高正价：→____(O、F除外)，负价：→]。周期性＋1＋7－4－1[微练习]1．辨析下列说法的正误：(1)第二周期元素中原子半径最小的原子是氟。()(2)第二周期元素中C、N、O、F的最高化合价依次升高。()(3)短周期元素中原子半径最小的是氢，最大的是钠。()答案：(1)√(2)×(3)√2．从原子序数11依次增加到17，下列所述递变关系错误的是()A．原子电子层数不变B．原子半径逐渐增大C．最高正价数值逐渐增大D．从硅到氯负价从－4→－1答案：B[微知识点]对于主族元素，元素的最高正化合价和主族序数相同。但氧一般表现为负价；氟无正价。[典例剖析][典例1]下列粒子半径大小比较正确的是()A．Na＋Mg2＋Al3＋O2－B．S2－Cl－Na＋Al3＋C．NaMgAlSD．CsRbKNa[解析]A项，4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，“序小径大”，即Al3＋Mg2＋Na＋O2－，故A错。C项，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，故C错。Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径：r(Cs)r(Rb)r(K)r(Na)，D错误；S2－和Cl－核外电子数相同，但核电荷数：ClS，故离子半径r(S2－)r(Cl－)；Na＋和Al3＋核外电子数相同，且核电荷数AlNa，则离子半径r(Na＋)r(Al3＋)，B项正确。[答案]B粒子半径(用r表示)“四同”比较1．同周期(1)原子半径：“左大右小”(碱金属原子半径最大，卤素原子半径最小)。(2)离子半径(以第三周期为例)①电性相同：“左大右小”rNa＋＞rMg2＋＞rAl3＋rP3－＞rS2－＞rCl－。②电性不同：“阴大阳小”r(Cl－)＞r(Na＋)。2．同主族原子(或离子)半径均为“下大上小”。3．同元素电子数越多，半径越大，记为“e－多r大”，如r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。4．同结构电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，记为“Z大r小”。如10电子离子(与Ne电子层结构相同)半径由大到小为：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。[题组训练]题组一元素化合价的变化1．下图中横坐标均表示11～17号元素顺序排列的原子序数。根据图像变化趋势判断，纵坐标表示其最高化合价的是()解析：11～17号元素的化合价从＋1到＋7，C项正确。答案：C题组二粒子半径大小比较2．有a、b、c、d四种元素，a、b为同周期元素，c、d为同主族元素。已知a的阳离子和d的阴离子具有相同的电子层结构。b的阴离子和c的阴离子电子层结构相同。且c离子的电荷数大于b离子的。则下列说法正确的是()①原子序数dbca②原子序数dacb③原子序数dabc④离子半径bcda⑤离子半径bcad⑥离子半径cbdaA．③④B．②⑥C．①⑤D．②④解析：a、b、c、d在元素周期中的位置为____________d______acb所以原子序数dacb，离子半径cbda。答案：B3．A、B、C为三种短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，离子半径A2－大于C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构。下列判断正确的是()A．原子序数由大到小的顺序是C＞A＞BB．原子半径由大到小的顺序是r(B)＞r(A)＞r(C)C．离子半径由大到小的顺序是r(C－)＞r(B2＋)＞r(A2－)D．原子最外层电子数由多到少的顺序是B＞A＞C解析：三种元素在周期表中的位置为，可知，A、B、C分别为S、Mg、F。A项原子序数应为A＞B＞C；C项离子半径应为r(A2－)＞r(C－)＞r(B2＋)；D项最外层电子数应为C＞A＞B。答案：B知识点二元素金属性和非金属性的周期性变化1．Na、Mg、Al金属性强弱比较2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较3.同周期元素性质的递变规律随着原子序数的递增金属性逐渐非金属性逐渐减弱增强[微练习]1．下列递变情况不正确的是()A．Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多，其简单离子的氧化性依次增强B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应的气态氢化物的稳定性依次增强C．C、N、O原子半径依次增大D．Na、K、Rb氧化物对应的水化物碱性依次增强解析：随着核电荷数的增加，C、N、O原子半径依次减小，而不是依次增大。答案：C2．金属元素(前18号)甲～戊在元素周期表中的相对位置如图所示，下列判断中正确的是()甲乙丙丁戊A.原子半径：丙丁戊B．金属性：甲丙C．氢氧化物碱性：丙丁戊D．最外层电子数：甲乙解析：同周期元素原子半径从左至右是依次减小的，故A错；同主族元素金属性自上而下是增强的，故B错；同周期元素的金属性从左至右越来越弱，故对应碱的碱性也是减弱的，C正确；同周期元素原子的最外层电子数从左至右逐渐增多，故D错。答案：C[微知识点]元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。(2)实质：元素性质的周期性变化是原子结构呈周期性变化的必然结果。[典例剖析][典例2]下列排列顺序不正确的是()A．原子半径：钠硫氯B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4H2SO4H3PO4C．最高正化合价：氯硫磷D．热稳定性：碘化氢溴化氢氯化氢[解析]钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，最高正化合价逐渐增大，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。因为非金属性ClBrI，所以气态氢化物的稳定性HClHBrHI。[答案]D同周期、同主族元素性质的变化规律同周期(从左往右)同主族(从上到下)原子半径减小增大主要化合价＋1→＋7－4→－1相似(最高正价相同)金属性减弱增强非金属性增强减弱单质氧化性增强减弱还原性减弱增强离子阳离子氧化性增强减弱阴离子还原性减弱增强同周期(从左往右)同主族(从上到下)氢化物稳定性增强减弱还原性减弱增强最高价氧化物的水化物酸性增强减弱碱性减弱增强[题组训练]题组元素性质变化规律1．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是()A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B．核外电子排布相同的粒子化学性质也相同C．Cl、S、Al、Na的原子半径逐渐增大D.3517Cl与3717Cl的得电子能力不同解析：A项，从上而下同主族元素最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，不是最高价含氧酸的不一定，如HClO为弱酸、HBrO4为强酸，错误。B项，核外电子排布相同的粒子，化学性质不一定相同，如Ar原子化学性质稳定，而S2－具有强还原性，错误。C项，Na、Al、S、Cl位于同周期，从左到右原子半径逐渐减小，正确。D项，3517Cl与3717Cl互为同位素，化学性质几乎完全相同，得电子能力相同，错误。答案：C2．X、Y、W、Z为短周期元素，其中原子序数：YXWZ，元素的原子半径及主要化合价如下表。元素代号XYZW原子半径/nm0.1860.1430.0750.073主要化合价＋1＋3＋5、＋3、－3－2下列叙述正确的是()A．X、Y元素的金属性：XYB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接化合生成ZW2C．X的一种化合物与水反应能生成W单质D．Y的单质能与X的最高价氧化物对应的水化物发生反应生成W单质解析：由题给条件和表中数据可知：Z、W应位于第二周期，X、Y应位于第三周期，且X位于第ⅠA族，Y位于第ⅢA族，Z位于第ⅤA族，W位于第ⅥA族，故Y为Al，X为Na，W为O，Z为N。A项，Na、Al同周期，Na的金属性大于Al，错误。B项，N2与O2直接化合生成NO，而不是NO2，错误。C项，Na2O2与H2O反应生成O2，正确。D项，Al与NaOH溶液反应生成H2，错误。答案：C3.W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是()A．对应简单离子半径：XWB．对应简单气态氢化物的稳定性：YZC．与Z元素同主族的元素最高价态均为＋7D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应解析：根据题目所给信息可推出W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl。A项，根据核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小可知，对应简单离子半径：Na＋O2－，正确。B项，元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，故HCl的稳定性强于SiH4，正确。C项，第ⅦA族元素中F元素无正价，错误。D项，SiO2可以与NaOH溶液反应生成盐和水，正确。答案：C4．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，且原子核外L电子层的电子数分别为4、6、8、8。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。它们的最外层电子数之和为18。下列说法中正确的是()A．W元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H2WO3B．元素Y和W的非金属性强弱比较：Y＜WC．原子半径由小到大的顺序为：Y＜X＜Z＜WD．X能分别与Y、W形成AB2型的化合物答案：D元素性质递变规律的探究[典例]某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的锂、钠、钾块，观察现象。(Ⅱ)乙同学设计了如图实验装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。已知A中是强酸，常温下可与铜反应；B中是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。(1)甲同学设计实验的目的是什么，反应最剧烈的烧杯是哪个？(2)乙同学设计的实验中A、B、C装置中所选用的物质分别是什么？(3)你能否用两个离子方程式来说明三种酸的酸性强弱？根据该实验的现象分析，你认为氮、碳、硅元素的非金属性强弱关系如何？(4)分析乙同学的实验的不当之处，并加以改进。(5)若利用乙同学的实验装置证明氯、碳、硅元素的非金属性强弱，A中试剂能否使用盐酸？[答案](1)甲同学设计实验的目的是验证锂、钠、钾金属性的强弱，钾最活泼，和水反应最剧烈。c烧杯中的反应最剧烈。(2)硝酸常温下可与铜反应，所以A中是硝酸，根据“强酸制弱酸”原理可以判断B中为CaCO3，C中为可溶性硅酸盐。(3)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，CO2＋SiO2－3＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－3(或2CO2＋SiO2－3＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3)最高价含氧酸的酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，说明非金属性N＞C＞Si。(4)硝酸具有挥发性，能发生反应：Na2SiO3＋2HNO3===2NaNO3＋H2SiO3↓，所以，必须除去二氧化碳中混有的HNO3气体，用饱和碳酸氢钠溶液吸收HNO3气体。(5)不能。可以利用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断非金属性的强弱，盐酸属于无氧酸，应该用高氯酸(HClO4)。[探究体验]研究表明26Al可以衰变为26Mg，不能比较这两种元素金属性强弱的方法是()A．比较这两种元素单质的硬度和熔点B．在AlCl3和MgCl2溶液中分别滴加过量的NaOH溶液