第二节元素周期律第二节元素周期律第第1课时原子核外电子的排布和元素周课时原子核外电子的排布和元素周期律期律情景设疑情景设疑目标定位目标定位美丽的螺壳，是大自然的鬼斧神工造就美丽的螺壳，是大自然的鬼斧神工造就的。一圈圈的螺纹不仅的。一圈圈的螺纹不仅是自身漂亮的外衣，还揭示了大自然中是自身漂亮的外衣，还揭示了大自然中万事万物的发展规律。这种图案引领着万事万物的发展规律。这种图案引领着人们去思考、去发现。元素周期律是螺人们去思考、去发现。元素周期律是螺纹模式的直接体现者。让我们带着螺纹纹模式的直接体现者。让我们带着螺纹的美丽来探寻元素的变化规律吧！的美丽来探寻元素的变化规律吧！1.了解核外了解核外电子的排布电子的排布规律。规律。2了解元了解元素原子结构素原子结构的周期性变的周期性变化。化。3理解元理解元素周期律的素周期律的内容及实质内容及实质1电子的能量电子的能量(1)在多电子的原子里在多电子的原子里,电子的能量是电子的能量是_的。的。(2)在离核较近的区域内运动的电子能量在离核较近的区域内运动的电子能量_，在离核较远的区域内运动的电子能量在离核较远的区域内运动的电子能量_。不相同不相同较低较低较高较高(3)电子层的概念：在多电子原子里，电子层的概念：在多电子原子里，_的区域简化为的区域简化为_的壳层。的壳层。(4)不同电子层的表示及能量关系不同电子层的表示及能量关系各电子层各电子层(由内到外由内到外)序号序号(n)1234567符号符号KLM NOPQ与原子核的距离与原子核的距离 近近远远能量能量低低高高电子分别电子分别在能量不同在能量不同不连续不连续2.核外电子排布的规律核外电子排布的规律(1)能量最低原理能量最低原理原子核外电子总是先排布在能量原子核外电子总是先排布在能量_的电子的电子层层,然后由里向外，依次排布在能量逐步然后由里向外，依次排布在能量逐步_的电子层的电子层(能量最低原理能量最低原理)，即排满了，即排满了K层才层才排排L层，排满了层，排满了L层才排层才排M层。层。最低最低升高升高(2)原子核外各电子层最多容纳原子核外各电子层最多容纳_个电子。个电子。(3)原子最外层电子数目不超过原子最外层电子数目不超过_个个(K层为最外层为最外层时不超过层时不超过_个个)。(4)次外层最多能容纳的电子数目不超过次外层最多能容纳的电子数目不超过_个。个。2n282181核外电子排布的规律核外电子排布的规律(1)原子核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后由里向原子核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层里外，依次排布在能量逐步升高的电子层里(能量最低原理能量最低原理)，即排满，即排满了了K层才排层才排L层，排满了层，排满了L层才排层才排M层。层。(2)原子核外各电子层最多容纳原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。个电子。(3)原子最外层电子数目不超过原子最外层电子数目不超过8个个(K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2个个)。(4)次外层能容纳的电子数目不超过次外层能容纳的电子数目不超过18个。个。特别提醒特别提醒核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当如当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18个电子，而当它是最外层个电子，而当它是最外层时，最多可以排布时，最多可以排布8个电子。个电子。2粒子的核外电子排布粒子的核外电子排布(1)表示方法表示方法结构示意图结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，如线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，如(2)与稀有气体原子核外电子排布相同的离子与稀有气体原子核外电子排布相同的离子与与He原子电子层结构相同的离子有：原子电子层结构相同的离子有：Li、Be2、H。与与Ne原子电子层结构相同的离子有：原子电子层结构相同的离子有：F、O2、N3、Na、Mg2、Al3。与与Ar原子电子层结构相同的离子有：原子电子层结构相同的离子有：Cl、S2、P3、K、Ca2。1下列说法肯定错误的是下列说法肯定错误的是()A原子原子K层上只有层上只有1个电子个电子B某原子某原子M层上的电子数为层上的电子数为L层上电子数的层上电子数的4倍倍C某离子某离子M层上和层上和L层上的电子数均为层上的电子数均为K层的层的4倍倍D某离子的核电荷数与最外层电子数相等某离子的核电荷数与最外层电子数相等解析：解析：K层可以排层可以排1个电子，也可以排个电子，也可以排2个电子，个电子，A正确；当正确；当M层层上有电子时，上有电子时，L层上一定排满了层上一定排满了8个电子，个电子，M层最多容纳层最多容纳18个电子，个电子，则则8418，B错误；错误；K层最多只能排两个电子，层最多只能排两个电子，248，即，即M层和层和L层都为层都为8个电子的离子，个电子的离子， 如如K、Ca2均可以，均可以，C正确；对于正确；对于D项，如项，如O2核电荷数核电荷数与最外层电子数相等，所以与最外层电子数相等，所以D项正确。项正确。答案：答案：B1元素原子核外电子排布的周期性变化元素原子核外电子排布的周期性变化原子序数原子序数电子层电子层数数最外最外层层电电子数子数达到稳定结构时达到稳定结构时的最外层电子数的最外层电子数121122310_1118_结论：随着原子序数的递增，元素原子的结论：随着原子序数的递增，元素原子的最最外外层电子排布呈层电子排布呈现现_的的周周期性变化期性变化由由1到到8(第一周期除外第一周期除外)881818232.元素原子半径的周期性变化元素原子半径的周期性变化结论：同周期随着原子序数的递增，元素原子结论：同周期随着原子序数的递增，元素原子半径呈现半径呈现_的周期性变化。的周期性变化。3元素化合价的周期性变化元素化合价的周期性变化ClSPSi原子序数原子序数化合价化合价(最高价、最低价最高价、最低价)的变化的变化121 0310最高正价最高正价：_最低负价最低负价：_1118最高正价最高正价：_最低负价最低负价：_结论：随着原子序数的递增，元素的最高正结论：随着原子序数的递增，元素的最高正价价呈现呈现_的的周期性变化，最低负价呈周期性变化，最低负价呈现现_的的周期性变化周期性变化5474由由1到到7由由1到到44.元素金属性与非金属性的周期性变化元素金属性与非金属性的周期性变化(1)Na、Mg、Al金属性强弱比较金属性强弱比较(2)Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较非金属性强弱的比较5元素周期律元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而内容：元素的性质随着原子序数的递增而_。(2)实质：元素性质的周期性变化是实质：元素性质的周期性变化是_周期性变化的必然结果。周期性变化的必然结果。呈周期性的变化呈周期性的变化元素原子元素原子核外电子排布核外电子排布项目项目同周同周期期(从左到右从左到右)同主同主族族(从上到下从上到下)最外层电子数最外层电子数由由1逐渐增到逐渐增到7(第一周期由第一周期由1到到2)相同相同主要化合价主要化合价最高正价最高正价17(第三周期起第三周期起)负价负价41最高正价相同最高正价相同(O、F除外除外)原子半径原子半径逐渐减小逐渐减小(稀有气体除外稀有气体除外)逐渐增大逐渐增大得失电子能力得失电子能力得电子能力增得电子能力增强，失电子能强，失电子能力减弱力减弱得电子能力减得电子能力减弱，失电子能弱，失电子能力增强力增强单质的氧化性、单质的氧化性、还原性还原性还原性减弱、还原性减弱、氧化性增强氧化性增强氧化性减弱，氧化性减弱，还原性增强还原性增强最高价氧化物最高价氧化物的水化物的酸的水化物的酸碱性碱性碱性减弱，酸碱性减弱，酸性增强性增强酸性减弱，碱酸性减弱，碱性增强性增强非金属氢化物非金属氢化物的生成难易及的生成难易及稳定性稳定性生成由难到易，生成由难到易，稳定性由弱到稳定性由弱到强强生成由易到难，生成由易到难，稳定性由强到稳定性由强到弱弱2下列各元素性质的递变规律错误的是下列各元素性质的递变规律错误的是()ALi、Be、B原子最外层电子数依次增多原子最外层电子数依次增多BP、S、Cl元素的最高正化合价依次升高元素的最高正化合价依次升高CB、C、N、O、F原子半径依次增大原子半径依次增大DLi、Na、K、Rb的金属性依次增强的金属性依次增强解析：解析：Li、Be、B原子的最外层电子数分别为原子的最外层电子数分别为1,2,3，A正确；正确；P、S、Cl的最高正价，即它们的最外层电子数，分别是的最高正价，即它们的最外层电子数，分别是5，6，7；B正确；正确；B、C、N、O、F原子的电子层数相同，最外层电子数原子的电子层数相同，最外层电子数依次增多，则原子半径依次减小，依次增多，则原子半径依次减小，C错误；错误；Li、Na、K、Rb的最外的最外层电子数相同，原子半径依次增大，则金属性依次增强，层电子数相同，原子半径依次增大，则金属性依次增强，D正确。正确。答案：答案：C1同周期同周期(1)规律：同周期，左规律：同周期，左右，原子半径逐渐减小。右，原子半径逐渐减小。(2)举例：第三周期中：举例：第三周期中：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。2同主族同主族(1)规律：同主族：上规律：同主族：上下，原子下，原子(或离子或离子)半径逐渐增大。半径逐渐增大。(2)举例：碱金属：举例：碱金属：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(原原)r(阳阳)，r(低价阳离子低价阳离子)r(高价阳离子高价阳离子)(2)举例：举例：r(Cl)r(Cl)，r(Na)r(Na)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)4同结构同结构(1)规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大,离子半径越小。离子半径越小。(2)举例：举例：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)特别提醒特别提醒粒子半径大小比较是高考的热点，通常题目中进行粒子大粒子半径大小比较是高考的热点，通常题目中进行粒子大小比较时用以上小比较时用以上“四同四同”比较即可，但有时用以上方法不能直接解决比较即可，但有时用以上方法不能直接解决时，可借助参照物，例如：比较时，可借助参照物，例如：比较r(K)与与r(Mg2)可选可选r(Na)为参照物为参照物,可知：可知：r(K)r(Na)r(Mg2)。3A、B、C为三种短周期元素，为三种短周期元素，A、B在同一周期，在同一周期，A、C的最低价的最低价离子分别为离子分别为A2、C，离子半径，离子半径A2大于大于C，B2和和C具有相同的具有相同的电子层结构。下列判断正确的是电子层结构。下列判断正确的是()A原子序数由大到小的顺序是原子序数由大到小的顺序是CABB原子半径由大到小的顺序是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原子最外层电子数由多到少的顺序是BAC答案：答案：B(6)原子电子层数与最外层电子数相等的元素：原子电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(7)原子电子总数为最外层电子数原子电子总数为最外层电子数2倍的元素：倍的元素：Be。(8)原子次外层电子数是最外层电子数原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：倍的元素：Li、Si。(9)原子内层电子数是最外层电子数原子内层电子数是最外层电子数2倍的元素：倍的元素：Li、P。1某元素的原子核外有三个电子层，最外层有某元素的原子核外有三个电子层，最外层有4个电子，该原子个电子，该原子核内的质子数为核内的质子数为()A14B15C16 D17答案：答案：A下面判断正确的是下面判断正确的是()A原子半径：丙原子半径：丙丁丁丙丙C氢氧化物碱性：丙氢氧化物碱性：丙丁丁戊戊 D最外层电子数：甲最外层电子数：甲乙乙解析：解析：同周期中原子半径从左向右依次减小，故同周期中原子半径从左向右依次减小，故A错；同主族元错；同主族元素的金属性自上而下依次增强，素的金属性自上而下依次增强，B错；金属性越弱，其氢氧化物的错；金属性越弱，其氢氧化物的碱性越弱，碱性越弱，C正确；同周期元素原子的最外层电子数从左向右依次正确；同周期元素原子的最外层电子数从左向右依次增大，故增大，故D错。错。答案：答案：C规律方法规律方法元素周期律的出题形式及对策元素周期律的出题形式及对策1给出各元素在周期表中的相对位置，然后推断各元素，根据性给出各元素在周期表中的相对位置，然后推断各元素，根据性质规律判断选项质规律判断选项(如本题如本题)，常以，常以H和和He及短周期为条件突破。及短周期为条件突破。2给出各元素的化合价和各元素原子的原子半径，推断各元素后给出各元素的化合价和各元素原子的原子半径，推断各元素后根据性质规律判断。根据性质规律判断。3根据原子核外电子排布规律推断。根据原子核外电子排布规律推断。4也有通过一些性质也有通过一些性质(反应现象、颜色、气味等反应现象、颜色、气味等)作为其推断的突作为其推断的突破口。破口。总之，掌握好位总之，掌握好位构构性三者的关系和有关元素原子结构及周期性三者的关系和有关元素原子结构及周期律等知识，这类试题同学们是完全可以解决的。律等知识，这类试题同学们是完全可以解决的。2(2009海南化学改编海南化学改编)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，一些性质做了预测，X是其中的一种是其中的一种“类硅类硅”元素，后来被德国化元素，后来被德国化学元素家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根学元素家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关据元素周期律，下列有关X性质描述中错误的是性质描述中错误的是()AX单质不易与水反应单质不易与水反应BXO2可被碳或氢还原为可被碳或氢还原为XCX的得电子能力比的得电子能力比Si的弱的弱DXH4的稳定性比的稳定性比SiH4的高的高解析：解析：根据元素周期律，同族元素随着原子序数的递增，非金属根据元素周期律，同族元素随着原子序数的递增，非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，故性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，故D项明显错误。其他选项可项明显错误。其他选项可由硅的性质进行类推。由硅的性质进行类推。答案：答案：DA原子半径：原子半径：r(A)r(B)r(D)r(C)B原子序数：原子序数：dcbaC离子半径：离子半径：r(C3)r(D)r(B)r(A2)D单质的还原性：单质的还原性：ABDC解析：解析：aA2、bB、cC3、dD都是短周期元素的离子，由于它都是短周期元素的离子，由于它们的电子层结构相同，因而们的电子层结构相同，因而C、D位于位于A、B的上一周期，为非金属的上一周期，为非金属元素，且原子序数：元素，且原子序数：dc；A、B为金属元素，且原子序数：为金属元素，且原子序数：ab，因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为：因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为：abdc。由于。由于A、B在在C、D的下一周期，又是原子半径较大的金属元素，因而的下一周期，又是原子半径较大的金属元素，因而A、B的原子半径肯定比的原子半径肯定比C、D的原子半径大，根据同周期元素原子半径的原子半径大，根据同周期元素原子半径的递变规律知，的递变规律知，r(B)r(A)r(C)r(D)。电子层结构相同的离子，阴离子半径必然大于阳离子半径，且带电子层结构相同的离子，阴离子半径必然大于阳离子半径，且带负电荷越多，半径越大，阳离子带正电荷越多，半径越小负电荷越多，半径越大，阳离子带正电荷越多，半径越小,故离子故离子半径由大到小的顺序为半径由大到小的顺序为:r(C3)r(D)r(B)r(A2)。单质中，还。单质中，还原性：原性：BA，CD。答案：答案：C3下列微粒半径大小比较正确的是下列微粒半径大小比较正确的是()ANaMg2Al3ClNaAl3CNaMgAlS DCsRbKNa解析：解析：A项中四种离子核外电子数相同，随着核电荷数增多，离子项中四种离子核外电子数相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，即半径依次减小，即Al3Mg2NaClNaAl3，故，故B项正确。项正确。答案：答案：B热点实验元素性质递变规律探究热点实验元素性质递变规律探究探究举例探究举例制冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内制冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到制冷的目的。人们循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到制冷的目的。人们曾采用乙醚、曾采用乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷剂，但它们不是有毒就是易燃，等作制冷剂，但它们不是有毒就是易燃，于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。根据已有于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。根据已有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下。知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下。(1)氢化物的易燃性：氢化物的易燃性：SiH4PH3H2SHCl，则，则_H2OHF。(2)化合物的毒性：化合物的毒性：PH3NH3，CCl4CF4，则，则H2S_H2O，CS2_CO2。(上述两题用上述两题用“”、“”或或“PH3H2SHCl，因此得出氢化物越不稳定的越易燃烧，很容，因此得出氢化物越不稳定的越易燃烧，很容易得出氢化物的易燃性顺序易得出氢化物的易燃性顺序CH4NH3H2OHF。(2)根据已知化合物的毒性根据已知化合物的毒性PH3NH3，CCl4CF4，总结规律得出结，总结规律得出结论：同类型的化合物，非金属性越弱的元素形成的化合物毒性越强，论：同类型的化合物，非金属性越弱的元素形成的化合物毒性越强，从而得出从而得出H2SH2O，CS2CO2。(3)据题中信息据题中信息CCl4的沸点的沸点76.8 、CF4的沸点的沸点128 ，说明只含，说明只含有有C与与Cl元素的化合物沸点高，而只含元素的化合物沸点高，而只含C与与F元素的化合物沸点低，元素的化合物沸点低，因此组成中含因此组成中含C、Cl、F元素组成的化合物的沸点将会介于元素组成的化合物的沸点将会介于76.8 和和128 之间，故其他类似的制冷剂可以是之间，故其他类似的制冷剂可以是CFCl3或或CF3Cl。(4)结合题中信息及前三问，开发新制冷剂应考虑它的毒性、沸点、结合题中信息及前三问，开发新制冷剂应考虑它的毒性、沸点、易燃性等因素。易燃性等因素。答案：答案：(1)CH4NH3(2)(3)CFCl3或或CF3Cl(4)使大气臭氧层出现空洞使大气臭氧层出现空洞A1元素性质呈现周期性变化的根本原因是元素性质呈现周期性变化的根本原因是()A原子半径呈周期性变化原子半径呈周期性变化B元素化合价呈周期性变化元素化合价呈周期性变化C电子层数逐渐增加电子层数逐渐增加D元素原子的核外电子排布呈周期性变化元素原子的核外电子排布呈周期性变化解析：解析：元素性质呈现周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周元素性质呈现周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果。期性变化的必然结果。答案：答案：D2下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数数B非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数外层电子数 C最外层有最外层有2个电子的原子都是金属原子个电子的原子都是金属原子D最外层有最外层有5个电子的原子都是非金属原子个电子的原子都是非金属原子解析：解析：B中，非金属元素呈现的最低化合价绝对值最外层电子中，非金属元素呈现的最低化合价绝对值最外层电子数数8；C中，中，He最外层有最外层有2个电子，但其属于非金属；个电子，但其属于非金属；D中，第中，第A族的族的Sb、Bi均为金属元素。均为金属元素。答案：答案：A3下列递变规律正确的是下列递变规律正确的是()A还原性：还原性：NaAlMgB氧化性：氧化性：I2Br2Cl2C原子半径：原子半径：NaNO D最高正价：最高正价：ClSMgAl；B中氧化性：中氧化性：Cl2Br2I2；C中，中，借助第三周期中借助第三周期中P元素，可比较其原子半径大小顺序为：元素，可比较其原子半径大小顺序为：NaPNO；D中最高正价：中最高正价：ClSP。答案：答案：C4X、Y、Z、W为四种短周期元素，已知为四种短周期元素，已知X、Z同主族，同主族，Y、W同同周期；周期；X的气态氢化物比的气态氢化物比Z的稳定；的稳定；Y的阳离子比的阳离子比W的阳离子氧化的阳离子氧化性强；性强；Y的阳离子比的阳离子比Z的阴离子少一个电子层。下列表示中，正确的阴离子少一个电子层。下列表示中，正确的是的是()A原子序数：原子序数：XYZWB简单离子半径：简单离子半径：WYZXC原子半径：原子半径：WYZXD原子的得电子能力：原子的得电子能力：XH2SO4(4)2Al6HCl=2AlCl33H2练规范、练技能、练速度练规范、练技能、练速度