《元素周期律和元素周期表》原子結構元素周期律PPT(第1課時元素周期律)
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、原子序數
1.概念:元素在元素周期表中的序號。
2.原子序數與原子結構的關系:原子序數=_________=_______=___________。
【巧判斷】(1)原子和離子都滿足“原子序數=核電荷數=核外電子數”的關系。 ( )
提示:×。因離子一定有電子的得失,所以一定不滿足這個關系。
(2)原子序數為8,核外電子數為8,則質量數一定是16。( )
提示:×。原子序數為8,核外電子數為8,但中子數不一定是8,故質量數不一定是16。
二、元素周期律
1.1～18號元素核外電子排布的變化規律(最外層電子排布)
2.元素性質的遞變規律
(1)元素原子半徑的周期性變化。
規律:隨著原子序數的遞增,元素原子的半徑呈現_________的周期性變化。
(2)元素主要化合價的周期性變化。
以1～18號元素為例探究化合價的變化,圖示如下:
規律:隨著原子序數的遞增,元素的最高正化合價呈現_______(O、F除外),最低負化合價呈現_______的周期性變化。
【巧判斷】
(1)隨著元素原子序數的遞增,原子最外層電子數總是從1到8重復出現。( )
提示:×。在原子的電子層數為1時,最外層電子數是從1增加到2。
(2)隨著元素原子序數的遞增,元素的最高化合價從+1到+7,最低化合價從-7到-1重復出現。( )
提示:×。氟元素無正價,氧元素沒有最高正化合價,且最低化合價是從-4到-1重復出現。
三、元素周期律
1.內容:元素的性質隨著_________的遞增而呈周期性變化。
2.實質:元素性質的周期性變化是_________________周期性變化的必然結果。
【微思考】
1868年俄國化學家門捷列夫提出了元素周期律的觀點,他認為“隨著元素相對原子質量的遞增,元素的性質呈周期性變化”。請你分析這句話是否正確,并說明原因。
提示:錯誤。元素的性質是隨原子序數的遞增而呈周期性變化,而不是相對原子質量。限于當時的條件和科學水平,在當時是正確的。
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元素周期律和元素周期表PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點一 化合價與最外層電子數之間的關系
【重點釋疑】
1.元素的主要化合價與最外層電子數的關系主族元素最高正化合價=最外層電子數(O、F除外)最低負化合價=最外層電子數-8。|最高正化合價|+|最低負化合價|=8。
2.常見元素化合價的特點
(1)氫元素:+1、-1、0價,如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1、0價,如NaF、F2,氟無正價。
(3)氧元素:-2、-1、0價,如CaO、Na2O2、O2,氧無最高正價。
(4)金屬只有正價。
(5)非金屬元素既有正價又有負價(O、F除外)。
【易錯提醒】元素化合價的“三個二”
(1)二“特殊”:F無正價,O無最高正價。
(2)二“只有”:金屬只有正價,只有非金屬才有負價。
(3)二“等式”:對于主族元素,最高正價=最外層電子數,|最低負價數值|+|最高正價數值|=8(除O、F外)。
【思考·討論】
(1)主族元素的最高正化合價一定等于原子核外最外層電子數嗎?
提示:不一定,如F為最活潑的非金屬元素,只有0價和-1價,無最高正化合價。
(2)分析1～18號元素的最高正化合價與最低負化合價的絕對值之差是6、4、2時分別對應什么元素。
提示:最高正化合價=原子最外層電子數,最高正化合價+最低負化合價的絕對值=8。最高正化合價與最低負化合價的絕對值之差是6、4、2時分別對應的元素為Cl、S、N和P。
【案例示范】
【典例】(2019·六安高一檢測)下列各組元素中,按最高正價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?！颗袛嘣氐幕蟽r思路如下:
【解析】選B。根據元素的最高正化合價在數值上一般等于其最外層電子數及特殊元素的化合價來分析各選項。A項,C:+4價,N:+5價,F無正價,O無最高正價;B項,K:+1價,Mg:+2價,C:+4價,S:+6價;C項,H:+1價,He無最高正價,Li:+1價,Be:+2價;D項,P:+5價,S:+6價,Cl:+7價,Ar無最高正價。
【母題追問】(1)判斷A選項中各元素的最低負化合價。(證據推理與模型認知)
提示:根據最低負化合價=最外層電子數-8,可以得出C、N、O、F的最低負化合價分別為-4、-3、-2、-1。
(2)D選項中的P、S、Cl三種元素的最高正化合價與最低負化合價的和分別是多少?(證據推理與模型認知)
提示:P、S、Cl的最高正化合價分別為+5、+6、+7,最低負化合價分別為-3、-2、-1,三種元素的最高正化合價與最低負化合價的和分別為2、4、6。
【遷移·應用】
1.一般能決定元素化合價高低的是 ( )
A.核內電子數B.核外電子數
C.核外電子層數D.最外層電子數
【解析】選D。元素化合價高低是由最外層電子數決定的。
2.某元素X的最高價氧化物對應水化物的化學式是H2XO3,則X的簡單氣態氫化物的分子式為 ( )
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4
【解析】選D。X元素的最高價氧化物對應的水化物的化學式為H2XO3,則X的最高正化合價為+4,說明X原子最外層有4個電子,最低負化合價為-4,形成的簡單氣態氫化物的分子式為XH4。
【補償訓練】
(2019·聊城高一檢測)下列元素的常見化合價從+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項中He為0價;C項中元素正價化合價分別為+3、+2、+1,與題目要求恰好相反;D項中F無正價。
【素養提升】
在現行的元素周期表中,共有118個元素,其中金屬元素94個。下面是關于金屬元素的一些討論,據此回答:
(1)金屬元素有負化合價嗎?它們能否形成簡單陰離子?
提示:金屬元素無負化合價,所以不能形成簡單陰離子。
(2)對于同橫行的金屬元素,從左到右,其化合價是怎樣變化的?
提示:同橫行的金屬元素,從左到右其最外層電子數逐漸增加,所以最高正化合價是逐漸升高的。
【補償訓練】
硒鼓,也稱感光鼓,是打印機中很重要的組成部分,決定了打印質量的好壞。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和最低負化合價分別是多少?
提示:+6價和-2價。根據硒的原子結構示意圖可以得出其原子的最外層電子數為6,因此最高正化合價=最外層電子數=+6,最低負化合價=最外層電子數-8=6-8=-2。
知識點二 微粒半徑大小的比較
【重點釋疑】
1.原子
(1)同一橫行,從左到右,核電荷數依次增大,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)具有相同電子層結構的離子,隨核電荷數的增大,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:核外電子數越多,半徑越大。
(1)陽離子:r(原子)>r(陽離子)。如r(Na)>r(Na+)。
(2)陰離子:r(原子)<r(陰離子)。如r(Cl)<r(Cl-)。
(3)多種價態的離子:價態越高,半徑越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
【思考·討論】
(1)對于電子層數相同的原子,為什么其核電荷數越多原子半徑越小?
提示:原子核帶正電荷,核電荷數越多,原子對核外電子的引力越大,原子半徑越小。
(2)電子層數多的原子的半徑一定大于電子層數少的原子半徑嗎?
提示:不一定。只有當微粒的最外層電子數相同時,電子層數越多,半徑才越大。
【方法規律】微粒半徑大小比較的三步走
微粒半徑主要是由核電荷數、電子層數和核外電子數決定的。按“三看”規律進行比較:
(1)一看電子層數
電子層數不同、最外層電子數相同時,電子層數越多,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
電子層數相同時,核電荷數越多,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
核電荷數相同時,電子數越多,半徑越大。例如:r(Na+)<r(Na),r(Cl-)>r(Cl)。
【遷移·應用】
1.(2019·承德高一檢測)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律:①具有相同電子層數的元素,隨著原子序數的遞增,原子半徑遞減;②具有相同最外層電子數的元素,隨著電子層數的增加,原子半徑增大。A項,r(Na)>r(Mg)>
r(Al);B項,r(Na)>r(O)>r(F);D項,r(Si)>r(P)>r(C)。
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