2024_2025学年新教材高中化学第1章原子结构元素周期律第2节基次时3元素周期律学案鲁科版必修第二册.docVIP

PAGE

PAGE7

元素周期律

学习任务

1.会书写1～20号元素原子核外电子排布，能分析核外电子排布、原子半径、主要化合价的递变规律，从宏观、微观相结合的角度相识元素周期律，形成“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。

2.通过分析核外电子排布、原子半径及元素主要化合价的变更规律，建立证据意识，培育“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

一、元素性质的变更规律

1．原子序数

(1)含义：元素在元素周期表中的序号。

(2)与其他量的关系

原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

2．原子核外最外层电子数的变更规律

原子序数

最外层电子数

1～2

1→2

3～10

1→8

11～18

1→8

结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈周期性变更

3．元素原子半径的变更规律

原子序数

原子半径的变更规律

3～9

大→小

11～17

大→小

结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈周期性变更

4．元素化合价的变更规律

原子序数

元素主要化合价

1～2

＋1→0

3～10

＋1→＋5、－4→－1→0

11～18

＋1→＋7、－4→－1→0

结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变更

推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)原子序数相同的原子是同一种原子。 ()

(2)电子层数相同的原子的半径随着原子序数的递增慢慢增大。 ()

(3)电子层数相同的元素原子的最低价总是从－7→－1慢慢上升。 ()

(4)原子最外层上的电子数随原子序数的递增从1～8呈周期性变更(第1周期除外)。 ()

[答案](1)×(2)×(3)×(4)√

二、元素周期律

1．含义

元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变更，这个规律叫作元素周期律。

2．内容

随着元素原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈现周期性变更。

3．实质

元素性质的周期性变更是元素原子核外电子排布呈周期性变更的必定结果。

1869年俄国科学家门捷列夫提出了元素周期律的观点，他认为“随着元素原子量的递增，元素的性质呈周期性变更”。请你分析这句话是否正确，并说明缘由。

提示：错误。元素的性质是随原子序数的递增而呈周期性变更，而不是原子量。限于当时的条件和科学水平，在当时是正确的。

元素的主要化合价

三氧化二砷俗称砒霜，化学式为As2O3。As2O3是最古老的毒物之一，无臭无味，外观为白色霜状粉末。

As2O3中砷元素为33号元素，其原子结构示意图为。

1．试依据砷元素的原子结构示意图推想该元素的最高价。

提示：砷元素原子最外层有5个电子，因此其最高价为＋5价。

2．试依据砷元素的原子结构示意图推想该元素的最低价。

提示：砷元素原子最外层有5个电子，最外层得到3个电子达到8电子稳定结构，因此其最低负价为－3价。

3．由上述(1)(2)可知，元素的最高价和最低价存在什么关系？

提示：一般状况下，元素的最低化合价＝原子核外最外层电子数－8(H、稀有气体元素除外)。

化合价与最外层电子数之间的关系

1．元素的主要化合价与最外层电子数的关系：

主族元素最高正化合价＝最外层电子数(O、F除外)

最低负化合价＝最外层电子数－8。

|最高正化合价|＋|最低负化合价|＝8。

2．常见元素化合价的特点：

(1)氢元素：＋1、－1、0价，如H2O、NaH、H2。

(2)氟元素：－1、0价，如NaF、F2，氟无正价。

(3)氧元素：－2、－1、0价，如CaO、Na2O2、O2，氧无最高正价。

(4)金属只有正价。

(5)非金属元素既有正价又有负价(O、F除外)。

【例题】某元素R的最高价氧化物对应的水化物是HnRO2n－2，则元素R在其气态氢化物中的化合价是()

A．3n－10 B．12－3n

C．3n－4 D．3n－12

D[元素R在其最高价氧化物对应的水化物中显正价，而在其氢化物中显负价。设R的最高化合价为＋x，由化合物中正、负化合价代数和为0，列式：(＋1)·n＋x＋(－2)·(2n－2)＝0，解得x＝3n－4。因为元素的最高化合价＋|最低化合价|＝8，所以氢化物中元素R的化合价为－[8－(3n－4)]＝3n－12。]

[变式旁通]当n＝3时，R可能是什么元素？其最高价含氧酸和氢化物的化学式是什么？

提示：n＝3，最高价含氧酸的化学式为H3RO4，R的最高价为＋5，此元素为P，最高价含氧酸和氢化物分别为H3PO4、PH3。

1．下列各组元素中，按最高正价增大依次排列的是()

A．C、N、O、F B．K、Mg、C、S

C．Cl、Br、I D．P、S、Cl、Ar

B[A项中，O无最高正价，F无正价；C项Cl、Br、I三元素最高正价均为＋7；D项中Ar的化合价为0。]

2