第四章 物质结构元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第3课时 原子结构与元素的性质
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．能从原子水平认识碱金属、卤素的结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念，并理解其性质的相似性和递变规律。(宏观辨识与微观探析)
2．能依据“碱金属、卤素性质的比较”实验要求的需要，完成对碱金属、卤素性质的比较实验，会根据实验现象形成初步结论。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
中国计量科学研究院成功研制“铯原子喷泉钟”，实现了2 000万年不差一秒，使我国成为国际上少数具有独立完整的时间频率计量体系的国家之一。铯元素与钠元素在同一主族，金属铯与水是否能够反应？
教学建议 1.对碱金属及卤素性质的学习，在通过实验归纳得出碱金属元素金属性的递变规律后，可让学生预测卤族元素化学性质的相似性和递变性，最后引导学生从原子结构角度解释卤族元素非金属性的递变规律。2．本节内容的核心为碱金属单质的还原性与卤族单质的氧化性，都建立在氧化还原反应原理基础之上，在教学中要注意应用氧化还原反应相关知识进行分析探究。
学习任务一 碱金属元素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
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1．元素的性质
2．碱金属元素的原子结构
(1)碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1；
(2)随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
3．碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应的实验
碱金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象 先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体 先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)
化学方程式 2Na＋O2Na2O2 K＋O2KO2(超氧化钾)
碱金属单质 钠 钾
结论 金属活泼性：钾>钠
(2)钠、钾与水反应的比较
碱金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象 钠浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色 钾浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声，有轻微爆炸声并着火燃烧；反应后的溶液呈红色
化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
实验结论 金属的活泼性：钾>钠
(3)碱金属元素的化学性质具有递变性的原因
从Li→Cs，随核电荷数增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素原子的失电子能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。
[闪问] 碱金属元素的化学性质具有递变性，钾比钠活泼，钾能否从NaCl溶液中置换出钠？
提示：不能；因为钾与NaCl溶液中的水发生反应而不是与NaCl反应。
4．碱金属单质的物理性质
元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)
相同点 除铯外，其余都呈银白色，它们都比较软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电、导热性强
递变规律 密度 逐渐增大(钠、钾反常)
熔、沸点 逐渐降低
个性特点 ①铯略带金色光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大
[小试身手] 判断下列说法是否正确：
(1)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价。(√)
提示：碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在化合物中元素的化合价都为＋1价。
(2)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应。(×)
提示：易失电子发生氧化反应。
(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。(√)
提示：碱金属元素的核电荷数越大，原子半径越大。
(4) Li在空气中加热生成Li2O2。(×)
提示：Li在空气中加热生成Li2O。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：碱金属单质的化学性质为什么具有相似性？
提示：结构决定性质，碱金属元素的原子结构相似，最外层均有一个电子，均易失电子，化学性质活泼，故它们的单质具有较强的还原性，能与氧气等非金属及水、酸反应。
2．辨析：如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强？
提示：从上到下，碱金属元素原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子变得越来越容易，故从上到下，金属性逐渐增强。
3．探索：铯(Cs)位于元素周期表中第六周期第ⅠA族。铯投入CuCl2溶液中，能置换出Cu吗？为什么？
提示：不能，Cs在溶液中先与H2O反应生成CsOH，2CsOH＋CuCl2===2CsCl＋Cu(OH)2↓。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)
2．碱金属元素性质的递变性
3．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
【知识拓展】元素金属性(失电子的能力)强弱的判断依据
依据 结论
根据单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度 越易者金属性越强
根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 碱性越强者金属性越强
根据金属之间的置换反应 活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·海口高一检测)钠在周期表中位于第三周期第ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是( )
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
解析:选C。Na在空气中燃烧会生成Na2O2，但Li没有Na活泼，在空气中燃烧生成的是Li2O，A项错误；第ⅠA族中氢不属于碱金属元素，B项错误；金属性越强，对应阳离子的氧化性越弱，所以碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋，C项正确；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蜡中，D项错误。
[借题发挥](1)改变命题方式：碱金属元素在化合物中的化合价均为________。
提示：＋1价。锂、钠、钾、铷、铯均为第ⅠA族元素，原子的最外层都有一个电子，在化学反应中易失去1个电子，显＋1价。
(2)改变命题方向：请比较题目中碱金属元素Na和K的最高价氧化物对应水化物(NaOH和KOH)的碱性强弱。
提示：元素金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故NaOH的碱性小于KOH。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
碱金属在电池、催化剂等领域有着广泛的用途，关于碱金属单质的性质叙述错误的是( )
A．都是电和热的良导体
B．从Li至Cs，熔点逐渐降低
C．都是柔软的银白色金属(铯略带金色)
D．都可以保存在煤油中
解析:选D。 碱金属是活泼金属，均为电和热的良导体，A正确；碱金属随核电荷数的递增，单质熔点递减，B正确；碱金属硬度较小，为银白色金属(铯略带金色)，C正确； Li的密度小于煤油，Li不能保存在煤油中，D错误。
补偿训练:
1．(2022·吉林高一检测) 可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势，下列有关“类钫”的预测错误的是( )
A．单质有较高的熔点
B．“类钫”在化合物中呈＋1价
C．“类钫”具有放射性
D．“类钫”单质的密度大于1 g·cm－3
解析:选A。“类钫”在周期表中处于碱金属元素的最下方，碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，单质的熔、沸点逐渐降低，A错误。
2．下列叙述错误的是( )
A．碱金属具有强还原性，它们的离子具有强氧化性
B．随着电子层数的增多，碱金属的原子半径逐渐增大
C．碱金属单质的熔、沸点随着核电荷数的增大而降低
D．碱金属元素在自然界中都是以化合态的形式存在的
解析:选A。碱金属元素随着核电荷数的增大，电子层数增多，原子半径逐渐增大，单质的熔、沸点逐渐降低。金属单质还原性越强，失电子能力越强，变为阳离子后的氧化性越弱，故碱金属的阳离子的氧化性都很弱。
3．(2022·廊坊高一检测) 钠和铯都是碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述正确的是( )
A．铯的密度比水小，像钠一样浮在水面上
B．铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸
C．碳酸铯加热时易分解成二氧化碳和氧化铯
D．氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾弱
解析:选B。铯的密度比水大，放入水中会沉在水底，故A错误；碱金属元素从上到下，与水反应的剧烈程度逐渐增大，铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸，故B正确；同主族的元素及其化合物的性质具有相似性，碳酸钠受热不易分解，因此碳酸铯加热时也不易分解，故C错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，因此氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾强，故D错误。
学习任务二 卤族元素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
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1．卤族元素的原子结构特点
2．卤素单质的物理性质
项目 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固体
熔、沸点 逐渐升高
[闪问] 卤族元素单质的熔、沸点与它们的相对分子质量之间有何关系？
提示：卤族元素单质的相对分子质量越大，熔、沸点越高。
3．卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
卤素单质 化学方程式 反应条件或现象 氢化物的稳定性
F2 H2＋F2===2HF 在暗处剧烈化合并发生爆炸 很稳定
Cl2 H2＋Cl22HCl 光照或点燃发生反应 稳定
Br2 H2＋Br22HBr 加热至一定温度才能反应 较稳定
I2 H2＋I22HI 不断加热才能缓慢反应 不稳定
(2)卤素单质之间的置换反应
实验操作
实验现象 溶液由无色变为橙色 溶液由无色变为棕色 溶液由无色变为褐色
化学方程式 Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2 Cl2＋2KI===2KCl＋I2 Br2＋2KI===2KBr＋I2
4.卤素性质的递变规律及原因
从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
[闪问] 一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断。根据HClO和HIO4的酸性强弱能否比较Cl和I的非金属性？
提示：不能。HClO不是Cl元素最高价氧化物对应的水化物。
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1．思考：试比较F、Cl、Br、I对应氢化物的稳定性，据此，能否判断F、Cl、Br、I非金属性的强弱？
提示：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；氢化物的稳定性越强，则对应元素的非金属性越强，即非金属性强弱顺序为F＞Cl＞Br＞I。
2．质疑：氯气能从NaBr溶液中置换出Br2，F2比Cl2活泼，F2能否从NaBr溶液中置换出Br2
提示：不能；F2能与NaBr溶液中的水反应生成HF和O2，不能从NaBr溶液中置换出Br2。
3．探索：F2是卤素单质中氧化性最强的单质。
将Cl2通入NaF溶液中，能否置换出氟单质？
提示：不能，因为Cl2的氧化性小于F2。
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1．卤素单质性质的相似性(用R表示碱金属元素)
化合物→最高价氧化物对应水化物(除氟外)都为强酸
2．卤素单质性质的递变性
卤素单质的氧化性及卤素离子的还原性递变规律
3．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
【知识拓展】元素非金属性(得电子的能力)强弱的判断依据
依据 结论
根据单质与氢气化合的难易程度或生成氢化物的稳定性 越易与氢气化合、氢化物越稳定，非金属性越强
根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 酸性越强，非金属性越强
根据非金属单质间的置换反应 非金属性强的能够置换出非金属性弱的
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【典例】(2022·黄冈高一检测)国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是( )
A．Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B．其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C．其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同
D．Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅
解析:选C。117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子，该元素处于第ⅦA族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应氢化物越稳定，该元素氢化物稳定性比HAt差，则HTs常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质带有金属光泽，但其单质的氧化性比I2弱，不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐增大，颜色逐渐加深，Ts2的沸点高于I2，颜色比I2深，故D错误。
[借题发挥](1)改变涉题物质：本题中的Ts2能从氯化钠溶液中置换出Cl2吗？
提示：不能。氧化性Ts2小于 Cl2，所以 Ts2不能从氯化钠溶液中置换出Cl2。
(2)改变设问角度：本题中的Ts2的颜色有可能为白色吗？
提示：不可能。卤素单质从F2到I2的颜色为淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，颜色逐渐加深，Ts2的颜色不可能为白色。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·荆州高一检测)下列关于卤素(F、Cl、Br、I)叙述正确的是( )
A．其单质在常压下的沸点，随着卤素核电荷数的增多逐渐降低
B．单质和水反应通式：X2＋H2O===HX＋HXO(用X表示卤素)，剧烈程度随着核电荷数的增多而减弱
C．单质和氢气反应的通式：X2＋H2===2HX(条件不同)，剧烈程度随着卤素核电荷数的增多而减弱
D．随着卤素核电荷数的增多，单质的氧化性逐渐增强
解析:选C。卤素单质在常压下的沸点，随着卤素核电荷数的增多逐渐升高，A项不正确；单质氟和水反应生成HF和氧气，B项不正确；同主族自上而下非金属性逐渐减弱，所以与H2反应的剧烈程度逐渐减弱，C项正确；随着卤素核电荷数的增多，单质的氧化性逐渐减弱，D项不正确。
2．(2022·衡阳高一检测) 砹(At)原子序数为85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是( )
A．砹是有色固体
B．非金属性：At
C．HAt非常稳定
D．I2能从砹的可溶性盐溶液中置换出At2
解析:选C。同主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，则其对应氢化物的稳定性逐渐减弱，所以HAt很不稳定，故C错误。
补偿训练:
1．下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是( )
A．Cl2与H2S溶液发生置换反应
B．HCl是强酸，H2S是弱酸
C．单质S与Fe反应生成FeS，而Cl2与Fe反应生成FeCl3
D．HCl比H2S更稳定
解析:选B。Cl2与H2S溶液发生置换反应生成单质硫，说明氯元素的非金属性比硫元素强，A项不符合题意；非金属性强弱与氢化物的稳定性有关，与酸性强弱没有关系，即HCl是强酸，H2S是弱酸不能说明氯元素的非金属性比硫元素强，B项符合题意；单质S与Fe反应生成FeS，而Cl2与Fe反应生成FeCl3，这说明氯气更易得到电子，氧化性：Cl2>S，因此能说明氯元素的非金属性比硫元素强，C项不符合题意；非金属性越强，氢化物越稳定，则HCl比H2S更稳定能说明氯元素的非金属性比硫元素强，D项不符合题意。
2．(2022·朔州高一检测) 下列有关卤素的说法正确的是( )
A．根据Cl2与H2O的反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，可推出F2与H2O的反应：F2＋H2O===HF＋HFO
B．由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
C．淀粉碘化钾在空气中变蓝，发生了反应：4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性都依次增强
解析:选C。F2的氧化性非常强，其与水反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2，故A错误；F、Cl、Br、I的非金属性递减，且元素非金属性递增与氢化物酸性无关，故B错误；淀粉碘化钾在空气中变蓝，是因为碘离子被氧气氧化，发生了反应：4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－，故C正确； F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，故HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；微粒半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，故还原性依次增强，故D错误。
学习任务三 同主族元素性质变化规律 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
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1．探索：自然界中仅存在极少的金属钫(Fr)，位于元素周期表第七周期第ⅠA族。
(1)Fr在碱金属元素中有最大的原子半径。这种说法是否正确？
提示：正确。第ⅠA族元素原子从上到下电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，Fr在碱金属元素中有最大的原子半径。
(2)Fr元素原子的失电子能力比钠强还是弱？
提示：碱金属元素从上到下，其原子的失电子能力逐渐增强，Fr元素原子的失电子能力比钠强。
(3)Fr的最高价氧化物对应的水化物是极强的碱吗？
提示：碱金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性从上到下逐渐增强，故FrOH是极强的碱。
2．思考：利用原子结构如何解释得电子能力F>Cl>Br>I而还原性I－>Br－>Cl－>F－？
提示：F、Cl、Br、I原子最外层都有7个电子，都易得1个电子达到8电子稳定结构，但随原子半径依次增大，得电子能力逐渐减弱。还原性即微粒失去电子的能力。按I－、Br－、Cl－、F－的顺序，离子的半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大，失去电子的能力逐渐减弱，故还原性逐渐减弱。
3．质疑：同一主族元素的原子最外层电子数相同，化学性质相似，那么原子最外层电子数相同的元素化学性质一定相似吗？
提示：不一定。原子最外层电子数相同的元素的化学性质不一定相似，如Mg和He。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．元素性质与原子结构的关系
同主族元素从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
类别 性质 递变规律 (由上至下)
元素 元素金属性 逐渐增强
元素非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·天津市和平区高一检测)X、Y两种主族元素，原子序数均小于20；X、Y原子的最外层电子数相等，且原子半径：XA．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m
解析:选A。主族元素X、Y原子的最外层电子数相同，且原子序数均小于20，说明X、Y为同一主族元素，X的原子半径小于Y，说明在周期表中X位于Y的上方。A项，若X(OH)n为强碱，则X为金属元素，根据同主族元素性质的递变规律，Y也为金属元素，且Y元素原子的失电子能力要强于X元素原子，Y(OH)n应该比X(OH)n的碱性更强；B项，若HnXOm为HNO3，氮元素的氢化物NH3溶于水显碱性；C项，若X元素为氧，则Y元素为硫，Y的单质是S；D项，若Y元素为氯，则X元素为氟，氯元素的最高正价为＋7价，但氟元素无正价。
[借题发挥](1)改变设问：若上题中的X、Y(最外层电子总数相等，原子半径：X提示：在周期表中X位于Y的正上方，X的非金属性强于Y，故X的氢化物比Y的氢化物稳定。
(2)改变角度：若上题中的X、Y(最外层电子总数相等，原子半径：X提示： 碱金属的熔点随着原子核外电子层数的增加而降低，熔点低的是Y元素组成的单质。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是( )
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B．酸性：HF＜HClC．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl>Br
解析:选D。Li、Na、K、Rb、Cs随着原子序数的递增密度呈增大趋势，但K反常，A错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，与氢化物的酸性强弱无关，不能根据氢化物的酸性强弱判断非金属性强弱，B错误； Li与O2在加热时只生成Li2O，C错误；元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，故氧化性Cl2>Br2，则非金属性Cl>Br，D正确。
补偿训练:
1．(2022·威海高一检测) 砷(As)为第四周期第ⅤA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是( )
A．砷在通常情况下是固体
B．可以存在－3、＋3、＋5等多种化合价
C．H3AsO4的酸性比H3PO4弱
D．单质砷的还原性比单质磷弱
解析:选D。同主族从上至下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。砷与磷在同一主族且位于磷的下面，故非金属性：砷<磷，还原性：砷>磷，D项错误。
2．(2022·汕头高一检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与其相对分子质量的关系图，下列说法错误的是( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B．通入单质②能使品红溶液褪色
C．保存单质③时加少量水进行液封
D．单质的氧化性：④>③>②>①
解析:选D。F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，沸点也依次升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。卤族元素中，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，元素非金属性越强，其单质越活泼，所以最活泼的非金属单质是F2，故A正确；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以通入单质②能使品红溶液褪色，故B正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且溴的密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，故C正确；卤族元素单质的氧化性随着原子序数的增大而减小，所以氧化性从弱到强的顺序是④<③<②<①，故D错误。
学习任务 认识元素周期表(教材P99“研究与实践”，选学)
INCLUDEPICTURE "资料·整理J.TIF"
材料一 周期律发现前的元素分类
(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了元素表。元素被分为简单的金属物质、非金属物质等四大类。
(2) 1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说，将当时已知的54种元素中的15种分成5组。
(3)1864年，英国人欧德林用46种元素排出了“元素表”。同年德国人迈耶耳按原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。
(4)1865年，英国人纽兰兹把62种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。
材料二 元素周期律的发现
1867年，俄国人门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。依据周期律排出了周期表，根据周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素，后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫周期律的正确性。
材料三 发展远景——稳定岛理论的出现
按照“稳定岛”理论，元素周期表还存在每周期50种元素的第八、九超长周期，直至最大原子序数为218。应该说，这是一个带有幻想式的大远景周期表。如果按照“稳定岛”理论，可得到有9个周期的新元素周期表。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
思考：如图所示是一种扇形元素周期表的一部分：
请对照周期表回答：
(1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素的名称。
(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么？
提示：(1)氢、钠、氧、硫、氯。
(2)与元素周期表类似，按扇形由内向外依次排列1～7周期元素，一周期为一层；不再划分族，将结构、性质类似元素从左向右排列，共18列。
INCLUDEPICTURE "实践应用2J.TIF"
我国科研团队成功研发“硅—石墨烯—锗晶体管”，代表着我国在这一尖端科技领域走在了世界的前列。
(1)碳元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA族。
(2)硅元素最高价氧化物的化学式为SiO2。
(3)在元素周期表中，锗(Ge)位于第四周期，与Si同主族。Ge—Si与Ge—Te作温差发电，可用于宇航、卫星与空间站的启动电源。下列关于Ge的推断正确的是ab(填字母)。
a．原子的最外层电子数为4
b．原子半径：Ge>Si
c．最高价氧化物对应的水化物酸性强于H2SiO3
(4)硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是锗(填“硅”或“锗”)。
(5)门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。“类硅”为锗(Ge)，“类铝”为镓(Ga)。镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因原子最外层电子数都是3个。
解析:(1)根据元素周期表可知碳元素位于第二周期第ⅣA族；(2)硅元素最高价氧化物的化学式为SiO2；(3)锗(Ge)位于第四周期第ⅣA族，故原子的最外层电子数为4，a正确；锗(Ge)位于第四周期，Si位于第三周期，Ge电子层比Si电子层多，故原子半径：Ge>Si，b正确；锗(Ge)与Si同主族但是Si的非金属性强于Ge，非金属性越强最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故H2SiO3酸性强于锗酸，c错误；(4)锗的非金属性小于硅，故与H2反应时，反应较难进行的是锗；(5)镓与铝最外层电子数相同，都为3个，故性质相似。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·北京市顺义区高一检测)锂电池或锂离子电池备受人们推崇。锂(Li)不可能具有的性质是( )
A．锂在空气中燃烧只会生成氧化锂
B．锂很软，用小刀可以切割
C．锂的熔点比金属铯高
D．金属锂可以保存在煤油或液体石蜡中
解析:选D。锂较其他碱金属活泼性差，燃烧不生成过氧化物，生成氧化锂，A正确；碱金属都很软，可用小刀切割，B正确；碱金属Li→Cs熔点逐渐降低，C正确；金属锂的密度比煤油小，所以不能保存在煤油中，D不正确。
补偿训练:
已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534 g·cm－3、煤油的密度是0.80 g·cm－3，下列有关金属锂的说法不正确的是( )
A．自然界中不存在锂单质
B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C．金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D．金属锂与金属钠的性质有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
解析:选B。由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；金属锂与钠的性质有相似又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确。
2．1940年，意大利化学家西格雷发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是( )
A．与H2化合的能力：At2>I2
B．砹在常温下是白色固体
C．砹原子的最外层上有7个电子
D．砹不能与氢气反应
解析:选C。从F到At元素的非金属性减弱，与H2的化合能力减弱，A项错误；从F2到At2单质颜色逐渐加深，B项错误；卤族元素的原子最外层都有7个电子，C项正确；卤素单质都可以与氢气反应，D项错误。
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．卤族元素都有正化合价
B．卤族元素的单质都只具有氧化性
C．卤族元素的最低化合价都是－1价
D．卤族元素氢化物都不稳定
解析:选C。氟是最活泼的非金属，没有正价，所以卤族元素并不是都有正化合价，故A错误；卤族元素的单质在反应中可以失去电子，具有还原性，如氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，既表现氧化性，也表现还原性，故B错误；卤族元素的最外层电子数都是7个，所以易得1个电子达8电子的稳定结构，即卤族元素的最低化合价都是－1价，故C正确；氢氟酸非常稳定，故D错误。
3．(教材P100 T5改编)根据下表回答问题。
项目 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
一 ①
二 ② ⑤
三 ③ ⑥
四 ④ ⑦
(1)表中________(填元素符号)的非金属性最强；________(填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)表中元素③的原子结构示意图是________。
(3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为________>________(填化学式)。
(4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
解析:根据元素在周期表中的位置可知①～⑦分别是H、Li、Na、K、F、Cl、Br。(1)根据元素周期律可判断表中氟元素的非金属性最强；钾元素的金属性最强，单质钾与水反应的离子方程式为2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(2)表中元素③是Na，原子结构示意图是。(3)同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以氟化氢的稳定性大于溴化氢。(4)表中非金属性最强的元素为F，氟无正化合价，无最高价含氧酸，故元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的为HClO4。
答案：(1)F K
2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑
(2) (3)HF HBr (4)HClO4
补偿训练:
瑞典的化学家阿尔费德森在分析一种矿物时发现，得出的已知成分只有96%，那么其余的4%到哪儿去了呢？他经过反复实验，确信一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。因这种元素是在矿物(名叫透锂长石)中发现的，他就取名为“锂”(希腊文“岩石”之意)。不久，阿尔费德森又在其他矿物中发现了这种元素。另一位著名的瑞典化学家贝采里乌斯也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发现了锂。
(1)在周期表中，锂元素在什么位置？
提示：锂元素位于第二周期第ⅠA族。
(2)锂单质有什么化学性质？与同主族的钠的性质类似吗？
提示：锂单质能与氧气、水、酸等反应，与钠性质类似。
(3)锂的金属性与镁相似，写出下列化学方程式。
①锂在空气中燃烧
②碳酸锂受热分解
③锂与H2O反应
提示：①4Li＋O22Li2O
②Li2CO3Li2O＋CO2↑
③2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
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第 - 1 - 页 共 8 页第四章 物质结构 元素周期律章末复习课
(一)从宏观和微观结合的角度认识原子结构、元素的性质及元素在周期表中的位置之间的关系
1．原子结构与其元素在元素周期表中位置的关系
(1)元素在周期表中的原子序数＝其原子的______________________________。
(2)元素在周期表中的周期数＝其原子的______________________________。
(3)元素在周期表中的主族序数＝其原子的____________________________。
提示：(1)质子数 (2)电子层数
(3)最外层电子数
2．原子结构与元素性质的关系
(1)最外层电子数越少(电子层数越多)，原子越易__________电子，元素的金属性越__________。
(2)最外层电子数越多(电子层数越少)，原子越易__________电子，元素的非金属性越__________。
提示：(1)失去 强 (2)得到 强
(二)从模型认知的角度认识元素性质的周期性变化规律
1．请填写出图中序号所示的内容
①______ ②______ ③______ ④______
⑤______ ⑥______ ⑦______ ⑧______
提示：①增强 ②减弱 ③增强 ④增强
⑤Al ⑥Si ⑦金属 ⑧非金属
2．(1)元素周期表中，同一周期从左到右，最外层电子数依次__________，原子半径依次__________。
(2)元素周期表中，同一主族从上到下，核外电子层数依次__________，原子半径依次__________。
(3)比较微粒半径大小时，先看电子层数，电子层数越多，半径__________，如电子层数相同，看核电荷数，核电荷数越大，半径__________。
提示：(1)增多 减小 (2)增多 增大
(3)越大 越小
(三)从变化观念与微观探析的角度理解化学键：
1．化学键与物质类别的关系
请填写出图中序号所示的内容
①____________ ②____________
③____________ ④____________
提示：①离子 ②极性 ③共价 ④非极性
2．物质变化与化学键变化的思维模型
化学反应的实质是__________的断裂和__________的形成。但有化学键破坏的变化不一定是化学变化，如NaCl固体受热熔化时破坏__________键，又如HCl溶于水时破坏__________键，但都没有新化学键的形成，均属于物理变化。
提示：旧化学键 新化学键 离子 共价
eq \a\vs4\al(,,)
(一)原子结构与元素周期表
元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表是元素周期表的一部分，请参照元素①－⑩在表中的位置，回答下列问题。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)②的原子结构示意图是______________。
(2)化学性质最不活泼的元素是__________________________________ (填元素符号)。
(3)在③、④、⑤、⑥这些元素形成的最简单离子中，离子半径由大到小的顺序是______________________________(填离子符号)。
(4)由元素③、⑤、⑨形成的一种常见的杀菌消毒剂中存在的化学键有____________________。
(5)由元素⑧和⑨形成的某种化合物可表示为X2Y2(其中各原子均满足8电子稳定结构)，写出X2Y2的电子式：____________________。
解析:由元素在周期表位置可知，①为C，②为N，③为O，④为F，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为S，⑨为Cl，⑩为Ar。(1)②为N元素，其原子核外电子排布为2、5，所以原子结构示意图为；(2)0族元素Ar原子最外层有8个电子，既不容易失去电子，也不容易得到电子，化学性质最不活泼，最稳定；(3)根据元素在周期表的位置可知：③为O，④为F，⑤为Na，⑥为Al，这几种元素形成的离子核外电子排布都是2、8，电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以这几种元素形成的离子中，离子半径由大到小的顺序是O2－＞F－＞Na＋＞Al3＋； (4)③为O，⑤为Na，⑨为Cl，由这三种元素形成的一种常见的杀菌消毒剂是NaClO，该物质是离子化合物，Na＋与ClO－通过离子键结合，在阴离子ClO－中，Cl与O原子之间通过共价键结合，故该化合物中存在的化学键有离子键、共价键；(5)⑧为S，⑨为Cl，由元素⑧和⑨形成的某种化合物可表示为S2Cl2，2个S原子通过一个共价键结合，每个S原子分别与1个Cl原子结合，从而使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其电子式为。
答案：(1) (2)Ar (3)O2－＞F－＞Na＋＞Al3＋ (4)共价键、离子键
(5)
(二)元素周期律
元素周期律是自然科学的基本规律，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间的内在联系，是对元素的一种很好的自然分类。下表所列的是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为
0.089 nm)：
元素代号 A B C D E
原子半径/nm 0.16 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋6、－2 ＋7、－1 －2
(1)离子半径大小：B3＋________E2－；金属性
A________B(填“＞”或“＜”)。
(2)D的单质和NaOH溶液反应的离子方程式为__________________________。
(3)A的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_______________________________________。
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
解析:D元素有＋7价和－1价，则D应该是Cl，C元素有＋6价和－2价，则C应该是S，E元素有－2价，原子半径小于C，则E是O，A元素和B元素的原子半径均大于硫元素，分别是＋2价和＋3价，所以A是Mg，B是Al。(1)离子的核外电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径大小：Al3＋＜
O2－；同周期自左向右金属性逐渐减弱，则金属性Mg＞Al；(2)氯气和NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；(3)A的最高价氧化物对应水化物是氢氧化镁，C的最高价氧化物对应水化物是硫酸，二者反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；(4)非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO4。
答案：(1)＜ ＞ (2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (3)Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O (4)HClO4
(三)化学键
各城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。
(1)m＝__________，该保湿剂的化学式为______________________________。
(2)Z、W元素的名称分别为________、________。
(3)下列说法正确的是__________(填字母，下同)。
A．XY2和WZ2都为离子化合物
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含极性共价键
C．H2Z比HY的稳定性强
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
(4)下列化学用语表达不正确的是__________。
A．XY2的电子式：
B．WZ2的结构式：Z===W===Z
C．Y元素的单质与ZO2水溶液反应的化学方程式：Y2＋ZO2＋2H2O===2HY＋H2ZO4
D．用电子式表示XY2的形成过程：
解析:(1)由X原子的结构示意图为，不难推知其为，该元素为Ca，根据CaY2可知Y为－1价，又因Y－与Ca2＋的电子层结构相同，则Y为Cl。(2)Z、W原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且Z、W能形成一种WZ2型分子，则Z、W是C或S。Z与Y相邻，则Z是S，W是C。(3)CaCl2是仅含离子键的离子化合物，CS2是仅含极性键的共价化合物，A错、B对；S的非金属性弱于Cl，则H2S的稳定性比HCl弱，C错；Ca2＋、Cl－具有相同的电子层结构，且Ca元素的核电荷数大，因而半径小，D错。(4)XY2为CaCl2，其电子式为，Cl2与SO2水溶液反应，Cl2做氧化剂，SO2做还原剂，反应的化学方程式：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，故A不正确。
答案：(1)20 CaCl2 (2)硫 碳
(3)B (4)A
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第 - 1 - 页 共 6 页第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
课标定向
1.能运用原子结构示意图描述原子的结构,能从微观角度了解原子的核外电子排布。(宏观辨识与微观探析)
2.能理解、描述和表示原子结构和核外电子
排布的模型,指出模型表示的具体含义,并运用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质。(证据推理与模型认知)
情境导入
随着科学的发展,“点石成金 ”如今已经变为现实。1941年科学家用“慢中子技术”将汞变成了金。1980年美国科学家又用氖和碳原子高速轰击铋金属靶,得到了针尖大的微量金。“点石成金 ”的过程中是发生了化学变化吗 其过程中原子的结构有没有变化
教学建议 本节知识涉及较多化学史知识，授课时要在教材的基础上深入挖掘相关知识，以满足学生对原子结构的探索欲望，帮助学生提高化学学科核心素养。在本节教学中，要注意与学生初中化学知识结合，培养学生建构原子结构模型，并提高学生的模型认知能力。
学习任务一 原子的构成 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．原子的构成
[闪问] 原子内部微粒带有电荷，整个原子是否显电性？请说出原因。
提示：在原子中，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数，质子所带正电荷总数等于核外电子所带负电荷总数，所以整个原子不显电性。
2．质量数
(1)质量数：原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
(2)关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
[闪问] 生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——C 14)会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里C 14的数量，可以推断出它的存在年代。
你知道C 14的“14”是什么含义吗？这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少？
提示：C 14的“14”是指这种碳原子的质量数为14，此碳原子的质子数为6，核外电子数＝质子数＝6，中子数＝质量数－质子数＝8。
[小试身手] (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子呈电中性，其质量主要集中在原子核上。(√)
提示： 原子中电子的质量相对于质子或中子来说可以忽略不计。
(2)相对原子质量就是质量数。(×)
提示：质量数＝质子数＋中子数。相对原子质量是指某原子的质量与C 12原子质量的1/12的比值。
(3)任何粒子的质子数都等于电子数。(×)
提示：阴阳离子的质子数与电子数不相等。
(4)阳离子的质量数等于其质子数与中子数之和。(√)
提示：微粒的质量数等于其质子数与中子数之和。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：科学家分析嫦娥五号返回器携带月球样品后，发现竟含有镁元素和钛元素，其含量与地球有明显区别。
(1)月球上含有核电荷数为12的镁原子，其质子数是多少？核外电子数是多少？原子中质子数、核外电子数之间有何关系？
提示：镁原子的质子数为12，核外电子数为12。原子中，质子数＝核外电子数。
(2)已知钛为22号元素，一种钛原子的质量数为48，则该钛原子含有多少个中子？
提示：26。中子数＝质量数－质子数。
2．联想：一种中子数为9的氧原子的质量数为多少？核外电子数为多少？其二价氧离子的质量数为多少？核外电子数为多少？
提示：中子数为9的氧原子质量数为17，核外电子数为8；其二价氧离子的质量数为17，核外电子数为10。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．构成原子的粒子
2．有关粒子间的关系
(1)质量关系。
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
②原子的相对原子质量近似等于质量数。
(2)电性关系。
①电中性微粒(原子或分子)：
核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。
②带电离子。质子数≠电子数，具体如下表：
阳离子(Rm＋) 质子数>电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子(Rm－) 质子数<电子数 质子数＝电子数－m
(3)数量关系。
原子序数＝质子数。
[提醒] 原子的结构的特殊点
(1)原子的质量主要集中在原子核上；
(2)原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子不显电性；
(3)原子在化学变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分；
(4)核电荷数(质子数)＝核外电子数，只适用于原子和分子。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．2022年2月27日11时06分，我国在文昌航天发射场使用长征八号运载火箭成功将22颗卫星发射升空，创造我国一箭多星新纪录。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。
中国是世界上最大的钨储藏国。某种钨的核素为W，下列关于W的叙述正确的是( )
A．原子序数为74
B．中子数为181
C．核外电子数为107
D．元素W的相对原子质量为181
解析:选A。依据W可知，W质子数为74，核外电子数为74，原子序数为74，质量数为181，中子数为181－74＝107，181为 eq \o\al(\s\up1(181),\s\do1() W这种核素的近似相对原子质量，不能表示元素W的相对原子质量。
2．(2022·长沙高一检测)科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是( )
A．该粒子不显电性
B．该粒子的质量数为4
C．该粒子为4号元素
D．该粒子的质量比氢原子大
解析:选C。“四中子”粒子中没有带电荷的微粒，所以该粒子不显电性，A正确；中子的相对质量近似是1，所以“四中子”的质量数为4，B正确；“四中子”粒子中没有质子，所以不能说是几号元素，C错误；质量数反映了微粒的相对质量大小，由于“四中子”质量数比氢原子大，所以该粒子的质量比氢原子大，D正确。
补偿训练:
(2022·温州高一检测) 科学家已研究出高能微粒N，则N的结构可能是( )
A．N是由5个氮原子构成的单质
B．N中只有质子，没有中子和电子
C．每个N中含有35个质子和34个电子
D．N中含有35个质子和35个电子
解析:选C。由离子符号知，N是一种离子，而不是单质，故A项错误；氮原子中含有质子、中子和电子，N是N5失去一个电子得到的微粒，含有质子、中子和电子，故B项错误；氮原子质子数和电子数均为7，N5的质子数和电子数均为35，N是N5失去一个电子得到的微粒，所以每个N中含有35个质子和34个电子，故C项正确、D项错误。
学习任务二 核外电子排布 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
2．不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
3.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
(3)原子结构的表示方法
钠原子的结构示意图如图，请注明各部分表示的意义：
[小试身手] 画出K、K＋的结构示意图。二者所含电子层是否相同？
提示：，。
二者所含电子层不同，K含K、L、M、N四层，K＋含K、L、M三层。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素。
(1)铝原子的13个电子在核外应该怎么排布？
提示：K层2个，L层8个，M层3个。
(2)根据初中所学，画出铝原子的原子结构示意图。
提示：。
(3)铝在化学反应中易被氧化失去电子生成铝离子，画出铝离子的结构示意图。
提示：。
2．辨析：原子和离子中微粒间的数量关系：
(1)原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数，如N原子：。
(2)阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋：。
(3)阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－：。
(4)核外电子排布完全相同的两微粒是否是同种元素？
提示：不一定；如 Na＋和Ne的核外电子排布相同，但不属于同种元素。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
利用核外电子排布规律推断元素的性质
元素 最外层电子数 得失电子能力 化学性质 主要化合价
稀有气体元素 8(He为2) 一般不易得失电子 较稳定，一般不参与化学反应 —
金属元素 ＜4 易失电子 金属性 只有正价，一般是＋1→＋3
非金属元素 ≥4 易得电子 非金属性 一般既有正价又有负价
[提醒] (1)审题时注意看清是“最外层电子数”“次外层电子数”还是“内层电子数”。
(2)最外层电子数为次外层电子数的2倍以上时，次外层一定是K层。
(3)注意原子结构示意图与离子结构示意图的区别。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·上海交大附中高一检测)核外电子排布遵循一定的规律。下列关于核外电子排布的说法正确的是( )
A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子
B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是与Ne原子具有相同电子层结构的离子
D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
解析:选C。电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2－、Cl－等，A项错误；O2－、F－、Cl－、Li＋、Na＋、Mg2＋等微粒最外层电子数均达到了稳定结构，B项错误；F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋核外电子排布均为2、8结构，与Ne原子的电子层结构相同，C项正确；He原子的最外层只有2个电子，但He元素是稀有气体元素，D项错误。
[借题发挥](1)改变微粒：某带两个单位负电荷的阴离子核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒是哪种微粒？
提示：该阴离子对应的原子核外电子总数为16，该微粒是S2－。
(2)改变考向：某微粒的最外层只有2个电子，该微粒一定是阳离子吗？
提示：不一定，可能为He原子。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1.如图是某粒子的结构示意图，关于该粒子的说法正确的是( )
A．质子数为10
B．是一种阳离子
C．属于金属元素
D．已形成相对稳定的结构
解析:选D。根据粒子结构示意图可知，该粒子质子数为8，故A错误；该粒子质子数为8，核外电子数为10，质子数小于核外电子数，属于阴离子，故B错误；该粒子质子数为8，为氧元素，氧元素是非金属元素，故C错误；该粒子结构示意图中最外层电子数为8，已达到稳定结构，故D正确。
2．(2022·天津北辰区高一检测) 原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法错误的是( )
A．电子总是先排布在能量最低的电子层里
B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2
C．最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)
D．S2－的M层电子数有6个电子
解析:选D。S原子核外有16个电子，S原子的M层电子数是6个，则S2－的M层电子数为8个，故D错误。
补偿训练:
1．粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。根据粒子结构示意图：，，，下列判断正确的是( )
A．它们都带有电荷
B．它们原子的核外电子数相同
C．它们都具有稳定结构
D．它们表示同一种元素
解析:选C。中质子数比电子数少2个，是阴离子，中质子数与电子数相等，是原子，中质子数比电子数多2个，是阳离子，A、B错误；质子数相同的简单微粒是同种元素，D错误；它们都达到最外层8电子稳定结构，C正确。
2．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A (1)三种元素的元素符号：
A__C__，B__Si__，C__Cl__。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A____，B____，
C____。
解析:由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且质子数C>B，可知C为氯元素。
3．氖气(Ne)是一种无色、无味、非易燃的稀有气体。通常氖可以作为彩色霓虹灯的充装气体用于户外广告显示；此外，它还可用于可视发光指示灯、电压调节以及激光混合气成分。
(1)核外电子排布与Ne原子相同的阳离子有哪些？
提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋。
(2)核外电子排布与Ne原子相同的阴离子有哪些？
提示：F－、O2－、N3－。
(3)核外电子总数与Ne原子相同的分子有哪些？
提示：HF、H2O、NH3、CH4。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·沈阳高一检测)原子核外电子是分层排布的，在不同电子层上运动着的电子能量是不同的，下列电子层上运动的电子能量最低的是( )
A．L层 B．K层 C．N层 D．M层
解析:选B。原子核外电子是分层排布的，距离原子核越近，能量越低，最近的电子层是K层。
2．科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是( )
A．质子数为116
B．中子数为177
C．电子数为116
D．原子中质子数比中子数多61
解析:选D。原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝116，该元素原子的中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，故A、B、C项正确；原子中中子数比质子数多61，D项错误。
3．(2022·鹰潭高一检测)某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是( )
A．核电荷数为17
B．核外有3个电子层
C．在化学反应中易得1个电子
D．单质具有较强的还原性
解析:选D。某粒子的结构示意图为，该粒子是Cl。A项，氯原子的核电荷数为17，A正确；B项，氯原子的核外有3个电子层，B正确；C项，氯原子易得1个电子达到8电子稳定结构，C正确；D项，氯原子易得电子，具有较强的氧化性，D错误。
4．(2022·昆明高一检测)观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答下列有关问题。
(1)B相对应的元素的符号是________，写出 E的符号________。
(2)电子层结构相同的是________(填写字母，下同)，性质最稳定的是________，最容易失去电子的是________，最容易得到电子的是________。
(3)A与D经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是________。
解析:(1)在A～E这五种粒子中，A是Cl，B是O2－、C是Ne，D是Na，E是Mg2＋。(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同，但与原子核内质子数无关。O2－、Ne和Mg2＋都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。(3) Cl与Na形成的化合物为NaCl。
答案：(1)O Mg2＋ (2)BCE C D A
(3)NaCl
补偿训练:
科学家通过粒子加速器获得了6个非常罕见的铁(26号元素)原子，该铁原子的质量数为45。
(1)该铁原子的核内中子数是多少？该原子的核外电子数是多少？
提示：铁元素为26号元素，中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，核外电子数＝质子数＝26。
(2)通过粒子加速器发现了一种钕原子，其核外电子数是60，相对原子质量是144，则该钕原子的中子数是多少？
提示：84。因为相对原子质量≈质子数＋中子数，质子数＝核外电子数＝60，所以该钕原子的中子数是144－60＝84。
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第 - 1 - 页 共 1 页第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
第1课时 元素性质的周期性变化规律
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．能从原子结构视角说明同周期元素的性质递变规律，从微观的角度建构元素周期律，形成微观原子结构特点决定宏观性质的思维模式。(宏观辨识与微观探析)
2．能依据第三周期元素性质的比较实验的要求，选择合适的装置和试剂，完成相关实验。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
1829年，德国科学家德贝莱纳发现锂和钾的原子量的平均数与钠的原子量非常接近，这个规律被称为德贝莱纳三元素组定律，钙、锶、钡之间也存在这个规律。德贝莱纳三元素组定律实际是门捷列夫发现的元素周期律的雏形，揭示了自然界中不同的元素之间存在某些联系。钙、锶、钡三种元素原子的半径之间存在什么规律呢？
教学建议 1.本节课教学要充分发挥学生的主观能动性，让学生根据上节课知识基础设计实验探究Na、Mg、Al元素的金属性强弱，将规律从同主族元素迁移到同周期元素，从而增强学生的科学探究与创新意识。2．在本节教学中，要注意从原子结构的视角引导学生对同周期元素的递变规律进行分析与理解，从而形成对同周期元素金属性、非金属性的变化规律的模型建构，而不能让学生机械记忆背诵。
学习任务一 原子结构的周期性变化 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．原子核外电子排布的周期性变化
目的 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化
图像
结论：同周期元素随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现 的周期性变化(第一周期除外)
2．原子半径的周期性变化
目的 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化
图像
结论：同周期元素随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现 的周期性变化
3．元素化合价的周期性变化
目的 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化
图像
结论：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现 (第二周期 )，最低负化合价呈现 的周期性变化(第一周期和稀有气体元素除外)
[小试身手] 判断下列说法的正误。
(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。 ( )
(4)从原子序数11依次增加到17，原子电子层数不变。( )
(5)从原子序数11依次增加到17，原子半径逐渐增大。( )
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：(1)元素周期表中，同周期或同主族元素原子的半径变化存在什么规律？
(2)如果两种微粒，在元素周期表中不是同周期或同主族，应该如何比较其半径大小？
2．辨析：(1)根据元素周期表中各元素原子半径的变化规律，比较碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半径大小。
(2)如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小？以O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋为例说明。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
粒子半径大小比较方法
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·烟台一中高一检测) 下列元素中，原子半径最大的是( )
A．H B．Li C．Na D．K
2．下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增，元素的最高正化合价也递增的是( )
A．C、N、O、F B．Na、Be、B、C
C．P、S、Cl、Ar D．Na、Mg、Al、Si
补偿训练:
1．(2022·龙岩高一检测)下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是( )
A.①>②>③>④ B．③>④>①>②
C．③>①>②>④ D．①>②>④>③
2．下列粒子半径大小比较正确的是( )
A．原子半径：F＞Cl
B．原子半径：Na＞S＞Cl
C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋
D．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
学习任务二 元素性质的周期性变化 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．探究Na、Mg、Al金属性强弱
根据教材103页【探究】——第三周期元素性质递变，完成下表。
Na、Mg、Al的性质 结论
置换出酸或水中的氢时，由易到难的顺序为 Na、Mg、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序为
最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为
两性氢氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应，且均生成盐和水的氢氧化物。
[小试身手] 向AlCl3溶液中逐渐加入足量氢氧化钠溶液，会产生什么现象？写出反应的离子方程式。
2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较
根据教材103页【探究】——第三周期元素性质递变，完成下表：
Si、P、S、Cl的性质 结论
单质与H2化合由易到难的顺序为 Si、P、S、Cl四种元素非金属性由强到弱的顺序为
最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为
3.元素周期律
(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈 。
(2)实质：元素性质的周期性变化是元素 的必然结果。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：(1)比较Si、P、N的非金属性强弱。
(2)比较H3PO4、H2SiO3、HNO3酸性强弱。
2．思考：硫酸的酸性强于次氯酸，据此能否确定非金属性S大于Cl
3．辨析：试根据同周期元素非金属性的变化规律，比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．原子结构与元素性质的周期性变化
内容 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 逐渐增多
最外层电子数 逐渐增多 相同
原子半径 逐渐减小(稀有气体元素除外) 逐渐增大
金属单质与水或酸置换出H2的难易 易→难 难→易
最高价氧化物对应水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成难易 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
2.元素的金属性、非金属性强弱判断规律
(1)金属性强弱的判断依据
①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则其金属性越强。
(2)非金属性强弱的判断依据
①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则其非金属性越强。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·合肥高一检测)电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，下列判断错误的是( )
A．原子半径：X>Y>Z
B．简单气态氢化物的稳定性：X>Y>Z
C．元素原子得电子能力：X>Y>Z
D．单质与氢气反应的难易程度：X>Y>Z
[解题思维] 解答本题的思维流程如下：
提取关键点 ①电子层数相同的三种元素；②酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4；③简单气态氢化物的稳定性
转化知识点 ①三种元素X、Y、Z在元素周期表同一周期；②非金属越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；③元素非金属性越强，氢化物越稳定
排除障碍点 本题中元素的非金属性与其原子的得电子能力、其单质与氢气反应的难易程度容易出错：元素的非金属性越强，其原子得电子能力越强，其单质与氢气反应越容易
[借题发挥]改变方向：本题中的三种元素X、Y、Z分别位于元素周期表的哪一主族？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·银川高一检测) 下列有关元素周期律的叙述正确的是( )
A．氧化性强弱：F2＜Cl2
B．金属性强弱：K＜Na
C．酸性强弱：H3PO4＜H2SO4
D．碱性强弱：NaOH＜Mg(OH)2
2．图为元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
O F
S Cl
A.原子序数：O > F
B．原子半径：O > S
C．非金属性：S >Cl
D．稳定性：HF > HCl
补偿训练:
1．(2022·遵义高一检测) 下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D．原子的最外层电子数：n(Na)2．下列事实不能作为实验判断依据的是( )
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中，不能置换出铜，判断钠与铁的金属性强弱
C．酸性：H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1. (2022·三亚高一检测)元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质原因是( )
A．元素的相对原子质量逐渐增大
B．原子的电子层数增多
C．原子核外电子排布呈周期性变化
D．原子半径呈周期性变化
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．原子序数越大，原子半径一定越大
B．电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C．元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D．按C、N、O、F的顺序，元素的最高正化合价依次升高
2．(2022·雅安高一检测)下列关于几种物质性质的比较，不能用元素周期律解释的是( )
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
B．非金属性：Cl>Br
C．微粒半径：Al3＋D．酸性：H2SO4>H3PO4
3．(教材P106 T2改编)根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。
(1)属于金属元素的有__________种，金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为______________(填两种化合物的化学式)。
(2)正化合价最高的元素是__________(填元素符号)，其最高正化合价为__________。
(3)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的单质是__________(填化学式)，其最高价氧化物对应的水化物具有__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第三周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)__________。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性__________＞__________(填化学式)。
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第 - 1 - 页 共 6 页第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
课标定向
1.能运用原子结构示意图描述原子的结构,能从微观角度了解原子的核外电子排布。(宏观辨识与微观探析)
2.能理解、描述和表示原子结构和核外电子
排布的模型,指出模型表示的具体含义,并运用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质。(证据推理与模型认知)
情境导入
随着科学的发展,“点石成金 ”如今已经变为现实。1941年科学家用“慢中子技术”将汞变成了金。1980年美国科学家又用氖和碳原子高速轰击铋金属靶,得到了针尖大的微量金。“点石成金 ”的过程中是发生了化学变化吗 其过程中原子的结构有没有变化
教学建议 本节知识涉及较多化学史知识，授课时要在教材的基础上深入挖掘相关知识，以满足学生对原子结构的探索欲望，帮助学生提高化学学科核心素养。在本节教学中，要注意与学生初中化学知识结合，培养学生建构原子结构模型，并提高学生的模型认知能力。
学习任务一 原子的构成 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．原子的构成
[闪问] 原子内部微粒带有电荷，整个原子是否显电性？请说出原因。
2．质量数
(1)质量数：原子核内所有 和 的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
(2)关系：质量数(A)＝ ＋ 。
[闪问] 生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——C 14)会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里C 14的数量，可以推断出它的存在年代。
你知道C 14的“14”是什么含义吗？这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少？
[小试身手] (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子呈电中性，其质量主要集中在原子核上。( )
(2)相对原子质量就是质量数。 ( )
(3)任何粒子的质子数都等于电子数。( )
(4)阳离子的质量数等于其质子数与中子数之和。( )
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：科学家分析嫦娥五号返回器携带月球样品后，发现竟含有镁元素和钛元素，其含量与地球有明显区别。
(1)月球上含有核电荷数为12的镁原子，其质子数是多少？核外电子数是多少？原子中质子数、核外电子数之间有何关系？
(2)已知钛为22号元素，一种钛原子的质量数为48，则该钛原子含有多少个中子？
2．联想：一种中子数为9的氧原子的质量数为多少？核外电子数为多少？其二价氧离子的质量数为多少？核外电子数为多少？
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．构成原子的粒子
2．有关粒子间的关系
(1)质量关系。
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
②原子的相对原子质量近似等于质量数。
(2)电性关系。
①电中性微粒(原子或分子)：
核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。
②带电离子。质子数≠电子数，具体如下表：
阳离子(Rm＋) 质子数>电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子(Rm－) 质子数<电子数 质子数＝电子数－m
(3)数量关系。
原子序数＝质子数。
[提醒] 原子的结构的特殊点
(1)原子的质量主要集中在原子核上；
(2)原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子不显电性；
(3)原子在化学变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分；
(4)核电荷数(质子数)＝核外电子数，只适用于原子和分子。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．2022年2月27日11时06分，我国在文昌航天发射场使用长征八号运载火箭成功将22颗卫星发射升空，创造我国一箭多星新纪录。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。
中国是世界上最大的钨储藏国。某种钨的核素为W，下列关于W的叙述正确的是( )
A．原子序数为74
B．中子数为181
C．核外电子数为107
D．元素W的相对原子质量为181
2．(2022·长沙高一检测)科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是( )
A．该粒子不显电性
B．该粒子的质量数为4
C．该粒子为4号元素
D．该粒子的质量比氢原子大
补偿训练:
(2022·温州高一检测) 科学家已研究出高能微粒N，则N的结构可能是( )
A．N是由5个氮原子构成的单质
B．N中只有质子，没有中子和电子
C．每个N中含有35个质子和34个电子
D．N中含有35个质子和35个电子
学习任务二 核外电子排布 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。
2．不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由 到
能量高低 由 到
3.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在 的电子层里，然后再由里往外排布在 的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①第n层最多容纳 个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为 。
②最外层电子数目最多不能超过 个(K层为最外层时不能超过 个)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过 个。
(3)原子结构的表示方法
钠原子的结构示意图如图，请注明各部分表示的意义：
[小试身手] 画出K、K＋的结构示意图。二者所含电子层是否相同？
二者所含电子层不同，K含K、L、M、N四层，K＋含K、L、M三层。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素。
(1)铝原子的13个电子在核外应该怎么排布？
(2)根据初中所学，画出铝原子的原子结构示意图。
(3)铝在化学反应中易被氧化失去电子生成铝离子，画出铝离子的结构示意图。
2．辨析：原子和离子中微粒间的数量关系：
(1)原子：核外电子数＝ ＝ ，如N原子：。
(2)阳离子：核外电子数＝ ，如Na＋：。
(3)阴离子：核外电子数＝ ，如S2－：。
(4)核外电子排布完全相同的两微粒是否是同种元素？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
利用核外电子排布规律推断元素的性质
元素 最外层电子数 得失电子能力 化学性质 主要化合价
稀有气体元素 8(He为2) 一般不易得失电子 较稳定，一般不参与化学反应 —
金属元素 ＜4 易失电子 金属性 只有正价，一般是＋1→＋3
非金属元素 ≥4 易得电子 非金属性 一般既有正价又有负价
[提醒] (1)审题时注意看清是“最外层电子数”“次外层电子数”还是“内层电子数”。
(2)最外层电子数为次外层电子数的2倍以上时，次外层一定是K层。
(3)注意原子结构示意图与离子结构示意图的区别。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·上海交大附中高一检测)核外电子排布遵循一定的规律。下列关于核外电子排布的说法正确的是( )
A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子
B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是与Ne原子具有相同电子层结构的离子
D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
[借题发挥](1)改变微粒：某带两个单位负电荷的阴离子核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒是哪种微粒？
(2)改变考向：某微粒的最外层只有2个电子，该微粒一定是阳离子吗？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1.如图是某粒子的结构示意图，关于该粒子的说法正确的是( )
A．质子数为10
B．是一种阳离子
C．属于金属元素
D．已形成相对稳定的结构
2．(2022·天津北辰区高一检测) 原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法错误的是( )
A．电子总是先排布在能量最低的电子层里
B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2
C．最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)
D．S2－的M层电子数有6个电子
补偿训练:
1．粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。根据粒子结构示意图：，，，下列判断正确的是( )
A．它们都带有电荷
B．它们原子的核外电子数相同
C．它们都具有稳定结构
D．它们表示同一种元素
2．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A (1)三种元素的元素符号：
A__ __，B__ __，C__ __。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A__ __，B__ __，
C__ __。
3．氖气(Ne)是一种无色、无味、非易燃的稀有气体。通常氖可以作为彩色霓虹灯的充装气体用于户外广告显示；此外，它还可用于可视发光指示灯、电压调节以及激光混合气成分。
(1)核外电子排布与Ne原子相同的阳离子有哪些？
(2)核外电子排布与Ne原子相同的阴离子有哪些？
(3)核外电子总数与Ne原子相同的分子有哪些？
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·沈阳高一检测)原子核外电子是分层排布的，在不同电子层上运动着的电子能量是不同的，下列电子层上运动的电子能量最低的是( )
A．L层 B．K层 C．N层 D．M层
2．科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是( )
A．质子数为116
B．中子数为177
C．电子数为116
D．原子中质子数比中子数多61
3．(2022·鹰潭高一检测)某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是( )
A．核电荷数为17
B．核外有3个电子层
C．在化学反应中易得1个电子
D．单质具有较强的还原性
4．(2022·昆明高一检测)观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答下列有关问题。
(1)B相对应的元素的符号是________，写出 E的符号________。
(2)电子层结构相同的是________(填写字母，下同)，性质最稳定的是________，最容易失去电子的是________，最容易得到电子的是________。
(3)A与D经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是________。
补偿训练:
科学家通过粒子加速器获得了6个非常罕见的铁(26号元素)原子，该铁原子的质量数为45。
(1)该铁原子的核内中子数是多少？该原子的核外电子数是多少？
(2)通过粒子加速器发现了一种钕原子，其核外电子数是60，相对原子质量是144，则该钕原子的中子数是多少？
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第 - 1 - 页 共 1 页第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．通过元素周期表的分区，进一步认识元素周期表和元素周期律的应用，建立其应用的思维模型，并能应用模型解决实际问题。(证据推理与模型认知)
2．通过对元素周期表、元素周期律应用的探究， 体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义，培养科学态度与社会责任。(科学态度与社会责任)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
研究人员发现金属铪和锆的联硒化物二维材料HfSe2和ZrSe2具有更优越的半导体特性，有望代替硅材料应用于未来半导体器件中，使未来电子产品实现更为复杂的功能，是向实现可满足未来电子器件需求的更薄、更节能芯片制造的关键一步。如果要研发更先进的半导体材料，应在元素周期表的什么位置进行寻找？
教学建议 1.对元素周期表和元素周期律的应用的学习，要紧密结合学生所学元素化合物知识，使学生对元素化合物知识在元素周期律的基础上进行概括、总结，使零碎知识系统化，让其在本节课中得以迁移和拓展。2．本节教学主要是元素周期表和元素周期律的应用，教材内容较简单，课堂教学中教师要采用问题探索、合作探究的模式，设置恰当问题，将元素周期表和元素周期律知识有机结合，层层深入，引导学生掌握元素“位－构－性”之间的关系。
学习任务一 元素周期表的分区及化合价规律 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律
(1)请填写出图中序号所示内容：
①增强，②Al，③Si，④非金属，⑤金属，⑥增强，
⑦增强，⑧增强。
(2)分界线附近的元素既表现出金属元素的性质，又表现出非金属元素的性质。
[闪问] Si是非金属，故Si元素只能表现非金属性吗？
提示：不是，硅处在金属与非金属分界线附近，既具有非金属的性质，又具有部分金属的性质。
2．元素化合价与其在周期表中的位置关系
(1)价电子
①定义：与元素的化合价有关的电子。
②具体内容：主族元素的价电子就是最外层电子，有些元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
(2)化合价规律
[小试身手] 判断下列说法的正误：
(1)所有非金属元素都有最高正价＋|最低负价|＝8。(×)
提示：氢元素最高正价＋|最低负价|＝2。
(2)氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2。 (√)
提示：氮元素的最高正价为＋5价，最低负价为－3价。
(3)硫元素的最高正价与最低负价绝对值之差为4。(√)
提示：硫元素的最高正价为＋6价，最低负价为－2价。
(4) 在所有的氧化物中，氧均为－2价。(×)
提示：过氧化物(如H2O2、Na2O2)中，氧为－1价。
(5)第ⅥA族的所有元素的最高正价均为＋6价。(×)
提示：氧元素没有最高正价。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：已知：Te与O、S同主族。
(1)碲元素的常见化合价有哪些？
提示：类比S元素可知，碲元素的主要化合价有－2、＋4、＋6价。
(2)碲元素是不是既有金属性又具有非金属性？
提示：碲位于金属元素和非金属元素分界线附近，具有一定的金属性和非金属性。
2．辨析：X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是下列哪一个？
A．13 B．14 C．15 D．16
提示：D。H2X中X呈－2价，则最高正价为＋6价，位于第ⅥA 族。
3．探索：某元素原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，最高价氧化物的化学式是什么？最高价氧化物对应水化物的化学式是什么？
提示：原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，是第三周期第ⅦA族的Cl，所以最高价氧化物的化学式是Cl2O7，最高价氧化物对应的水化物是HClO4。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。
(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律：同周期主族元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强，非金属性减弱。
2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数，最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(H、O、F除外)。
(2)非金属元素的化合价
①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。
②最低负价的绝对值等于使它达到8电子稳定结构所需要得到的电子数(仅限第ⅣA族～第ⅦA族元素)。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·青岛二中高一检测)砒霜主要成分为三氧化二砷。下列叙述正确的是( )
A．砷元素的最高化合价为＋3
B．砷元素是第五周期的主族元素
C．砷原子的第3个电子层含有18个电子
D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为25
解析:选C。As原子结构示意图为，故为第四周期第ⅤA族元素，最高化合价＝最外层电子数＝＋5，与砷同主族的上一周期元素为15号磷。
2．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
解析:选B。元素周期表中处于金属与非金属交界处的元素通常表现一定的金属性与非金属性，A项错误；第三周期元素的最高正价等于最外层电子数，等于主族序数，B项正确；氢原子变成氢离子后，H＋没有电子，C项错误；同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质具有相似性和递变性，不完全相同，D项错误。
补偿训练:
1．(2022·龙岩高一检测) 某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述不正确的是( )
A．R是ⅣA族元素
B．R气态氢化物化学式为H2R
C．R的最高价氧化物的化学式为RO3
D．R的气态氢化物的水溶液显酸性
解析:选A。短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项不正确；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫的最高价氧化物的化学式为SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。
2．已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是( )
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小
解析:选B。某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A正确；F没有正价，故B错误；第ⅦA族为非金属元素，故C正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此第ⅦA族元素的原子半径是同周期中最小的，故D正确。
学习任务二 元素周期表和元素周期律的应用 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱(或大小)。
2．应用于元素“位置、结构、性质”的相互推断。
3．预测新元素
为新元素的发现，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。
4．寻找新物质
[闪问] 周期表中元素靠近的元素性质相近，有人提出Li的金属性与Mg更接近，你怎么认为？
提示：同一周期从左到右金属性减弱，所以金属性Na>Mg；而同一主族从上到下，金属性增强，所以LiINCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
元素的性质与其在元素周期表中的位置和原子结构有着密切的关系。
(1)已知1～18号元素离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－有相同的电子层结构。
①推断得出四种元素。
提示：元素周期表前三周期元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同电子层结构，核外电子数相等，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素。
②比较Y2－与Z－的还原性大小。
提示：Y2－＞Z－。元素非金属性越强，单质的氧化性就越强，F元素非金属性强于O元素，F2的氧化性强于O2，所以F－的还原性弱于O2－。
③比较H2Y与HZ的稳定性。
提示：H2Y④比较X与W的原子半径。
提示：X>W。同周期元素从左到右，原子半径依次减小，则原子半径Al＜Na。
(2)X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图。
X Y
Z W
①若X、Y为非金属元素，则非金属性Y比X强。这种说法是否正确？
提示：正确。X、Y位于同一周期，同周期从左至右，金属性依次减弱，非金属性依次增强，故非金属性Y>X。
②Z与X的简单离子半径，哪个较大？
提示：X、Z位于同一主族，形成的简单离子电子层Z比X多一层，故简单离子半径Z>X。
③Y、W是否一定具有相同的最高正价？
提示：不一定。Y、W位于同一主族，最外层电子数相等，元素性质有相似性，一般其最高正价相等，但也有特殊性，当Y、W分别是O、S时，O无最高正价，S的最高正价为＋6价，又若Y、W分别是F、Cl时，由于F的非金属性极强，F无正价，Cl的最高价为＋7价。
④X、Y、Z、W四种元素既可都为金属元素，也可都为非金属元素。这种说法是否正确？
提示：正确。当X、Y分别位于第ⅠA族、第ⅡA族时，X、Y、Z、W可分别是Li、Be、Na、Mg，四种元素均为金属元素，当X、Y位于第ⅣA族、第ⅤA族或第ⅤA、第ⅥA族或第ⅥA族、第ⅦA族时，四种元素均为非金属元素。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．同一元素的“位、构、性”关系
具体表现为：
2.元素周期律的具体应用
(1)预测未知元素的性质。
例如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹(At)的单质应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(2)比较元素的性质。
例如比较HClO4和H2SO4的酸性强弱，因为Cl元素的非金属性大于S元素，故最高价氧化物对应的水化物酸性：HClO4＞H2SO4。
(3)解释实验现象。
如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应。
(4)寻找新材料。
如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2021·山东合格考)A、B、C、D、E是元素周期表中前20号的主族元素，它们的原子序数依次增大。A原子的L层电子数是其K层电子数的3倍，C是短周期金属性最强的元素，D是地壳中含量最多的金属元素，E与C同主族。回答下列问题：
(1)A在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族；A、B非金属性较强的是F(填元素符号)。
(2)A、C简单离子半径较小的是Na＋(填离子符号)。
(3)C、E最高价氧化物对应水化物的碱性较弱的是NaOH(填化学式)。
(4)D、E最高价氧化物对应水化物之间反应的化学方程式为Al(OH)3＋KOH===KAlO2＋2H2O。
解析:A原子的L层电子数是其K层电子数的3倍，则其原子核外电子排布为2、6结构，A为O元素；短周期金属性最强的元素为Na元素，C为Na元素；地壳中含量最多的金属元素为Al元素，D为Al元素；C、E是元素周期表中前20号的主族元素，原子序数依次增大，E与C同主族，故E为K元素；B位于A、C之间，且为主族元素，故B为F元素。(1)O在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族；O、F非金属性较强的是F。(2)O2－和Na＋核外电子排布相同，Na＋的核电荷数大，故Na＋半径较小。(3)金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性：NaOH[借题发挥](1)改变考点：比较上题中A、B最简单气态氢化物的热稳定性？
提示：非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，非金属性：F>O，热稳定性HF>H2O。
(2)改变元素：指出在元素周期表中D元素的右边紧邻元素组成单质的一种用途。
提示：Al元素右边紧邻元素为Si元素，硅单质可作半导体材料。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·北京四中高一检测) 2022年是门捷列夫发现元素周期表153周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X Y Z
A.原子半径：W＜X
B．常温常压下，Y单质为固态
C．简单气态氢化物热稳定性：Z＜W
D．X的最高价氧化物对应的水化物是强碱
解析:选D。由题意可知，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。根据电子层数越多，原子半径越大，可得原子半径：WPH3，C项正确； X的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，是弱碱，D项错误。
补偿训练:
1．(2022·温州高一检测) Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是( )
A．原子半径：Br>Se>P
B．还原性：S2－>Se2－>Br－
C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族
D．Se、Br位于同一主族
解析:选C 。由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：Se>Br，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C正确。
2．如图为周期表中短周期元素的一部分，其中A位于第ⅠA族，E为地壳中含量最高的元素。
请完成下列问题：
(1)D元素在元素周期表中的位置：________________________。
(2)A、E简单离子的半径由大到小顺序为__________(用具体的微粒符号表示)。
(3)写出A和F两种元素的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式____________________。
(4)证明元素F和G的非金属性强弱(用化学方程式表示)_________。
解析:(1)E为地壳中含量最高的元素，则 E为氧元素，所以D为氮元素，其在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族。(2)E为O，则F为硫元素，所以A为Na，O2－和Na＋电子层结构相同，根据“序大径小”的方法可知O2－半径大于Na＋半径。(3)Na和S两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和H2SO4，两者反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O。(4)F为硫元素，G为氯元素，将氯气通入H2S溶液中，溶液变浑浊，说明有S单质生成，即可证明氯气的氧化性大于硫单质的氧化性，即氯的非金属性强于硫的非金属性，对应的化学方程式为H2S＋Cl2===S↓＋2HCl。
答案：(1)第二周期第ⅤA族
(2)O2－＞Na＋
(3)OH－＋H＋===H2O
(4)H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(其他答案合理也可)
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·潍坊高一检测)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D．元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素
解析:选C。O无最高正价，F没有正价，A错误；多电子原子中，能量低的电子在离核较近的区域内运动，B错误；P、S、Cl的非金属性依次增强，得电子能力与最高价含氧酸(H3PO4、H2SO4、HClO4)的酸性均依次增强，C正确；过渡元素是第3纵列到第12纵列的元素，D错误。
2．(教材P106 T6改编)1934年约里奥·居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子WZX，得到核素Y，开创了人造放射性核素的先河：WZX＋He→Y＋n，其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A．WZX的相对原子质量为26
B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的
D．Y仅有一种含氧酸
解析:选B。由WZX＋He→Y＋n可得W＋4＝30＋1，则W＝27，设X的最外层电子数为x，结合题给信息可知，x＋x＋2＝8，解得x＝3，又X为金属原子，可得Z＝13，X为Al，Y为P。Al的相对原子质量为27，A项错误；X(Al)、Y(P)均可形成三氯化物，分别为AlCl3、PCl3，B项正确；根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小知，X(Al)的原子半径大于Y(P)的，C项错误；Y(P)有多种含氧酸，如H3PO3和H3PO4等，D项错误。
3．(2022·景德镇高一检测)有四种短周期元素在周期表中的相对位置如表所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X Y
Z W
请回答下列问题：
(1)元素Z位于周期表中第________周期第__________________族。
(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是________(填化学式)。
(3)Z和W的最高价氧化物对应水化物中，酸性较强的是________ (填化学式)。
(4)X的最高价氧化物的化学式为________。
解析:由于第一周期只有2种元素，根据短周期元素在周期表中的位置，确定Z只能是第三周期的元素，假设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，解得x＝5，即Z为磷元素，据此可以判断出W是硫、Y是氧、X是氮。(1)磷位于元素周期表的第三周期第ⅤA族。(2)四种元素的氢化物中，NH3的水溶液碱性最强。(3)P和S最高价氧化物对应的水化物分别为H3PO4和H2SO4，因非金属性：P答案：(1)三 ⅤA (2)NH3 (3)H2SO4
(4)N2O5
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第 - 1 - 页 共 12 页第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．通过元素周期表的分区，进一步认识元素周期表和元素周期律的应用，建立其应用的思维模型，并能应用模型解决实际问题。(证据推理与模型认知)
2．通过对元素周期表、元素周期律应用的探究， 体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义，培养科学态度与社会责任。(科学态度与社会责任)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
研究人员发现金属铪和锆的联硒化物二维材料HfSe2和ZrSe2具有更优越的半导体特性，有望代替硅材料应用于未来半导体器件中，使未来电子产品实现更为复杂的功能，是向实现可满足未来电子器件需求的更薄、更节能芯片制造的关键一步。如果要研发更先进的半导体材料，应在元素周期表的什么位置进行寻找？
教学建议 1.对元素周期表和元素周期律的应用的学习，要紧密结合学生所学元素化合物知识，使学生对元素化合物知识在元素周期律的基础上进行概括、总结，使零碎知识系统化，让其在本节课中得以迁移和拓展。2．本节教学主要是元素周期表和元素周期律的应用，教材内容较简单，课堂教学中教师要采用问题探索、合作探究的模式，设置恰当问题，将元素周期表和元素周期律知识有机结合，层层深入，引导学生掌握元素“位－构－性”之间的关系。
学习任务一 元素周期表的分区及化合价规律 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律
(1)请填写出图中序号所示内容：
① ，② ，③ ，④ ，⑤ ，⑥ ，
⑦ ，⑧ 。
(2)分界线附近的元素既表现出 元素的性质，又表现出 元素的性质。
[闪问] Si是非金属，故Si元素只能表现非金属性吗？
2．元素化合价与其在周期表中的位置关系
(1)价电子
①定义：与元素的化合价有关的电子。
②具体内容：主族元素的价电子就是 ，有些元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
(2)化合价规律
[小试身手] 判断下列说法的正误：
(1)所有非金属元素都有最高正价＋|最低负价|＝8。( )
(2)氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2。 ( )
(3)硫元素的最高正价与最低负价绝对值之差为4。( )
(4) 在所有的氧化物中，氧均为－2价。( )
(5)第ⅥA族的所有元素的最高正价均为＋6价。( )
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：已知：Te与O、S同主族。
(1)碲元素的常见化合价有哪些？
(2)碲元素是不是既有金属性又具有非金属性？
2．辨析：X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是下列哪一个？
A．13 B．14 C．15 D．16
3．探索：某元素原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，最高价氧化物的化学式是什么？最高价氧化物对应水化物的化学式是什么？
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。
(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律：同周期主族元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强，非金属性减弱。
2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数，最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(H、O、F除外)。
(2)非金属元素的化合价
①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。
②最低负价的绝对值等于使它达到8电子稳定结构所需要得到的电子数(仅限第ⅣA族～第ⅦA族元素)。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·青岛二中高一检测)砒霜主要成分为三氧化二砷。下列叙述正确的是( )
A．砷元素的最高化合价为＋3
B．砷元素是第五周期的主族元素
C．砷原子的第3个电子层含有18个电子
D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为25
2．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
补偿训练:
1．(2022·龙岩高一检测) 某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述不正确的是( )
A．R是ⅣA族元素
B．R气态氢化物化学式为H2R
C．R的最高价氧化物的化学式为RO3
D．R的气态氢化物的水溶液显酸性
2．已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是( )
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的 (或 )。
2．应用于元素“ 、 、 ”的相互推断。
3．预测新元素
为新元素的发现，以及预测它们的 提供线索。
4．寻找新物质
[闪问] 周期表中元素靠近的元素性质相近，有人提出Li的金属性与Mg更接近，你怎么认为？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
元素的性质与其在元素周期表中的位置和原子结构有着密切的关系。
(1)已知1～18号元素离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－有相同的电子层结构。
①推断得出四种元素。
②比较Y2－与Z－的还原性大小。
③比较H2Y与HZ的稳定性。
④比较X与W的原子半径。
(2)X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图。
X Y
Z W
①若X、Y为非金属元素，则非金属性Y比X强。这种说法是否正确？
②Z与X的简单离子半径，哪个较大？
③Y、W是否一定具有相同的最高正价？
④X、Y、Z、W四种元素既可都为金属元素，也可都为非金属元素。这种说法是否正确？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．同一元素的“位、构、性”关系
具体表现为：
2.元素周期律的具体应用
(1)预测未知元素的性质。
例如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹(At)的单质应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(2)比较元素的性质。
例如比较HClO4和H2SO4的酸性强弱，因为Cl元素的非金属性大于S元素，故最高价氧化物对应的水化物酸性：HClO4＞H2SO4。
(3)解释实验现象。
如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应。
(4)寻找新材料。
如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2021·山东合格考)A、B、C、D、E是元素周期表中前20号的主族元素，它们的原子序数依次增大。A原子的L层电子数是其K层电子数的3倍，C是短周期金属性最强的元素，D是地壳中含量最多的金属元素，E与C同主族。回答下列问题：
(1)A在元素周期表中的位置为 ；A、B非金属性较强的是 (填元素符号)。
(2)A、C简单离子半径较小的是 (填离子符号)。
(3)C、E最高价氧化物对应水化物的碱性较弱的是 (填化学式)。
(4)D、E最高价氧化物对应水化物之间反应的化学方程式为 。
[借题发挥](1)改变考点：比较上题中A、B最简单气态氢化物的热稳定性？
(2)改变元素：指出在元素周期表中D元素的右边紧邻元素组成单质的一种用途。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·北京四中高一检测) 2022年是门捷列夫发现元素周期表153周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X Y Z
A.原子半径：W＜X
B．常温常压下，Y单质为固态
C．简单气态氢化物热稳定性：Z＜W
D．X的最高价氧化物对应的水化物是强碱
补偿训练:
1．(2022·温州高一检测) Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是( )
A．原子半径：Br>Se>P
B．还原性：S2－>Se2－>Br－
C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族
D．Se、Br位于同一主族
2．如图为周期表中短周期元素的一部分，其中A位于第ⅠA族，E为地壳中含量最高的元素。
请完成下列问题：
(1)D元素在元素周期表中的位置：________________________。
(2)A、E简单离子的半径由大到小顺序为__________(用具体的微粒符号表示)。
(3)写出A和F两种元素的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式____________________。
(4)证明元素F和G的非金属性强弱(用化学方程式表示)_________。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·潍坊高一检测)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
D．元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素
2．(教材P106 T6改编)1934年约里奥·居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子WZX，得到核素Y，开创了人造放射性核素的先河：WZX＋He→Y＋n，其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A．WZX的相对原子质量为26
B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的
D．Y仅有一种含氧酸
3．(2022·景德镇高一检测)有四种短周期元素在周期表中的相对位置如表所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X Y
Z W
请回答下列问题：
(1)元素Z位于周期表中第________周期第__________________族。
(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是________(填化学式)。
(3)Z和W的最高价氧化物对应水化物中，酸性较强的是________ (填化学式)。
(4)X的最高价氧化物的化学式为________。
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第 - 1 - 页 共 12 页第四章 物质结构元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第3课时 原子结构与元素的性质
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．能从原子水平认识碱金属、卤素的结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念，并理解其性质的相似性和递变规律。(宏观辨识与微观探析)
2．能依据“碱金属、卤素性质的比较”实验要求的需要，完成对碱金属、卤素性质的比较实验，会根据实验现象形成初步结论。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
中国计量科学研究院成功研制“铯原子喷泉钟”，实现了2 000万年不差一秒，使我国成为国际上少数具有独立完整的时间频率计量体系的国家之一。铯元素与钠元素在同一主族，金属铯与水是否能够反应？
教学建议 1.对碱金属及卤素性质的学习，在通过实验归纳得出碱金属元素金属性的递变规律后，可让学生预测卤族元素化学性质的相似性和递变性，最后引导学生从原子结构角度解释卤族元素非金属性的递变规律。2．本节内容的核心为碱金属单质的还原性与卤族单质的氧化性，都建立在氧化还原反应原理基础之上，在教学中要注意应用氧化还原反应相关知识进行分析探究。
学习任务一 碱金属元素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．元素的性质
2．碱金属元素的原子结构
(1)碱金属元素原子结构的共同点是 ；
(2)随着核电荷数的增加，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 。
3．碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应的实验
碱金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象
化学方程式 K＋O2KO2(超氧化钾)
碱金属单质 钠 钾
结论 金属活泼性：
(2)钠、钾与水反应的比较
碱金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论 金属的活泼性：
(3)碱金属元素的化学性质具有递变性的原因
从Li→Cs，随核电荷数增加，电子层数逐渐 →原子半径逐渐 →原子核对最外层电子的引力逐渐 →元素原子的失电子能力逐渐 →元素的金属性逐渐 。
[闪问] 碱金属元素的化学性质具有递变性，钾比钠活泼，钾能否从NaCl溶液中置换出钠？
4．碱金属单质的物理性质
元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)
相同点 除铯外，其余都呈 色，它们都比较软，有延展性，密度较 ，熔点较 ，导电、导热性强
递变规律 密度 逐渐 (钠、钾反常)
熔、沸点 逐渐
个性特点 ①铯略带金色光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大
[小试身手] 判断下列说法是否正确：
(1)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价。(√)
(2)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应。(×)
(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。(√)
(4) Li在空气中加热生成Li2O2。(×)
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：碱金属单质的化学性质为什么具有相似性？
2．辨析：如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强？
3．探索：铯(Cs)位于元素周期表中第六周期第ⅠA族。铯投入CuCl2溶液中，能置换出Cu吗？为什么？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)
2．碱金属元素性质的递变性
3．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
【知识拓展】元素金属性(失电子的能力)强弱的判断依据
依据 结论
根据单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度 越易者金属性越强
根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 碱性越强者金属性越强
根据金属之间的置换反应 活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·海口高一检测)钠在周期表中位于第三周期第ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是( )
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
[借题发挥](1)改变命题方式：碱金属元素在化合物中的化合价均为________。
(2)改变命题方向：请比较题目中碱金属元素Na和K的最高价氧化物对应水化物(NaOH和KOH)的碱性强弱。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
碱金属在电池、催化剂等领域有着广泛的用途，关于碱金属单质的性质叙述错误的是( )
A．都是电和热的良导体
B．从Li至Cs，熔点逐渐降低
C．都是柔软的银白色金属(铯略带金色)
D．都可以保存在煤油中
补偿训练:
1．(2022·吉林高一检测) 可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势，下列有关“类钫”的预测错误的是( )
A．单质有较高的熔点
B．“类钫”在化合物中呈＋1价
C．“类钫”具有放射性
D．“类钫”单质的密度大于1 g·cm－3
2．下列叙述错误的是( )
A．碱金属具有强还原性，它们的离子具有强氧化性
B．随着电子层数的增多，碱金属的原子半径逐渐增大
C．碱金属单质的熔、沸点随着核电荷数的增大而降低
D．碱金属元素在自然界中都是以化合态的形式存在的
3．(2022·廊坊高一检测) 钠和铯都是碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述正确的是( )
A．铯的密度比水小，像钠一样浮在水面上
B．铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸
C．碳酸铯加热时易分解成二氧化碳和氧化铯
D．氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾弱
学习任务二 卤族元素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．卤族元素的原子结构特点
2．卤素单质的物理性质
项目 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 色气体 色气体 色液体 色固体
熔、沸点 逐渐
[闪问] 卤族元素单质的熔、沸点与它们的相对分子质量之间有何关系？
3．卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
卤素单质 化学方程式 反应条件或现象 氢化物的稳定性
F2 在 处剧烈化合并发生
Cl2 光照或点燃发生反应
Br2 加热至 才能反应
I2 才能缓慢反应
(2)卤素单质之间的置换反应
实验操作
实验现象 溶液由无色变为 色 溶液由无色变为 色 溶液由无色变为 色
化学方程式
4.卤素性质的递变规律及原因
从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子得电子能力逐渐 ，非金属性逐渐 。
[闪问] 一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断。根据HClO和HIO4的酸性强弱能否比较Cl和I的非金属性？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：试比较F、Cl、Br、I对应氢化物的稳定性，据此，能否判断F、Cl、Br、I非金属性的强弱？
2．质疑：氯气能从NaBr溶液中置换出Br2，F2比Cl2活泼，F2能否从NaBr溶液中置换出Br2
3．探索：F2是卤素单质中氧化性最强的单质。
将Cl2通入NaF溶液中，能否置换出氟单质？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．卤素单质性质的相似性(用R表示碱金属元素)
化合物→最高价氧化物对应水化物(除氟外)都为强酸
2．卤素单质性质的递变性
卤素单质的氧化性及卤素离子的还原性递变规律
3．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
【知识拓展】元素非金属性(得电子的能力)强弱的判断依据
依据 结论
根据单质与氢气化合的难易程度或生成氢化物的稳定性 越易与氢气化合、氢化物越稳定，非金属性越强
根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 酸性越强，非金属性越强
根据非金属单质间的置换反应 非金属性强的能够置换出非金属性弱的
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·黄冈高一检测)国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是( )
A．Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B．其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C．其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同
D．Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅
[借题发挥](1)改变涉题物质：本题中的Ts2能从氯化钠溶液中置换出Cl2吗？
(2)改变设问角度：本题中的Ts2的颜色有可能为白色吗？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·荆州高一检测)下列关于卤素(F、Cl、Br、I)叙述正确的是( )
A．其单质在常压下的沸点，随着卤素核电荷数的增多逐渐降低
B．单质和水反应通式：X2＋H2O===HX＋HXO(用X表示卤素)，剧烈程度随着核电荷数的增多而减弱
C．单质和氢气反应的通式：X2＋H2===2HX(条件不同)，剧烈程度随着卤素核电荷数的增多而减弱
D．随着卤素核电荷数的增多，单质的氧化性逐渐增强
2．(2022·衡阳高一检测) 砹(At)原子序数为85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是( )
A．砹是有色固体
B．非金属性：AtC．HAt非常稳定
D．I2能从砹的可溶性盐溶液中置换出At2
补偿训练:
1．下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是( )
A．Cl2与H2S溶液发生置换反应
B．HCl是强酸，H2S是弱酸
C．单质S与Fe反应生成FeS，而Cl2与Fe反应生成FeCl3
D．HCl比H2S更稳定
2．(2022·朔州高一检测) 下列有关卤素的说法正确的是( )
A．根据Cl2与H2O的反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，可推出F2与H2O的反应：F2＋H2O===HF＋HFO
B．由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
C．淀粉碘化钾在空气中变蓝，发生了反应：4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性都依次增强
学习任务三 同主族元素性质变化规律 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：自然界中仅存在极少的金属钫(Fr)，位于元素周期表第七周期第ⅠA族。
(1)Fr在碱金属元素中有最大的原子半径。这种说法是否正确？
(2)Fr元素原子的失电子能力比钠强还是弱？
(3)Fr的最高价氧化物对应的水化物是极强的碱吗？
2．思考：利用原子结构如何解释得电子能力F>Cl>Br>I而还原性I－>Br－>Cl－>F－？
3．质疑：同一主族元素的原子最外层电子数相同，化学性质相似，那么原子最外层电子数相同的元素化学性质一定相似吗？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．元素性质与原子结构的关系
同主族元素从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
类别 性质 递变规律 (由上至下)
元素 元素金属性 逐渐增强
元素非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·天津市和平区高一检测)X、Y两种主族元素，原子序数均小于20；X、Y原子的最外层电子数相等，且原子半径：XA．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m
[借题发挥](1)改变设问：若上题中的X、Y(最外层电子总数相等，原子半径：X(2)改变角度：若上题中的X、Y(最外层电子总数相等，原子半径：XINCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是( )
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B．酸性：HF＜HClC．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl>Br
补偿训练:
1．(2022·威海高一检测) 砷(As)为第四周期第ⅤA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是( )
A．砷在通常情况下是固体
B．可以存在－3、＋3、＋5等多种化合价
C．H3AsO4的酸性比H3PO4弱
D．单质砷的还原性比单质磷弱
2．(2022·汕头高一检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与其相对分子质量的关系图，下列说法错误的是( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B．通入单质②能使品红溶液褪色
C．保存单质③时加少量水进行液封
D．单质的氧化性：④>③>②>①
学习任务 认识元素周期表(教材P99“研究与实践”，选学)
INCLUDEPICTURE "资料·整理J.TIF"
材料一 周期律发现前的元素分类
(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了元素表。元素被分为简单的金属物质、非金属物质等四大类。
(2) 1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说，将当时已知的54种元素中的15种分成5组。
(3)1864年，英国人欧德林用46种元素排出了“元素表”。同年德国人迈耶耳按原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。
(4)1865年，英国人纽兰兹把62种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。
材料二 元素周期律的发现
1867年，俄国人门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。依据周期律排出了周期表，根据周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素，后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫周期律的正确性。
材料三 发展远景——稳定岛理论的出现
按照“稳定岛”理论，元素周期表还存在每周期50种元素的第八、九超长周期，直至最大原子序数为218。应该说，这是一个带有幻想式的大远景周期表。如果按照“稳定岛”理论，可得到有9个周期的新元素周期表。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
思考：如图所示是一种扇形元素周期表的一部分：
请对照周期表回答：
(1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素的名称。
(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么？
INCLUDEPICTURE "实践应用2J.TIF"
我国科研团队成功研发“硅—石墨烯—锗晶体管”，代表着我国在这一尖端科技领域走在了世界的前列。
(1)碳元素在元素周期表中的位置是第 周期第 族。
(2)硅元素最高价氧化物的化学式为 。
(3)在元素周期表中，锗(Ge)位于第四周期，与Si同主族。Ge—Si与Ge—Te作温差发电，可用于宇航、卫星与空间站的启动电源。下列关于Ge的推断正确的是 (填字母)。
a．原子的最外层电子数为4
b．原子半径：Ge>Si
c．最高价氧化物对应的水化物酸性强于H2SiO3
(4)硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是 (填“硅”或“锗”)。
(5)门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。“类硅”为锗(Ge)，“类铝”为镓(Ga)。镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因 。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·北京市顺义区高一检测)锂电池或锂离子电池备受人们推崇。锂(Li)不可能具有的性质是( )
A．锂在空气中燃烧只会生成氧化锂
B．锂很软，用小刀可以切割
C．锂的熔点比金属铯高
D．金属锂可以保存在煤油或液体石蜡中
补偿训练:
已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534 g·cm－3、煤油的密度是0.80 g·cm－3，下列有关金属锂的说法不正确的是( )
A．自然界中不存在锂单质
B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C．金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D．金属锂与金属钠的性质有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
2．1940年，意大利化学家西格雷发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是( )
A．与H2化合的能力：At2>I2
B．砹在常温下是白色固体
C．砹原子的最外层上有7个电子
D．砹不能与氢气反应
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．卤族元素都有正化合价
B．卤族元素的单质都只具有氧化性
C．卤族元素的最低化合价都是－1价
D．卤族元素氢化物都不稳定
3．(教材P100 T5改编)根据下表回答问题。
项目 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
一 ①
二 ② ⑤
三 ③ ⑥
四 ④ ⑦
(1)表中________(填元素符号)的非金属性最强；________(填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)表中元素③的原子结构示意图是________。
(3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为________>________(填化学式)。
(4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
补偿训练:
瑞典的化学家阿尔费德森在分析一种矿物时发现，得出的已知成分只有96%，那么其余的4%到哪儿去了呢？他经过反复实验，确信一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。因这种元素是在矿物(名叫透锂长石)中发现的，他就取名为“锂”(希腊文“岩石”之意)。不久，阿尔费德森又在其他矿物中发现了这种元素。另一位著名的瑞典化学家贝采里乌斯也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发现了锂。
(1)在周期表中，锂元素在什么位置？
(2)锂单质有什么化学性质？与同主族的钠的性质类似吗？
(3)锂的金属性与镁相似，写出下列化学方程式。
①锂在空气中燃烧
②碳酸锂受热分解
③锂与H2O反应
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第 - 1 - 页 共 8 页第四章 物质结构 元素周期律章末复习课
(一)从宏观和微观结合的角度认识原子结构、元素的性质及元素在周期表中的位置之间的关系
1．原子结构与其元素在元素周期表中位置的关系
(1)元素在周期表中的原子序数＝其原子的______________________________。
(2)元素在周期表中的周期数＝其原子的______________________________。
(3)元素在周期表中的主族序数＝其原子的____________________________。
2．原子结构与元素性质的关系
(1)最外层电子数越少(电子层数越多)，原子越易__________电子，元素的金属性越__________。
(2)最外层电子数越多(电子层数越少)，原子越易__________电子，元素的非金属性越__________。
(二)从模型认知的角度认识元素性质的周期性变化规律
1．请填写出图中序号所示的内容
①______ ②______ ③______ ④______
⑤______ ⑥______ ⑦______ ⑧______
2．(1)元素周期表中，同一周期从左到右，最外层电子数依次__________，原子半径依次__________。
(2)元素周期表中，同一主族从上到下，核外电子层数依次__________，原子半径依次__________。
(3)比较微粒半径大小时，先看电子层数，电子层数越多，半径__________，如电子层数相同，看核电荷数，核电荷数越大，半径__________。
(三)从变化观念与微观探析的角度理解化学键：
1．化学键与物质类别的关系
请填写出图中序号所示的内容
①____________ ②____________
③____________ ④____________
2．物质变化与化学键变化的思维模型
化学反应的实质是__________的断裂和__________的形成。但有化学键破坏的变化不一定是化学变化，如NaCl固体受热熔化时破坏__________键，又如HCl溶于水时破坏__________键，但都没有新化学键的形成，均属于物理变化。
eq \a\vs4\al(,,)
(一)原子结构与元素周期表
元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表是元素周期表的一部分，请参照元素①－⑩在表中的位置，回答下列问题。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)②的原子结构示意图是______________。
(2)化学性质最不活泼的元素是__________________________________ (填元素符号)。
(3)在③、④、⑤、⑥这些元素形成的最简单离子中，离子半径由大到小的顺序是______________________________(填离子符号)。
(4)由元素③、⑤、⑨形成的一种常见的杀菌消毒剂中存在的化学键有____________________。
(5)由元素⑧和⑨形成的某种化合物可表示为X2Y2(其中各原子均满足8电子稳定结构)，写出X2Y2的电子式：____________________。
(二)元素周期律
元素周期律是自然科学的基本规律，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间的内在联系，是对元素的一种很好的自然分类。下表所列的是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为
0.089 nm)：
元素代号 A B C D E
原子半径/nm 0.16 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋6、－2 ＋7、－1 －2
(1)离子半径大小：B3＋________E2－；金属性
A________B(填“＞”或“＜”)。
(2)D的单质和NaOH溶液反应的离子方程式为__________________________。
(3)A的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_______________________________________。
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
(三)化学键
各城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。
(1)m＝__________，该保湿剂的化学式为______________________________。
(2)Z、W元素的名称分别为________、________。
(3)下列说法正确的是__________(填字母，下同)。
A．XY2和WZ2都为离子化合物
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含极性共价键
C．H2Z比HY的稳定性强
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
(4)下列化学用语表达不正确的是__________。
A．XY2的电子式：
B．WZ2的结构式：Z===W===Z
C．Y元素的单质与ZO2水溶液反应的化学方程式：Y2＋ZO2＋2H2O===2HY＋H2ZO4
D．用电子式表示XY2的形成过程：
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第 - 1 - 页 共 6 页第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
能从化学键的角度对物质进行分类，能从物质的构成微粒及相互作用说明物质的共性、差异及其原因。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质。(宏观辨识与微观探析)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
“民以食为天”，而“食”中必不可少的一味添加，就是“咸”。食盐产生咸味，食盐的主要成分为氯化钠，是由钠元素与氯元素组成的，从原子结构来看，氯原子与钠原子是怎样形成氯化钠的呢？
教学建议 1.化学键知识属于微观范畴，学生难以理解，课堂教学中，教师可采用模型、图片、多媒体动画等微观模拟方式，增强微观世界的可视化，加深学生对离子键和共价键的理解，使学生从化学键的角度来理解化学反应的实质。2．在本节教学中，要引导学生从原子结构的角度认识化学键的形成和本质，让学生认识离子键和共价键的本质区别，从而会用电子式表征离子键和化学键的形成，并掌握两种化学键在用电子式表示时的区别。
学习任务一 离子键与离子化合物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．氯化钠的形成过程
带相反电荷的Na＋和Cl－通过 结合在一起，形成新物质氯化钠。
2．离子键
(1)成键微粒： 。
(2)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属。
[闪问] 金属元素与非金属元素之间一定能形成离子键吗？
3．离子化合物
(1) 离子化合物： 。
(2)形成过程
①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示 的式子。
②粒子电子式的表示方法
③用电子式表示离子化合物的形成过程。如NaCl：。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：哪些微粒间易形成离子键？
2．探索：有下列常见物质：①Na ②NaCl ③NaOH
④CaO ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3 ⑦CO2
⑧H2SO4 ⑨Na2SO4 ⑩CaCl2
请思考探究下列问题
(1)含有离子键的物质有 (填序号，下同)。
(2)含有离子键的盐有 。
(3)属于离子化合物的有 。
3．辨析：用电子式表示下列化合物的形成过程。
(1)Na2O
。
(2)CaBr2
。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
离子化合物电子式书写的四大错因
(1)阴离子漏标“[ ]”，如将O2－的电子式错写为。
(2)阳离子多标电子或“[ ]”，如将Al3＋的电子式错写为或。
(3)漏标或错标离子的电荷，如S2－的电子式错写为或。
(4)将多个相同的离子归在一起，如K2S的电子式错写为。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·衢州高一检测) 下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是( )
A．离子键的形成只有静电吸引作用
B．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C．非金属元素组成的化合物一定不是离子化合物
D．含有阴离子的化合物中一定含有阳离子
2．用电子式表示下列化合物的形成过程。
(1)碘化钙：
。
(2)硫化钠：
。
(3)氯化钾：
。
补偿训练:
(2022·广州高一检测) 下列各数值表示有关元素的原子序数，其所表示的各原子组中能以离子键相结合形成稳定化合物的是( )
A．10与19 B．6与16
C．11与17 D．14与8
学习任务二 共价键与共价化合物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．共价键
(1)形成过程(以Cl2的形成为例)：
(2)共价键：原子间通过 所形成的相互作用。
(3)成键微粒： 。
(4)成键元素：一般是同种的或不同种的 元素。
(5)分类：
共价键分为 和 。
[小试身手] 现有下列物质：①Cl2 ②Na2O2
③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2
只由极性键构成的物质是 (填序号，下同)。
只由非极性键构成的物质是 。
由极性键和非极性键构成的物质是 。
由离子键和极性键构成的物质是 。
由离子键和非极性键构成的物质是 。
2．共价化合物
(1)共价化合物：以 形成分子的化合物。
(2)电子式
①非金属单质：
②共价化合物：
③用电子式表示形成过程：
(3)结构式：用短线“—”表示分子中 的式子，如H2O： 。
(4)以共价键形成的共价化合物分子的表示方法
[小试身手] 你能用电子式分别写出C原子、H原子、O原子形成CO2和H2O的过程吗？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：非金属单质(除稀有气体外)可能存在极性键吗？化合物中可能存在非极性键吗？
2．探索：H2O2、Na2O2都属于常见的过氧化物。
(1)H2O2、Na2O2为两种常见的过氧化物，写出它们的电子式。
(2)H2O2、Na2O2都是共价化合物吗？
(3)H2O2、Na2O2是否含有类型相同的共价键？
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
共价化合物及单质电子式书写的五大错因
(1)漏写不参与成键的电子。如N2的电子式误写成，应为。
(2)共用电子对数目写错。如CO2的电子式误写成，应为
(3)原子结合的顺序写错。如HClO的电子式误写成，应为。
(4)错误使用括号。如HCl的电子式误写成，应为。
(5)混淆电子式与化学式的书写。如H2S的电子式误写成，应为。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·贵阳高一检测) 下列各组物质中，都含有共价键，却又都不属于共价化合物的一组是( )
A．Na2O2 Na2O B．KClO NaOH
C．Br2 HBr D．HF H2O
2．下列有关表述正确的是( )
A．HClO的电子式为
B．CO2的电子式为
C．MgF2的电子式为
D．NH4Cl的电子式为
补偿训练:
1．(2022·遵义高一检测)下列物质中，既含有离子键又含有非极性共价键的是( )
A．PH3 B．H2O2
C．NH4Cl D．Na2O2
2．下列物质的电子式书写正确的是( )
3．(2022·珠海高一检测) CO与O2反应生成CO2的历程如下(部分微粒未画出)。下列分析不正确的是( )
A．CO2分子的空间结构是直线形
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有共价键的CO2
D．CO和O生成CO2的过程涉及了电子转移
学习任务三 化学键 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．化学键
(1)化学键：相邻的 之间强烈的相互作用。
(2)形成类别
①原子间价电子的转移—— 键。
②原子间价电子的共用—— 键。
(3)化学反应的本质
①表象：反应物中的原子重新组合为 的过程。
②本质： 的过程。
[闪问] 有化学键的断裂一定是化学反应吗？有化学键形成的过程一定是化学反应吗？
2．分子间作用力
(1)分子间作用力：把 的作用力，又称范德华力。
(2)分类：分为 和 。其中范德华力比化学键弱得多；氢键不是化学键，比化学键弱，比范德华力强。
(3)应用：
①冰浮在水面上与冰中水分子间存在的氢键有关。
②DNA的结构与生理活性与氢键的作用有关。
[小试身手] 在下列变化①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水中，未发生化学键破坏的是 ；仅发生离子键破坏的是 ；仅发生共价键破坏的是 ；既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是 。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：下面是同学们熟悉的物质：
①O2 ②金刚石 ③NaBr ④H2SO4
⑤Na2CO3 ⑥NH4Cl ⑦NaHSO4 ⑧Ne
⑨Na2O2 ⑩NaOH
(1)这些物质中，只含有共价键的有哪些？只含有离子键的有哪些？既含有共价键又含有离子键的有哪些？不存在化学键的有哪些？
(2)属于共价化合物的有哪些？属于离子化合物的有哪些？
2．质疑：将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中什么化学键？写出其电离方程式。
3．辨析：试分析下列各种情况下微粒间作用力的变化情况(填“离子键”“极性键”“非极性键”或“分子间作用力”)：
(1)NaCl溶于水时破坏 。
(2)HCl溶于水时破坏 。
(3)酒精溶于水时破坏 。
(4)反应2H2＋O22H2O中，被破坏的是 ，形成的是 。
(5)Na2O熔化时被破坏的化学键是 。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．化学键与化合物的关系
2．化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”
(1)“三个一定”
①离子化合物中一定含离子键。
②含离子键的一定是离子化合物。
③共价化合物中一定不含离子键。
(2)“三个可能”
①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH。
②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3。
③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。
[提醒] (1)化学反应中，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl，只破坏反应物中的离子键，而共价键未被破坏。
(2)化学键被破坏的变化，不一定是化学变化，如金刚石的受热熔化、NaCl溶于水等。只有旧化学键的断裂而没有新化学键的形成，故不是化学变化。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·保定高一检测) 根据化学反应的实质是旧键断裂、新键形成的观点，下列变化没有发生化学键断裂的是( )
A．溴蒸气被活性炭吸附
B．电解水
C．HCl溶于水
D．打雷放电时，O2变成O3
2．下列有关化学键的说法正确的是( )
A．NaCl和HCl中含有的化学键的类型相同
B．NaOH中含有离子键和非极性共价键
C．O2和CO2中均只含有共价键
D．MgCl2中含有离子键和共价键
补偿训练:
1．以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A．分子间作用力是一种较弱的化学键
B．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少
C．分子间作用力对物质的熔、沸点有影响
D．稀有气体分子间存在分子间作用力
2．(2022·潍坊高一检测) “珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO和O2生成具有极性共价键的CO2
B．CH4既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D.含有离子键的物质不可能是单质
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2020·北京合格考)下列物质中，含离子键的是( )
A．CO2 B．KCl C．H2O D．Cl2
2．如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( )
A．钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子
B．钠离子与钠原子有相似的化学性质
C．钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强
D．氯化钠是离子化合物
补偿训练:
如图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列相关叙述错误的是( )
A．氯化氢是共价化合物
B．氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C．氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D．1个氯化氢分子中含有1对共用电子对
3．(2022·沧州高一检测)某元素原子最外层只有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键( )
A．一定是共价键
B．一定是离子键
C．可能是共价键，也可能是离子键
D．以上说法均不正确
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．只含有共价键的物质属于共价化合物
B．所有物质中均含有化学键
C．含有离子键的物质肯定含金属元素
D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物
4．(教材P110 T9改编)下面是同学们熟悉的物质：
①O2 ②H2O2 ③MgCl2 ④H2SO4 ⑤Na2CO3 ⑥NH4Cl ⑦CO2 ⑧Ar ⑨Na2O2 ⑩NaOH
(1)这些物质中，属于共价化合物的是__________(填序号，下同)；只含有离子键的是__________；不含化学键的是__________。
(2)写出其中三种物质的结构式：
O2________；H2O2________； CO2________。
(3)写出其中两种物质的电子式：
NH4Cl__________；NaOH__________。
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第 - 1 - 页 共 10 页第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表 核素
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．通过了解元素周期表的结构(周期和族)，认识原子结构与元素周期表中位置间的关系。(宏观辨识与微观探析)
2．建立元素周期表结构模型与核素结构模型，利用模型能正确描述元素在周期表中的位置，知道元素、核素、同位素的含义。(证据推理与模型认知)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
我国在联合国大会上提出，努力争取2060年前实现“碳中和”。 14C是碳的一种具有放射性的同位素，其半衰期达5730年，它可用于鉴定文物样品年代。14C原子中所含的质子数、中子数分别是多少？
教学建议 1.对元素周期表的学习，应充分利用学生已有的原子结构知识，设置合适问题组，通过引导学生解决问题，促成学生自主建构元素周期表结构并理解其排布规律，形成“结构决定位置”的化学核心素养。2．在本节教学中，对元素、核素、同位素的含义，学生容易混淆，要充分利用元素周期表“位”与原子“构”的关系对学生进行引导，达到突破重点的目的。
学习任务一 元素周期表 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．元素周期表的出现与演变
2．原子序数
(1)原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。
(2)原子序数与原子结构的关系：
对于原子：原子序数＝核电荷数＝ ＝ 。
3．元素周期表的编排原则
4．元素周期表的结构
[闪问] (1)元素周期表一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族。这种说法是否正确？
(2)由长周期和短周期元素共同构成的族一定是主族元素，对吗？
5．常见族的别称
族 元素别名
第ⅠA族(除氢外) 元素
第ⅦA族 元素
0族 元素
6.认识元素周期表的相关信息
元素周期表中每个格中的信息(以Fe为例)：
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：下面是元素周期表中第一至四周期的一个片段。
(1)表中a与b、h与g两组元素的原子序数之差各是多少？
(2)表中c与f、d与g两组元素的原子序数之差各是多少？
2．探究：化学兴趣小组在探究元素周期表的应用时，遇到以下问题：
(1)某元素原子核外有3个电子层，最外层电子数是3，指出该元素在元素周期表中的位置。
(2)已知RSO4共有104个电子，请写出R在周期表中的位置。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．元素周期表的结构
2．元素周期表的简单应用
(1)元素的位置与原子结构的关系
(2)0族定位法确定元素的位置
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·日照高一检测)元素周期表在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义。下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表含元素种类最多的族是第ⅢB族
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素既有金属元素又有非金属元素
D．第ⅡA族与第ⅢA族相邻
2．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是( )
补偿训练:
下列关于元素周期表的叙述不正确的是( )
A．周期表中的最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素
B．第ⅠA族元素原子最外层只有一个电子
C．第ⅡA族中无非金属元素
D．金属元素的种类比非金属元素多
学习任务二 核素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．元素 核素
(1)元素：具有相同 (核电荷数)的一类原子的总称。
(2)核素：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。
(3)氢元素的三种核素
原子名称 原子符号(X) 氢元素的原子核
质子数(Z) 中子数(N)
氕 H
氘 H或D
氚 H或T
[闪问] 教材最后附页的元素周期表中列出了118种元素，能否说明我们现在只知道118种核素？为什么？
2．同位素
(1)概念： 相同而 不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同 互称为同位素)，如H、D、T互为同位素。
(2)特点： ①同位素在元素周期表中占有相同的 ；
②同一元素的不同核素， 数不同， 数也不相同；
③天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
(3)同位素的用途
① 在考古工作中用于测定文物的年代。
②H、H用于制造 。
③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
[闪问] 教材中描述“质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素”，18O2和16O2互为同位素吗？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．质疑：某同学学习同位素概念时，对以下两个问题存在疑惑。
(1)所有的元素都有同位素吗？
(2)互为同位素的不同核素的物理性质不同，而它们的化学性质为什么几乎完全相同？
2．探索：铀235(235U)或钚239(239Pu)等可用于制造原子弹；重氢(2H，氘)或超重氢(3H，氚)等可用于制造氢弹。
(1) 已知铀为92号元素，钚为94号元素。235U与239Pu中的中子数分别为多少？
(2)235U与234U、238U属于什么关系？
(3)2H、3H分别与16O、17O组成的水分子有哪几种？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．同位素的“六同三不同”
2．元素、核素、同位素及同素异形体的关系
(1)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。
(2)同种元素可以有多种单质，所以单质种类数多于元素种类数。
[提醒] 同位素、核素概念理解的易错点：
(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(2)不同种元素的核素可能具有相同的质量数，如C与N。
(3)不同核素之间转化时原子发生变化，非化学变化而是物理变化。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·北京东城区高一检测)2021年4月，中科院科学家首次合成新核素U，是目前已知最轻的铀的同位素。元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念。根据下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg回答下列问题：
(1)表示核素的符号共 种。
(2)互为同位素的是 和 。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是 和 。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是 和 。
[借题发挥](1)改变问题角度：题目中的H和C可以组成 CH4，该分子的相对分子质量是多少？
(2)改变命题考向：题目中的C和O可以组成二氧化碳分子，23 g这种二氧化碳中含有质子数为 (用NA表示，下同)，中子数为 ，电子数为 。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·杭州高一检测) 关于O、O、O2－、O四种微粒，以下说法正确的是( )
A．它们是同种原子
B．它们是几种不同的单质
C．它们是氧元素的几种微粒的不同表示方法
D．四种微粒的质子数和电子数均相等
补偿训练:
(2022·朔州高一检测)由H和O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )
A．4.5 mol B．5 mol C．5.5 mol D．6 mol
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·嘉兴高一检测)目前元素周期表的结构中有( )
A．7个横行 B．16个纵列
C．8个主族 D．100种元素
2．(2021·广东7月合格考)我国化学家通过对H＋HD→H2＋D反应的研究，进一步揭示了化学反应的本质。下列关于H与D的说法不正确的是( )
A．中子数均为2 B．质子数均为1
C．核外电子数均为1 D．两者互为同位素
3．科研人员最近发现放射性同位素钬Ho可有效治疗肝癌，该同位素原子核内中子数与质子数之差为( )
A．99 B．32 C．166 D．233
4．(2022·银川高一检测)如表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：
(1)属于第二周期元素的有________、________、________(填元素符号)，属于第ⅢA族的有_____________________
(填元素符号)，属于第ⅠA族的有________、________(填元素符号)。
(2)写出H元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
______________________。
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第 - 1 - 页 共 2 页实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变
INCLUDEPICTURE "实验目的J.TIF"
1．加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。
2．体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识中的重要作用。
INCLUDEPICTURE "实验器材及试剂J.TIF"
器材：试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴。
试剂：镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、 MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L－1 NaOH溶液、酚酞溶液。
INCLUDEPICTURE "实验过程和结论J.TIF"
1．同主族元素性质的递变
(1)氯水与NaBr溶液、NaI溶液的反应
【实验操作】在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，观察现象。
【实验现象】 。
【化学方程式】 ；
。
(2)溴水与NaI溶液的反应
【实验操作】在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，观察现象。
【实验现象】 。
【化学方程式】 。
【实验结论】由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是 ，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是 ，卤素原子的非金属性由强到弱的顺序是 。
2．同周期元素性质的递变
(1)比较钠和镁的金属性强弱
钠与冷水的反应、镁与冷水和沸水的反应
【实验现象】 。
【化学方程式】 ；
。
【实验结论】由上述实验可知，钠、镁均能与水反应，钠比镁活泼，金属性： > 。
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验一：
【实验操作】向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1NaOH溶液直至过量，观察现象。
【实验现象】 。
【化学方程式】 。
实验二：
【实验操作】向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察现象。
【实验现象】 。
【化学方程式】 ；
。
【实验结论】① 不溶于NaOH溶液；
溶于NaOH溶液。
②碱性： > ；
金属性： > 。
INCLUDEPICTURE "问题讨论J.TIF"
1．画出并比较元素氟、氯、溴、碘的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
2．画出并比较元素钠、镁、铝的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
INCLUDEPICTURE "拓展实验J.TIF"
化学兴趣小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
Ⅰ.探究同周期元素性质的递变规律
(1)相同条件下，将钠、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果：哪种金属与稀盐酸反应最剧烈？哪种金属与稀盐酸反应产生的气体最多？
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，写出反应的离子方程式。
Ⅱ.探究同主族元素非金属性的递变规律
某研究性学习小组设计了一组实验来探究第ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。下图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。
(3)写出装置B中仪器a的名称。
(4)实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，依据该反应原理选择A、B、C中的哪个装置制取氯气？
(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管，写出①、②处发生反应的离子方程式。
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第 - 1 - 页 共 4 页实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变
INCLUDEPICTURE "实验目的J.TIF"
1．加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。
2．体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识中的重要作用。
INCLUDEPICTURE "实验器材及试剂J.TIF"
器材：试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴。
试剂：镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、 MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L－1 NaOH溶液、酚酞溶液。
INCLUDEPICTURE "实验过程和结论J.TIF"
1．同主族元素性质的递变
(1)氯水与NaBr溶液、NaI溶液的反应
【实验操作】在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，观察现象。
【实验现象】滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液由无色变为橙黄色，NaI溶液由无色变为黄褐色。
【化学方程式】Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl；
Cl2＋2NaI===I2＋2NaCl。
(2)溴水与NaI溶液的反应
【实验操作】在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，观察现象。
【实验现象】向NaI溶液中滴入橙色的溴水后，溶液由无色变为黄褐色。
【化学方程式】Br2＋2NaI===I2＋2NaBr。
【实验结论】由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－>Br－>Cl－，卤素原子的非金属性由强到弱的顺序是Cl>Br>I。
2．同周期元素性质的递变
(1)比较钠和镁的金属性强弱
钠与冷水的反应、镁与冷水和沸水的反应
【实验现象】钠与水剧烈反应，放出气体，反应后溶液加酚酞后变为红色。银白色的镁条表面附着少量气泡，滴加酚酞后溶液不变色，加热至沸腾，有大量气泡，溶液变红。
【化学方程式】2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。
【实验结论】由上述实验可知，钠、镁均能与水反应，钠比镁活泼，金属性：Na>Mg。
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
实验一：
【实验操作】向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1NaOH溶液直至过量，观察现象。
【实验现象】先产生白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，沉淀量逐渐增大，最后沉淀不消失。
【化学方程式】MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。
实验二：
【实验操作】向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1 mol·L－1 NaOH溶液直至过量，观察现象。
【实验现象】先产生白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，沉淀量逐渐增大，后逐渐溶解，最后完全消失。
【化学方程式】AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl；
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
【实验结论】①Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；
Al(OH)3溶于NaOH溶液。
②碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3；
金属性：Mg>Al。
INCLUDEPICTURE "问题讨论J.TIF"
1．画出并比较元素氟、氯、溴、碘的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
提示：氟、氯、溴、碘的原子结构示意图分别为、、
、。
它们的最外层电子数相同，所以化学性质相似；随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，所以元素的非金属性逐渐减弱。在非金属单质间的置换反应中，非金属性强的可以置换出非金属性弱的，所以上述反应可以发生。
2．画出并比较元素钠、镁、铝的原子结构示意图，从微观上分析并解释实验现象。
提示：钠、镁、铝的原子结构示意图分别为
、、。
它们的电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，所以元素的金属性逐渐减弱。
INCLUDEPICTURE "拓展实验J.TIF"
化学兴趣小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：
Ⅰ.探究同周期元素性质的递变规律
(1)相同条件下，将钠、镁、铝各1 mol分别投入足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果：哪种金属与稀盐酸反应最剧烈？哪种金属与稀盐酸反应产生的气体最多？
提示：钠 铝。金属活泼性顺序为钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钠，反应速率最慢的是铝；生成1 mol氢气需要得到2 mol电子，1 mol钠失去1 mol电子，1 mol镁失去2 mol电子，而1 mol铝失去3 mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝。
(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，写出反应的离子方程式。
提示：S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓。
Ⅱ.探究同主族元素非金属性的递变规律
某研究性学习小组设计了一组实验来探究第ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。下图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。
(3)写出装置B中仪器a的名称。
提示：分液漏斗
(4)实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，依据该反应原理选择A、B、C中的哪个装置制取氯气？
提示：高锰酸钾与浓盐酸反应较为剧烈，无需加热即可进行，因此，选择A装置。
(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管，写出①、②处发生反应的离子方程式。
提示：①处Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 ②处Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
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第 - 1 - 页 共 4 页第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
能从化学键的角度对物质进行分类，能从物质的构成微粒及相互作用说明物质的共性、差异及其原因。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质。(宏观辨识与微观探析)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
“民以食为天”，而“食”中必不可少的一味添加，就是“咸”。食盐产生咸味，食盐的主要成分为氯化钠，是由钠元素与氯元素组成的，从原子结构来看，氯原子与钠原子是怎样形成氯化钠的呢？
教学建议 1.化学键知识属于微观范畴，学生难以理解，课堂教学中，教师可采用模型、图片、多媒体动画等微观模拟方式，增强微观世界的可视化，加深学生对离子键和共价键的理解，使学生从化学键的角度来理解化学反应的实质。2．在本节教学中，要引导学生从原子结构的角度认识化学键的形成和本质，让学生认识离子键和共价键的本质区别，从而会用电子式表征离子键和化学键的形成，并掌握两种化学键在用电子式表示时的区别。
学习任务一 离子键与离子化合物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．氯化钠的形成过程
带相反电荷的Na＋和Cl－通过静电作用结合在一起，形成新物质氯化钠。
2．离子键
(1)成键微粒：阴阳离子。
(2)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属。
[闪问] 金属元素与非金属元素之间一定能形成离子键吗？
提示：不一定。如AlCl3中Al原子与Cl原子之间不能形成离子键。
3．离子化合物
(1) 离子化合物：由离子键构成的化合物。
(2)形成过程
①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。
②粒子电子式的表示方法
③用电子式表示离子化合物的形成过程。如NaCl：。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：哪些微粒间易形成离子键？
提示：第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素的单质与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素的单质发生反应时，一般通过离子键形成离子化合物；金属阳离子与某些原子团(如NO、CO、SO、OH－等)之间形成离子键；铵根离子与酸根(或酸式酸根)离子之间形成离子键；活泼金属的氧化物、过氧化物(如Na2O2)中存在离子键。
2．探索：有下列常见物质：①Na ②NaCl ③NaOH
④CaO ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3 ⑦CO2
⑧H2SO4 ⑨Na2SO4 ⑩CaCl2
请思考探究下列问题
(1)含有离子键的物质有②③④⑤⑥⑨⑩(填序号，下同)。
(2)含有离子键的盐有②⑤⑥⑨⑩。
(3)属于离子化合物的有②③④⑤⑥⑨⑩。
3．辨析：用电子式表示下列化合物的形成过程。
(1)Na2O
。
(2)CaBr2
。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
离子化合物电子式书写的四大错因
(1)阴离子漏标“[ ]”，如将O2－的电子式错写为。
(2)阳离子多标电子或“[ ]”，如将Al3＋的电子式错写为或。
(3)漏标或错标离子的电荷，如S2－的电子式错写为或。
(4)将多个相同的离子归在一起，如K2S的电子式错写为。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·衢州高一检测) 下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是( )
A．离子键的形成只有静电吸引作用
B．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C．非金属元素组成的化合物一定不是离子化合物
D．含有阴离子的化合物中一定含有阳离子
解析:选D。离子键的形成既有静电吸引又有静电排斥作用，A项错误；金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3，B项错误；非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl为离子化合物，C项错误；由化合物的化合价之和为零可知，含有阴离子的化合物中一定含有阳离子，D项正确。
2．用电子式表示下列化合物的形成过程。
(1)碘化钙：
。
(2)硫化钠：
。
(3)氯化钾：
。
解析:(1)Ca最外层有2个电子，I最外层有7个电子，1个Ca失去最外层2个电子，被2个I得到，每个I最外层均成为8电子稳定结构，故其形成过程可表示为
。
(2)Na最外层有1个电子，S最外层有6个电子，2个Na各失去最外层的1个电子成为Na＋，1个S得到2个电子成为S2－，进而通过离子键形成Na2S，其形成过程可表示为。
(3)K最外层有1个电子，Cl最外层有7个电子，二者通过电子得失成为K＋和
Cl－，进而形成离子键，其形成过程可表示为。
补偿训练:
(2022·广州高一检测) 下列各数值表示有关元素的原子序数，其所表示的各原子组中能以离子键相结合形成稳定化合物的是( )
A．10与19 B．6与16
C．11与17 D．14与8
解析:选C。Ne是稀有气体元素，性质稳定，不能与K以离子键相结合形成稳定化合物，A项错误；C与S都是非金属元素，都难失去电子成为阳离子，B项错误；Na与Cl通过电子得失能形成Na＋、Cl－，Na＋、Cl－可通过离子键结合成稳定的化合物NaCl，C项正确；Si与O都是非金属元素，都不易失去电子而成为阳离子，D项错误。
学习任务二 共价键与共价化合物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．共价键
(1)形成过程(以Cl2的形成为例)：
(2)共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
(3)成键微粒：原子。
(4)成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。
(5)分类：
共价键分为极性键和非极性键。
[小试身手] 现有下列物质：①Cl2 ②Na2O2
③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2
只由极性键构成的物质是④(填序号，下同)。
只由非极性键构成的物质是①。
由极性键和非极性键构成的物质是⑤。
由离子键和极性键构成的物质是③。
由离子键和非极性键构成的物质是②。
2．共价化合物
(1)共价化合物：以共用电子对形成分子的化合物。
(2)电子式
①非金属单质：
②共价化合物：
③用电子式表示形成过程：
(3)结构式：用短线“—”表示分子中1对共用电子对的式子，如H2O：H—O—H。
(4)以共价键形成的共价化合物分子的表示方法
[小试身手] 你能用电子式分别写出C原子、H原子、O原子形成CO2和H2O的过程吗？
提示：CO2和H2O均是共价化合物，其形成过程用电子式表示分别为
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：非金属单质(除稀有气体外)可能存在极性键吗？化合物中可能存在非极性键吗？
提示：非金属单质由同种元素的原子构成，同种原子吸引电子的能力相同，电子对不偏向任何一个原子，不能形成极性键，故非金属单质中不可能存在极性键。化合物中可能存在非极性键，如H2O2、Na2O2等。
2．探索：H2O2、Na2O2都属于常见的过氧化物。
(1)H2O2、Na2O2为两种常见的过氧化物，写出它们的电子式。
提示：
(2)H2O2、Na2O2都是共价化合物吗？
提示：H2O2是共价化合物，Na2O2是离子化合物。
(3)H2O2、Na2O2是否含有类型相同的共价键？
提示：H2O2、Na2O2中都含有非极性共价键。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
共价化合物及单质电子式书写的五大错因
(1)漏写不参与成键的电子。如N2的电子式误写成，应为。
(2)共用电子对数目写错。如CO2的电子式误写成，应为
(3)原子结合的顺序写错。如HClO的电子式误写成，应为。
(4)错误使用括号。如HCl的电子式误写成，应为。
(5)混淆电子式与化学式的书写。如H2S的电子式误写成，应为。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·贵阳高一检测) 下列各组物质中，都含有共价键，却又都不属于共价化合物的一组是( )
A．Na2O2 Na2O B．KClO NaOH
C．Br2 HBr D．HF H2O
解析:选B。Na2O2、Na2O都属于离子化合物，但氧化钠只有离子键，A不符合题意；次氯酸钾和氢氧化钠均是离子化合物，均含有离子键和共价键，B符合题意；溴和溴化氢均只含有共价键，溴是单质，HBr是共价化合物，C不符合题意；HF和H2O均是只含有共价键的共价化合物，D不符合题意。
2．下列有关表述正确的是( )
A．HClO的电子式为
B．CO2的电子式为
C．MgF2的电子式为
D．NH4Cl的电子式为
解析:选B。HClO的电子式为，A错误；CO2是共价化合物，电子式为，B正确；MgF2是离子化合物，电子式为，C错误；NH4Cl是离子化合物，电子式为，D错误。
补偿训练:
1．(2022·遵义高一检测)下列物质中，既含有离子键又含有非极性共价键的是( )
A．PH3 B．H2O2
C．NH4Cl D．Na2O2
解析:选D。PH3是共价化合物，只含极性共价键，A不符合题意； H2O2是共价化合物，含有极性键和非极性共价键，B不符合题意；NH4Cl是离子化合物，其中铵根离子中含有极性共价键，铵根离子和氯离子之间存在离子键，C不符合题意； Na2O2是离子化合物，钠离子和过氧根离子之间存在离子键，两个氧原子之间存在非极性共价键，D符合题意。
2．下列物质的电子式书写正确的是( )
解析:选B。氯气中氯原子之间形成一个共用电子对，每个氯原子最外层达到8电子稳定结构，Cl2的电子式为，故A错误；H2O中氧原子与每个氢原子形成一个共用电子对，氧原子最外层达到8电子稳定结构，电子式为，故B正确；氯化钠是离子化合物，由钠原子失去电子变为钠离子，氯原子得到电子变为氯离子，电子式为，故C错误；氨气为共价化合物，每个氢原子与氮原子形成一个共用电子对，氮原子最外层达到8电子稳定结构，电子式为，故D错误。
3．(2022·珠海高一检测) CO与O2反应生成CO2的历程如下(部分微粒未画出)。下列分析不正确的是( )
A．CO2分子的空间结构是直线形
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有共价键的CO2
D．CO和O生成CO2的过程涉及了电子转移
解析:选B。根据图示，CO2分子的空间结构为直线形，故A正确；根据过程示意图，CO中的化学键没有断裂形成C和O，故B错误；CO2的结构式为O＝C＝O，CO和O生成了具有共价键的CO2，故C正确；CO中C显＋2价，CO2中C显＋4价，CO和O生成CO2存在化合价的变化，所以涉及电子转移，故D正确。
学习任务三 化学键 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．化学键
(1)化学键：相邻的原子之间强烈的相互作用。
(2)形成类别
①原子间价电子的转移——离子键。
②原子间价电子的共用——共价键。
(3)化学反应的本质
①表象：反应物中的原子重新组合为产物分子的过程。
②本质：旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
[闪问] 有化学键的断裂一定是化学反应吗？有化学键形成的过程一定是化学反应吗？
提示：不一定。如NaCl受热熔化断裂离子键，HCl溶于水断裂共价键，但都不是化学变化。从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成，但这个过程是物理变化。
2．分子间作用力
(1)分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。
(2)分类：分为范德华力和氢键。其中范德华力比化学键弱得多；氢键不是化学键，比化学键弱，比范德华力强。
(3)应用：
①冰浮在水面上与冰中水分子间存在的氢键有关。
②DNA的结构与生理活性与氢键的作用有关。
[小试身手] 在下列变化①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水中，未发生化学键破坏的是①⑤；仅发生离子键破坏的是②③；仅发生共价键破坏的是④；既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是⑥。
提示：
分析物质类型 ①⑤单质；②③⑥离子化合物；④共价化合物
分析变化类型 ①②③④⑤物理变化；⑥化学变化
分析实质 ①⑤无键断、②③离子键、④共价键、⑥既有离子键又有共价键
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：下面是同学们熟悉的物质：
①O2 ②金刚石 ③NaBr ④H2SO4
⑤Na2CO3 ⑥NH4Cl ⑦NaHSO4 ⑧Ne
⑨Na2O2 ⑩NaOH
(1)这些物质中，只含有共价键的有哪些？只含有离子键的有哪些？既含有共价键又含有离子键的有哪些？不存在化学键的有哪些？
提示：只含有共价键的有①②④，只含有离子键的有③，既含有共价键又含有离子键的有⑤⑥⑦⑨⑩，⑧是稀有气体Ne，是单原子分子，不含任何化学键。
(2)属于共价化合物的有哪些？属于离子化合物的有哪些？
提示：属于共价化合物的有④，属于离子化合物的有③⑤⑥⑦⑨⑩。O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4只含有共价键，是共价化合物；NaBr中只含有离子键，是离子化合物；Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH都是既含有离子键又含有共价键的离子化合物。
2．质疑：将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中什么化学键？写出其电离方程式。
提示：将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的离子键和共价键，其电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。NaHSO4溶于水电离时，Na＋与HSO之间的离子键被破坏，HSO中H＋与SO之间的共价键也被破坏。
3．辨析：试分析下列各种情况下微粒间作用力的变化情况(填“离子键”“极性键”“非极性键”或“分子间作用力”)：
(1)NaCl溶于水时破坏离子键。
(2)HCl溶于水时破坏极性键。
(3)酒精溶于水时破坏分子间作用力。
(4)反应2H2＋O22H2O中，被破坏的是非极性键，形成的是极性键。
(5)Na2O熔化时被破坏的化学键是离子键。
解析:NaCl、HCl中分别含有离子键、极性键，溶于水时被破坏相应的化学键；酒精溶于水时破坏分子间作用力；考查化学变化中化学键的变化情况，根据各物质中的化学键类型判断即可；Na2O是离子化合物，熔化时破坏离子键。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．化学键与化合物的关系
2．化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”
(1)“三个一定”
①离子化合物中一定含离子键。
②含离子键的一定是离子化合物。
③共价化合物中一定不含离子键。
(2)“三个可能”
①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH。
②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3。
③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。
[提醒] (1)化学反应中，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl，只破坏反应物中的离子键，而共价键未被破坏。
(2)化学键被破坏的变化，不一定是化学变化，如金刚石的受热熔化、NaCl溶于水等。只有旧化学键的断裂而没有新化学键的形成，故不是化学变化。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·保定高一检测) 根据化学反应的实质是旧键断裂、新键形成的观点，下列变化没有发生化学键断裂的是( )
A．溴蒸气被活性炭吸附
B．电解水
C．HCl溶于水
D．打雷放电时，O2变成O3
解析:选A。溴蒸气被活性炭吸附，只克服分子间作用力，不存在化学键的断裂，故A选；电解水生成氢气和氧气，水中O—H键断裂，故B不选；HCl为电解质，溶于水发生电离，共价键断裂，故C不选；打雷放电时，O2变成O3，发生化学变化，共价键断裂，故D不选。
2．下列有关化学键的说法正确的是( )
A．NaCl和HCl中含有的化学键的类型相同
B．NaOH中含有离子键和非极性共价键
C．O2和CO2中均只含有共价键
D．MgCl2中含有离子键和共价键
解析:选C。NaCl含离子键，HCl含共价键，所以NaCl和HCl中含有的化学键的类型不相同，故A错误；NaOH为既含离子键又含极性共价键的离子化合物，故B错误；O2含非极性共价键，CO2含极性共价键，所以O2和 CO2中均只含有共价键，故C正确；MgCl2为只含离子键的离子化合物，故D错误。
补偿训练:
1．以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A．分子间作用力是一种较弱的化学键
B．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少
C．分子间作用力对物质的熔、沸点有影响
D．稀有气体分子间存在分子间作用力
解析:选A。化学键是相邻原子(离子)间强烈的相互作用，而分子间作用力是一种比化学键弱得多的作用力，不属于化学键，A项错误；分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少，B项正确；由分子构成的物质，分子间作用力越大，其熔、沸点越高，C项正确；稀有气体是单原子分子，不存在化学键，只存在微弱的分子间作用力，D项正确。
2．(2022·潍坊高一检测) “珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO和O2生成具有极性共价键的CO2
B．CH4既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D.含有离子键的物质不可能是单质
解析:选B。CO2只含有极性共价键；CH4只存在极性键；H、N、O可以形成NH4NO3型离子化合物，也可以形成HNO3型共价化合物；离子键的形成必须有阴、阳离子。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2020·北京合格考)下列物质中，含离子键的是( )
A．CO2 B．KCl C．H2O D．Cl2
解析:选B。CO2、H2O、Cl2中只含共价键，A、C、D均不符合题意；KCl含有离子键，符合题意。
2．如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是( )
A．钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子
B．钠离子与钠原子有相似的化学性质
C．钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强
D．氯化钠是离子化合物
解析:选B。钠原子最外层只有1个电子，当它失去1个电子后形成的Na＋具有最外层8个电子的稳定结构，氯原子最外层有7个电子，当它得到1个电子后形成的Cl－具有最外层8个电子的稳定结构，Na＋和Cl－通过静电作用形成离子键，从而构成离子化合物NaCl。
补偿训练:
如图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列相关叙述错误的是( )
A．氯化氢是共价化合物
B．氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C．氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D．1个氯化氢分子中含有1对共用电子对
解析:选B。HCl是只以共价键结合的化合物，属于共价化合物，故A正确；HCl分子中H原子最外层只有2个电子，故B错误；H原子、Cl原子最外层未达到稳定结构，HCl分子中H原子、Cl原子最外层分别达到了2电子和8电子稳定结构，故C正确；HCl的电子式为，含有1对共用电子对，故D正确。
3．(2022·沧州高一检测)某元素原子最外层只有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键( )
A．一定是共价键
B．一定是离子键
C．可能是共价键，也可能是离子键
D．以上说法均不正确
解析:选C。原子最外层只有1个电子的元素，可以是第ⅠA族元素，也可以是少数过渡金属元素。若是H，与卤素以共价键结合成卤化氢；若是碱金属元素，与卤素以离子键结合成卤化物；若为过渡金属元素，与卤素结合时，可能形成共价键，也可能形成离子键。
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．只含有共价键的物质属于共价化合物
B．所有物质中均含有化学键
C．含有离子键的物质肯定含金属元素
D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物
解析:选D。只含有共价键的化合物属于共价化合物，物质包括单质和化合物，A错误；稀有气体中无化学键，B错误；铵盐是离子化合物，但无金属元素，C错误；只要含离子键的化合物就属于离子化合物，D正确。
4．(教材P110 T9改编)下面是同学们熟悉的物质：
①O2 ②H2O2 ③MgCl2 ④H2SO4 ⑤Na2CO3 ⑥NH4Cl ⑦CO2 ⑧Ar ⑨Na2O2 ⑩NaOH
(1)这些物质中，属于共价化合物的是__________(填序号，下同)；只含有离子键的是__________；不含化学键的是__________。
(2)写出其中三种物质的结构式：
O2________；H2O2________； CO2________。
(3)写出其中两种物质的电子式：
NH4Cl__________；NaOH__________。
解析:(1)共价化合物是指只含共价键的化合物，H2O2和H2SO4以及CO2中只含共价键，并且属于化合物，所以属于共价化合物的有②④⑦；Na2CO3、NH4Cl、Na2O2以及NaOH中既含有离子键又含有共价键，只有③MgCl2只含有离子键；稀有气体分子都是单原子分子，不含共价键，因此⑧不含共价键；
(2)结构式中用短线表示共用电子对，O2中的O原子之间有两个共用电子对，结构式为O＝O；H2O2中，两个H原子分别与一个O原子之间有一个共用电子对，O原子之间还有一个共用电子对，结构式为H—O—O—H；CO2中，C与每个O原子之间都有两个共用电子对，结构式为O＝C＝O；
(3)NH4Cl是离子化合物，其中包含离子键以及NH中的共价键，电子式为
；NaOH也是离子化合物，其中包含离子键以及OH－中的共价键，电子式为。
答案：(1)②④⑦ ③ ⑧
(2)O＝O H—O—O—H O＝C＝O
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第 - 1 - 页 共 10 页第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
第1课时 元素性质的周期性变化规律
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．能从原子结构视角说明同周期元素的性质递变规律，从微观的角度建构元素周期律，形成微观原子结构特点决定宏观性质的思维模式。(宏观辨识与微观探析)
2．能依据第三周期元素性质的比较实验的要求，选择合适的装置和试剂，完成相关实验。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
1829年，德国科学家德贝莱纳发现锂和钾的原子量的平均数与钠的原子量非常接近，这个规律被称为德贝莱纳三元素组定律，钙、锶、钡之间也存在这个规律。德贝莱纳三元素组定律实际是门捷列夫发现的元素周期律的雏形，揭示了自然界中不同的元素之间存在某些联系。钙、锶、钡三种元素原子的半径之间存在什么规律呢？
教学建议 1.本节课教学要充分发挥学生的主观能动性，让学生根据上节课知识基础设计实验探究Na、Mg、Al元素的金属性强弱，将规律从同主族元素迁移到同周期元素，从而增强学生的科学探究与创新意识。2．在本节教学中，要注意从原子结构的视角引导学生对同周期元素的递变规律进行分析与理解，从而形成对同周期元素金属性、非金属性的变化规律的模型建构，而不能让学生机械记忆背诵。
学习任务一 原子结构的周期性变化 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．原子核外电子排布的周期性变化
目的 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化
图像
结论：同周期元素随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)
2．原子半径的周期性变化
目的 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化
图像
结论：同周期元素随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化
3．元素化合价的周期性变化
目的 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化
图像
结论：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1→＋7(第二周期＋1→＋5)，最低负化合价呈现－4→－1的周期性变化(第一周期和稀有气体元素除外)
[小试身手] 判断下列说法的正误。
(1)第二周期元素中原子半径最小的原子是氟。(√)
提示：同周期主族元素从左到右，元素的原子半径由大到小。
(2)第二周期元素中C、N、O、F的最高化合价依次升高。(×)
提示：O没有最高正价、F没有正价。
(3)短周期元素中原子半径最小的是氢。 (√)
提示：氢原子只有一个电子层，且位于元素周期表第一周期最左边。
(4)从原子序数11依次增加到17，原子电子层数不变。(√)
提示：同一周期原子的核外电子层数相等。
(5)从原子序数11依次增加到17，原子半径逐渐增大。(×)
提示：同周期主族元素随原子序数的增大，原子半径逐渐减小。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：(1)元素周期表中，同周期或同主族元素原子的半径变化存在什么规律？
提示：同周期主族元素，从左往右，原子半径逐渐减小。同主族，从上到下，原子半径逐渐增大。
(2)如果两种微粒，在元素周期表中不是同周期或同主族，应该如何比较其半径大小？
提示：先看电子层数，电子层数越多，半径越大。如电子层数相同，看核电荷数，核电荷数越大，半径越小。
2．辨析：(1)根据元素周期表中各元素原子半径的变化规律，比较碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半径大小。
提示：C和F是同周期元素，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径C大于F；O和S为同主族元素，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径S大于O。
(2)如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小？以O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋为例说明。
提示：电子层结构相同时，其微粒半径随核电荷数的增加而减小，故离子半径：O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
粒子半径大小比较方法
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·烟台一中高一检测) 下列元素中，原子半径最大的是( )
A．H B．Li C．Na D．K
解析:选D。同主族从上到下半径递增，H、Li、Na和K均位于ⅠA族，且核电荷数递增，则原子半径最大的是K。
2．下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增，元素的最高正化合价也递增的是( )
A．C、N、O、F B．Na、Be、B、C
C．P、S、Cl、Ar D．Na、Mg、Al、Si
解析:选D。A项和C项原子序数递增，而A项中O无最高正价，F无正价，C项中Ar的化合价为0价；B项中的原子序数不完全呈递增趋势；D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。
补偿训练:
1．(2022·龙岩高一检测)下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是( )
A.①>②>③>④ B．③>④>①>②
C．③>①>②>④ D．①>②>④>③
解析:选C。由结构示意图可知，①为S，②为Cl，③为S2－，④为F，微粒半径S2－>S>Cl>F，即③>①>②>④，C项正确。
2．下列粒子半径大小比较正确的是( )
A．原子半径：F＞Cl
B．原子半径：Na＞S＞Cl
C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋
D．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
解析:选B。F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着电子层数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A项错误；钠、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，B项正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C项错误；第三周期元素的阳离子和阴离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D项错误。
学习任务二 元素性质的周期性变化 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．探究Na、Mg、Al金属性强弱
根据教材103页【探究】——第三周期元素性质递变，完成下表。
Na、Mg、Al的性质 结论
置换出酸或水中的氢时，由易到难的顺序为Na>Mg>Al Na、Mg、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al
最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
两性氢氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应，且均生成盐和水的氢氧化物。
[小试身手] 向AlCl3溶液中逐渐加入足量氢氧化钠溶液，会产生什么现象？写出反应的离子方程式。
提示：先产生白色絮状沉淀，随着氢氧化钠溶液的加入，沉淀逐渐溶解。
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较
根据教材103页【探究】——第三周期元素性质递变，完成下表：
Si、P、S、Cl的性质 结论
单质与H2化合由易到难的顺序为Cl>S>P>Si Si、P、S、Cl四种元素非金属性由强到弱的顺序为Cl>S>P>Si
最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
3.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元素原子的核外电子排布呈现周期性的变化的必然结果。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．探索：(1)比较Si、P、N的非金属性强弱。
提示：非金属性：N>P>Si。
(2)比较H3PO4、H2SiO3、HNO3酸性强弱。
提示：非金属性：N>P>Si，酸性：HNO3> H3PO4> H2SiO3。
2．思考：硫酸的酸性强于次氯酸，据此能否确定非金属性S大于Cl
提示：不能。元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，次氯酸不是氯元素最高价氧化物对应的水化物，故硫酸的酸性强于次氯酸，不能确定非金属性硫大于氯。
3．辨析：试根据同周期元素非金属性的变化规律，比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。
提示：元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期元素，随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，故非金属性：SiINCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．原子结构与元素性质的周期性变化
内容 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 逐渐增多
最外层电子数 逐渐增多 相同
原子半径 逐渐减小(稀有气体元素除外) 逐渐增大
金属单质与水或酸置换出H2的难易 易→难 难→易
最高价氧化物对应水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成难易 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
2.元素的金属性、非金属性强弱判断规律
(1)金属性强弱的判断依据
①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则其金属性越强。
(2)非金属性强弱的判断依据
①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则其非金属性越强。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·合肥高一检测)电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，下列判断错误的是( )
A．原子半径：X>Y>Z
B．简单气态氢化物的稳定性：X>Y>Z
C．元素原子得电子能力：X>Y>Z
D．单质与氢气反应的难易程度：X>Y>Z
[解题思维] 解答本题的思维流程如下：
提取关键点 ①电子层数相同的三种元素；②酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4；③简单气态氢化物的稳定性
转化知识点 ①三种元素X、Y、Z在元素周期表同一周期；②非金属越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；③元素非金属性越强，氢化物越稳定
排除障碍点 本题中元素的非金属性与其原子的得电子能力、其单质与氢气反应的难易程度容易出错：元素的非金属性越强，其原子得电子能力越强，其单质与氢气反应越容易
解析:选A。同一周期的元素，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，则元素的非金属性：X>Y>Z，元素的原子序数：X>Y>Z。同一周期的元素，原子序数越大，元素的原子半径越小，所以原子半径：XY>Z，所以简单气态氢化物稳定性：X>Y>Z，B正确；元素的非金属性越强，其原子得电子能力越强，元素的非金属性：X>Y>Z，所以原子得电子能力：X>Y>Z，C正确；元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，由于元素的非金属性：X>Y>Z，单质与氢气反应的难易程度：X>Y>Z，D正确。
[借题发挥]改变方向：本题中的三种元素X、Y、Z分别位于元素周期表的哪一主族？
提示：根据HXO4、H2YO4、H3ZO4可得，X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，分别位于元素周期表的第ⅦA族、第ⅥA族、第ⅤA族。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·银川高一检测) 下列有关元素周期律的叙述正确的是( )
A．氧化性强弱：F2＜Cl2
B．金属性强弱：K＜Na
C．酸性强弱：H3PO4＜H2SO4
D．碱性强弱：NaOH＜Mg(OH)2
解析:选C。同主族，从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，非金属单质的氧化性逐渐减弱，A、B错误；同周期，从左到右，元素的金属性减弱，非金属性增强，即最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱，酸性增强，C正确，D错误。
2．图为元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
O F
S Cl
A.原子序数：O > F
B．原子半径：O > S
C．非金属性：S >Cl
D．稳定性：HF > HCl
解析:选D。同周期元素，从左到右原子序数增大，则原子序数：O < F，故A错误；同主族元素，从上到下原子半径增大，则原子半径：O < S，故B错误；同周期元素，从左到右金属性减弱，非金属性增强，则非金属性：S < Cl，故C错误；同主族元素，从上到下非金属性减弱，氢化物稳定性减弱，则稳定性：HF > HCl，故D正确。
补偿训练:
1．(2022·遵义高一检测) 下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D．原子的最外层电子数：n(Na)解析:选A。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，A项正确；Cl的非金属性强于Br，则Cl2得到电子的能力比Br2强，B项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。
2．下列事实不能作为实验判断依据的是( )
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中，不能置换出铜，判断钠与铁的金属性强弱
C．酸性：H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱
解析:选B。A项符合金属与水反应判断金属性强弱的依据；因Na的金属性太强，与溶液反应时会先与H2O反应，故B项不能作为判断依据；C项中根据H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸，由它们的酸性强弱可以推知硫的非金属性比碳强；D项所述符合，根据非金属单质与H2反应难易程度判断非金属性强弱的依据。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1. (2022·三亚高一检测)元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质原因是( )
A．元素的相对原子质量逐渐增大
B．原子的电子层数增多
C．原子核外电子排布呈周期性变化
D．原子半径呈周期性变化
解析:选C。原子核外电子排布呈周期性变化是元素性质周期性变化的本质原因。
补偿训练:
下列说法正确的是( )
A．原子序数越大，原子半径一定越大
B．电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C．元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D．按C、N、O、F的顺序，元素的最高正化合价依次升高
解析:选C。原子半径随原子序数的递增呈周期性变化，A错误；氯原子比锂原子多一个电子层，但原子半径r(Li)>r(Cl)，B错误；元素性质的周期性变化不是简单的重复变化，变化的程度不同，变化的起点和终点也不同，C正确；氟是最活泼的非金属元素，它只有负价，没有正价，氧无最高正价，D错误。Ｋ
2．(2022·雅安高一检测)下列关于几种物质性质的比较，不能用元素周期律解释的是( )
A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
B．非金属性：Cl>Br
C．微粒半径：Al3＋D．酸性：H2SO4>H3PO4
解析:选A。碳酸氢钠加热易分解生成碳酸钠，则热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，与元素周期律无关，不能用元素周期律解释，A符合题意；同一主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，所以非金属性：Cl>Br，与元素周期律有关；电子层结构相同的离子，同一周期元素从左到右，微粒半径逐渐减小，离子半径：Al3＋P，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则酸性：H2SO4>H3PO4，与元素周期律有关，B、C、D不符合题意。
3．(教材P106 T2改编)根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。
(1)属于金属元素的有__________种，金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为______________(填两种化合物的化学式)。
(2)正化合价最高的元素是__________(填元素符号)，其最高正化合价为__________。
(3)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的单质是__________(填化学式)，其最高价氧化物对应的水化物具有__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第三周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)__________。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性__________＞__________(填化学式)。
解析:(1)属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2等。(2)正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为＋7价。(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，故第三周期中，原子半径最大的是Na。(5)非金属性：N>P>Si，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
答案：(1)7 K2O、K2O2(KO2也可以)
(2)Cl ＋7价 (3)Al 两性 (4)Na
(5)NH3 SiH4
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第 - 1 - 页 共 6 页第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表 核素
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．通过了解元素周期表的结构(周期和族)，认识原子结构与元素周期表中位置间的关系。(宏观辨识与微观探析)
2．建立元素周期表结构模型与核素结构模型，利用模型能正确描述元素在周期表中的位置，知道元素、核素、同位素的含义。(证据推理与模型认知)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
我国在联合国大会上提出，努力争取2060年前实现“碳中和”。 14C是碳的一种具有放射性的同位素，其半衰期达5730年，它可用于鉴定文物样品年代。14C原子中所含的质子数、中子数分别是多少？
教学建议 1.对元素周期表的学习，应充分利用学生已有的原子结构知识，设置合适问题组，通过引导学生解决问题，促成学生自主建构元素周期表结构并理解其排布规律，形成“结构决定位置”的化学核心素养。2．在本节教学中，对元素、核素、同位素的含义，学生容易混淆，要充分利用元素周期表“位”与原子“构”的关系对学生进行引导，达到突破重点的目的。
学习任务一 元素周期表 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．元素周期表的出现与演变
2．原子序数
(1)原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。
(2)原子序数与原子结构的关系：
对于原子：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
3．元素周期表的编排原则
4．元素周期表的结构
[闪问] (1)元素周期表一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族。这种说法是否正确？
提示：不正确。元素周期表中，一个横行为一个周期，而1个纵列不一定为一个族，如8、9、10三个纵列共同组成一个族。
(2)由长周期和短周期元素共同构成的族一定是主族元素，对吗？
提示：不对，由长周期和短周期元素共同构成的族也可能是0族。
5．常见族的别称
族 元素别名
第ⅠA族(除氢外) 碱金属元素
第ⅦA族 卤族元素
0族 稀有气体元素
6.认识元素周期表的相关信息
元素周期表中每个格中的信息(以Fe为例)：
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：下面是元素周期表中第一至四周期的一个片段。
(1)表中a与b、h与g两组元素的原子序数之差各是多少？
提示：a与b原子序数之差为8，h与g原子序数之差为26。
(2)表中c与f、d与g两组元素的原子序数之差各是多少？
提示：c与f原子序数之差为1，d与g原子序数之差为12。
2．探究：化学兴趣小组在探究元素周期表的应用时，遇到以下问题：
(1)某元素原子核外有3个电子层，最外层电子数是3，指出该元素在元素周期表中的位置。
提示：第三周期第ⅢA族。
(2)已知RSO4共有104个电子，请写出R在周期表中的位置。
提示：R的原子序数为104－16－4×8＝56，由于第五周期的稀有气体为54号氙，故R处于第六周期第ⅡA族。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．元素周期表的结构
2．元素周期表的简单应用
(1)元素的位置与原子结构的关系
(2)0族定位法确定元素的位置
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·日照高一检测)元素周期表在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义。下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表含元素种类最多的族是第ⅢB族
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素既有金属元素又有非金属元素
D．第ⅡA族与第ⅢA族相邻
解析:选A。第ⅢB族中包含锕系与镧系元素，共有32种元素，A项正确；除短周期外，其他周期不一定均有18种元素，例如第六、七周期都是32种元素，B项错误；副族元素全部为金属元素，C项错误；长周期中第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着8个副族(第Ⅷ族有3个纵列)共10个纵列，D项错误。
2．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是( )
解析:选D。根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。
补偿训练:
下列关于元素周期表的叙述不正确的是( )
A．周期表中的最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素
B．第ⅠA族元素原子最外层只有一个电子
C．第ⅡA族中无非金属元素
D．金属元素的种类比非金属元素多
解析:选A。最外层电子数是2的元素可能是第ⅡA族元素，可能是稀有气体元素He，也可能为副族元素。
学习任务二 核素 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．元素 核素
(1)元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
(2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
(3)氢元素的三种核素
原子名称 原子符号(X) 氢元素的原子核
质子数(Z) 中子数(N)
氕 H 1 0
氘 H或D 1 1
氚 H或T 1 2
[闪问] 教材最后附页的元素周期表中列出了118种元素，能否说明我们现在只知道118种核素？为什么？
提示：否，有的元素包含多种核素。
2．同位素
(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)，如H、D、T互为同位素。
(2)特点： ①同位素在元素周期表中占有相同的位置；
②同一元素的不同核素，中子数不同，质量数也不相同；
③天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
(3)同位素的用途
①C在考古工作中用于测定文物的年代。
②H、H用于制造氢弹。
③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
[闪问] 教材中描述“质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素”，18O2和16O2互为同位素吗？
提示：不是，同位素指的是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，这两种微粒属于分子，是同一种物质。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．质疑：某同学学习同位素概念时，对以下两个问题存在疑惑。
(1)所有的元素都有同位素吗？
提示：不是。大部分元素都有同位素，即有不同的核素(原子)；少量元素没有同位素，即只有一种核素(原子)。
(2)互为同位素的不同核素的物理性质不同，而它们的化学性质为什么几乎完全相同？
提示：互为同位素的不同核素其原子的电子层结构相同，故它们的化学性质几乎完全相同。
2．探索：铀235(235U)或钚239(239Pu)等可用于制造原子弹；重氢(2H，氘)或超重氢(3H，氚)等可用于制造氢弹。
(1) 已知铀为92号元素，钚为94号元素。235U与239Pu中的中子数分别为多少？
提示：143 145。
(2)235U与234U、238U属于什么关系？
提示：同位素。
(3)2H、3H分别与16O、17O组成的水分子有哪几种？
提示：2H2 16O，2H2 17O，3H2 16O，3H2 17O，2H3H16O，
2H3H17O共6种。
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1．同位素的“六同三不同”
2．元素、核素、同位素及同素异形体的关系
(1)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。
(2)同种元素可以有多种单质，所以单质种类数多于元素种类数。
[提醒] 同位素、核素概念理解的易错点：
(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(2)不同种元素的核素可能具有相同的质量数，如C与N。
(3)不同核素之间转化时原子发生变化，非化学变化而是物理变化。
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【典例】(2022·北京东城区高一检测)2021年4月，中科院科学家首次合成新核素U，是目前已知最轻的铀的同位素。元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念。根据下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg回答下列问题：
(1)表示核素的符号共6种。
(2)互为同位素的是Li和Li。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是C和N。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是Na和Mg。
解析:(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，H2和H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以Li和Li互称为同位素。(3)C和N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4)Na和Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
[借题发挥](1)改变问题角度：题目中的H和C可以组成 CH4，该分子的相对分子质量是多少？
提示：22。CH4的相对分子质量近似等于所有原子的质量数总和，即14×1＋2×4＝22。
(2)改变命题考向：题目中的C和O可以组成二氧化碳分子，23 g这种二氧化碳中含有质子数为11NA(用NA表示，下同)，中子数为12NA，电子数为11NA。
提示：M(14C16O2)＝(14＋16×2) g·mol－1＝46 g·mol－1，n(14C16O2)＝＝0.5 mol，1个14C16O2分子中含有22个质子，24个中子，22个电子，故23 g 14C16O2中含有的总质子数为0.5NA×22＝11NA，中子数为0.5NA×24＝12NA，电子数为0.5NA×22＝11NA。
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(2022·杭州高一检测) 关于O、O、O2－、O四种微粒，以下说法正确的是( )
A．它们是同种原子
B．它们是几种不同的单质
C．它们是氧元素的几种微粒的不同表示方法
D．四种微粒的质子数和电子数均相等
解析:选C。四种微粒的质子数相等，但中子数不完全相等，因此不是同种原子，故A错误；四种微粒均不是单质，故B错误；四种微粒均属于氧元素，分别为核素、核素、离子、原子，故C正确；O2－比其他三种微粒的电子数多2，故D错误。
补偿训练:
(2022·朔州高一检测)由H和O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )
A．4.5 mol B．5 mol C．5.5 mol D．6 mol
解析:选D。由H和O组成的水相对分子质量为22，1 mol 2H2 18O含12 mol中子，故11 g水中含有中子的物质的量为×12＝6 mol。
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1．(2022·嘉兴高一检测)目前元素周期表的结构中有( )
A．7个横行 B．16个纵列
C．8个主族 D．100种元素
解析:选A。周期表中有7个横行，故A正确；周期表中有18个纵列，故B错误；周期表中有7个主族，故C错误；周期表目前填充了7个周期共118种元素，故D错误。
2．(2021·广东7月合格考)我国化学家通过对H＋HD→H2＋D反应的研究，进一步揭示了化学反应的本质。下列关于H与D的说法不正确的是( )
A．中子数均为2 B．质子数均为1
C．核外电子数均为1 D．两者互为同位素
解析:选A。氕(H)和氘(D)均属于氢元素，但不是同一种氢原子，前者是质子数为1、中子数为0的氢原子，后者是质子数为1、中子数为1的重氢原子，两种氢原子核外电子数均为1，互为同位素。
3．科研人员最近发现放射性同位素钬Ho可有效治疗肝癌，该同位素原子核内中子数与质子数之差为( )
A．99 B．32 C．166 D．233
解析:选B。由Ho可以得出，质子数为67，质量数为166，该同位素原子核内中子数与质子数之差为166－67－67＝32，故选B。
4．(2022·银川高一检测)如表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：
(1)属于第二周期元素的有________、________、________(填元素符号)，属于第ⅢA族的有_____________________
(填元素符号)，属于第ⅠA族的有________、________(填元素符号)。
(2)写出H元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
______________________。
解析:根据元素在周期表中的分布，A是F元素，B是O元素，C是P元素，D是C元素，E是Ar元素，F是Cl元素， G是S元素，H是Al元素，I是Mg元素，J是Na元素，K是Ca元素，L是K元素，M是过渡金属元素，N是Br元素。(1)属于第二周期元素的有D、B、A三种元素，分别为C、O、F；属于第ⅢA 族的是H，为Al元素；属于第ⅠA族的有J、L两种元素，分别为Na、K；(2)H元素组成的单质为Al，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
答案：(1)C O F Al Na K
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
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