第2节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律
学习目标
1.掌握元素周期律的实质。
2.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。
引入:前面我们学习了原子的构成,它包括质子、中子、电子三部分,相同元素一定具有相同的质子数,如果我们按质子数从小到大把元素排列起来,每种元素就有一个序号,即原子序数,对原子序数为1-18的元素进行研究,有助于我们认识元素之间内在联系和变化的规律性。那么,原子序数为1-18号元素的核外电子排布、原子半径和元素的主要化合价随原子序数的变化是如何变化的?
元素周期律
填表:
元素
符号
元素
名称
原子
序数
核外电
子排布
电子
层数
最外层电子数
原子半径
相对原
子质量
最高化合价
最低化合价
H
氢
0.037
1.008
He
氦
--
4.003
Li
锂
0.152
6.941
Be
铍
0.089
9.012
B
硼
0.082
10.81
C
碳
0.077
12.01
N
氮
0.075
14.01
O
氧
0.074
16.00
F
氟
0.071
19.00
Ne
氖
--
20.18
Na
钠
0.168
22.99
Mg
镁
0.160
24.31
Al
铝
0.143
26.98
Si
硅
0.117
28.09
P
磷
0.110
30.97
S
硫
0.102
32.06
Cl
氯
0.099
35.45
Ar
氩
--
39.95
【小组讨论】通过分析下列几个图片。从中能得出什么规律?
1.原子序数与最外层电子数柱形图
2.原子序数与原子半径折线图
3.原子序数与元素化合价折线图
【归纳总结】
1.原子序数= =
2.随着原子序数的递增, 、 、 呈现周期性变化。
(1)随着原子序数的递增,原子核外电子排布变化的规律性
原子序数
电子层数
最外层电子数
达到稳定结构时的最外层电子数
1~2
1
3~10
2
11~18
3
结论
随着原子序数的递增,元素原子最外层电子排布呈现 变化。
(2)随着原子序数的递增,元素原子半径变化的规律性
原子序数
原 子 半 径 的 变 化
1~2
3~9
11~17
结论
随着原子序数的递增,元素原子半径呈现 变化。
提示:稀有气体元素的原子半径并未列出,这是由于其原子半径的测定与相邻非金属元素的依据不同,数字不具有可比性,故不列出。
(3)随着原子序数的递增,元素的化合价变化的规律性
原子序数
电子层数
最外层电子数
最高正价
最低负价
1~2
1
3~10
2
11~18
3
结论
随着原子序数的递增,元素常见化合价呈现 的变化。
3.元素的性质 而呈周期性变化,这个规律叫元素周期律。
4.元素周期律实质:元素性质的周期性变化是 呈现周期性变化的必然结果。
【例1】下列各种说法中,正确的是( )?
A.元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化?
B.从Na到Ar,随着原子序数的递增原子半径逐渐变小?
C.11号到17号元素化合价的变化,与3号到9号元素化合价的变化完全相同?
D.没有元素原子核外电子排布的周期性变化,就没有元素性质的周期性变化?
【例2】
2.下图为一些元素原子半径规律性变化的示意图。由此图不能得出的下列结论是(不考虑稀有气体元素)( )
A.当电子层数相同时,核电荷数越小,原子半径越大
B.当最外层电子数相同时,质子数越多,原子半径越大
C.r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
D.原子电子层数越多,对应的原子半径越大
【当堂检测】
1.元素性质存在周期性变化的本质原因是( )
A.元素原子相对原子质量周期性变化的结果
B.元素原子核外电子排布周期性变化的结果
C.元素的原子序数递增的结果
D.元素还原性和氧化性周期性变化的结果
2. 元素的以下性质随着原子序数的递增不呈周期性变化的是( )
A.化合价
B.原子半径
C.元素原子的最外层电子排布
D.相对原子质量
3.下列各项给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为11稳定化合物的是( )
A.3和17 B.1和8
C.11和8 D.7和12
4.下列各种说法中,正确的是( )
A.元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化
B.从Na到Ar,随着原子序数的递增原子半径逐渐变小
C.11号到17号元素化合价的变化,与3号到9号元素化合价的变化完全相同
D.没有元素原子核外电子排布的周期性变化,就没有元素性质的周期性变化
5.原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物,该元素的原子序数为( )
A.8 B.12 C.15 D.16
6。下列微粒半径大小比较正确的是( )
A.Na+B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.NaD.Cs7.画出1~18号的核外电子排布,并完成下列表格
原子序数
电子层数
最外层电子数
达到稳定结构时的最外层电子数
第二节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律
1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是 ( )。
A.化合价 B.原子半径
C.最外层电子排布 D.相对原子质量
2.元素周期律的实质是 ( )。
A.相对原子质量逐渐增大
B.核电荷数逐渐增大
C.核外电子排布呈现周期性变化
D.元素的化合价呈现周期性变化
3.下列各元素性质递变情况中,错误的是 ( )。
A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子半径依次增大
D.P、S、Cl元素的负化合价依次为-3、-2、-1
4.下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是( )。
A.3和17 B.1和8
C.1和6 D.7和12
5.下列关于Li、Li、Na、Mg、6C、14N、8O等微粒及它们组成的化合物的分析中,正确的是 ( )。
A.Li、Li分别与8O组成的氧化物的化学性质不同
B.其中只含有6种核素
C.中子数相同的微粒有两组:Na和Mg、6C和8O
D.金属元素Li、Na的单质分别与8O2反应,均只能得到一种化合物
6.元素的原子结构决定其性质和位置。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.金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
7.关于同一种元素的原子或离子,下列叙述正确的是 ( )。
A.原子半径比阴离子半径小
B.原子半径比阴离子半径大
C.原子半径比阳离子半径小
D.带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大
8.关于Na元素和F元素的叙述正确的是 ( )。
A.原子序数Na>F
B.原子半径Na<F
C.原子的电子层数Na<F
D.原子最外层电子数Na>F
9.已知离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列说法中正确的是 ( )。
A.原子序数:d>c>b>a
B.原子半径:r(A)>r(B)>r(D)>r(C)
C.离子半径:r(C3-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+)
D.最高正价:A>B>D>C
10.有A、B、C、D四种元素,最高正价依次为1、4、5、7,其核电荷数按B、C、D、A依次增大。已知B的次外层电子数为2,C、D、A原子次外层电子数均为8,C、D原子的电子层数相同,A原子的核外电子数不超过20,则A为__________,B为__________,C为__________,D为__________。
11.按核电荷数从1~18的顺序将元素排列成下表。请回答下列问题:
(1)核电荷数为6和14的一组原子,它们的__________相同,__________不相同;核电荷数为15和16的一组原子,它们的__________相同,__________不相同;核电荷数为10和18的一组原子,它们的最外层电子数为__________,它们分别是__________元素的原子,一般情况下,化学性质__________。
(2)某元素的原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,该元素的元素符号是__________,原子结构示意图是__________。
12.下表是1~18号部分元素的原子半径及主要化合价:
元素代号
W
R
X
Y
Z
原子半径/nm
0.037
0.157
0.066
0.070
0.077
主要化合价
+1
+1
-2
-3,+5
+2,+4
试回答下列问题:
(1)五种元素的原子中原子半径最大的元素是________(填元素符号);
(2)写出下列有关反应的化学方程式:
①Z的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式:___________________________________________________________;
②R2X2与ZX2反应的化学方程式:
_____________________________________________________________;
(3)X可与Z形成一种有恶臭味的气体,该气体与氧气发生反应的物质的量之比为1∶2,且反应前后气体的总体积不变,试写出该气体的化学式:____________________________________________________________。
答案:
1.D 2.C 3.C 4.D 5.C 6.C 7.A 8.A 9.C
10.钾(K) 碳(C) 磷(P) 氯(Cl)
11.(1)最外层电子数 电子层数 电子层数 最外层电子数 8 氖、氩 稳定 (2)Mg
12.(1)Na(2)①C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
②2 Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (3)C3O2
第2节 元素周期律和元素周期表
第2课时 元素周期表
学习目标
1.认识元素周期表的结构以及周期、族等概念,理解原子结构与元素在周期表中的位置间的关系。
2.了解ⅡA族、ⅤA族和过渡金属元素的某些性质和用途。
3.通过化学史知识——元素周期表和元素周期律,认识人类对客观事物的认识是随着社会和科学的发展不断深入的。
引入:元素周期律使人们认识了杂乱无章的化学元素之间相互联系和变化规律,如何把这种规律具体地表现出来呢?
【小组探讨】观察元素周期表。思考周期表中周期和族划分的依据是什么?
【归纳】
1.通过周期表,我们可以了解元素的 、元素符号、 、原子序数、相对原子质量、价层电子排布、是否人造元素、是否放射性元素等信息;通过周期表,我们还可以对元素进行分区,如沿着 和 的交界处画一条虚线,虚线的左侧为金属元素,右侧为非金属元素;位于虚线附近的元素,既表现金属元素的性质,又表现为非金属元素的性质。在元素周期表中,行称为 ,列称为 。
2.同一周期:电子层数相同,原子序数递增的元素从左到右为同一周期;
同一族:最外层电子数相同,原子序数逐渐增大的元素从上到下为同一族。
【交流研讨】P14
【归纳】
3.周期:周期序数= 数
共有 个横行, 个周期: 长 短 不全,除第1、第7周期外,每一周期都是以 _______ _元素开始到 ,最后以稀有气体元素结束。
类别
周期序数
起止元素序数
包括元素种数
核外电子层数
短
周
期
1
1~2
2
1
2
3
长
周
期
4
5
6
不完全周期
7
4.族: 周期表中共有 个纵行,第8、9、10三个纵行称为 族,第18列稀有气体称为 ,其余的族分为 族和 族。分别用A、B表示。
(1)主族序数 = 数
主族
副族
0族
第Ⅷ族
概念
表示方法
(2)在周期表的18个纵行16个族中,各族从左到右的排列顺序如何?
阅读教材P15
【归纳】元素周期表中的部分元素和焰色反应
(1)ⅡA、ⅤA和过渡元素的性质
族
元 素
性 质
ⅡA
ⅤA
过渡元素
(2)焰色反应
某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特征颜色的反应。如钠: 色,钾 色。
【例1】下列说法中正确的是( )?
A.元素周期表有七个横行,分为七个周期?
B.元素周期表有九个横行,分为七个周期?
C.元素周期表有十六个纵行,分为十六个族?
D.元素周期表有十八个纵行,分为十八个族?
【例2】2.已知某原子结构示意图为 ,下列说法中正确的是( )?
A.该元素位于第二周期,第Ⅷ族?
B.该元素位于第三周期,第ⅠA族?
C.该元素属于稀有气体元素?
D.该元素属于金属元素?
【当堂检测】
1.判断正误。
(1)元素周期表含有7个周期18个族。( )
(2)若已知某元素在周期表中的位置,可知其原子核外电子排布情况。( )
(3)非金属元素一般在周期表中的左下角区域。( )
(4)氯元素在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族。( )
2.下列说法正确的是( )
A.根据原子在周期表中的位置,可以知道该原子的最外层电子数
B.根据一个微粒的质子数,就可以知道该微粒的电子数
C.所有的元素最高化合价都等于它的族序数
D.原子半径的大小只跟电子层数有关
3.下列各表中的数字代表的是原子序数,表中数字所表示的元素与它们在元素周期表中的位置相符的是( )
4.下列说法错误的是( )
A.最外层电子数为2的元素一定为第ⅡA族元素
B.最外层电子数是次外层电子数2倍的元素一定为第二周期元素
C.结构示意图为的M2+,M元素一定为第ⅡA族元素
D.最外层电子数是内层电子数3倍的元素一定为主族元素
5.下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左到右排列的
B.同族元素的最外层电子数一定相同
C.同周期元素的电子层数相同
D.每一周期的元素都是从碱金属开始,以稀有气体结束
6.下列关于元素周期表的说法正确的是( )
A.能与水反应生成碱的金属元素都在ⅠA族
B.原子序数为14的元素位于元素周期表第三周期ⅣA族
C.稀有气体元素原子的最外层电子数均为8
D.第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6
7.填空。
(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号________。
(2)周期表中位于第8纵列的铁元素属于________族。
(3)所含元素不超过18种的周期为________、__________、__________、__________和__________周期。
第2课时 元素周期表
考查点一 元素周期表的结构
1.下列元素在元素周期表“金属区与非金属区分界线”上的是 ( )。
A.Be和Al B.F和Cl
C.As和Sb D.Li和Na
2.A、B为短周期元素,B3+比A2-离子少一个电子层,若A的原子序数为n,则B的原子序数为 ( )。
A.n+5 B.n+11
C.n-3 D.n+3
3.ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期ⅢA族元素的原子序数( )。
A.只有x+1
B.可能是x+8
C.可能是x+2
D.可能是x+1或x+11或x+25
4.下列各表为元素周期表的一部分(表中数字代表元素的原子序数),其中正确的是( )。
5.一些科学家预言,存在稳定的超重元素,如:Z=114,N=184的原子,它位于元素周期表第7周期、ⅣA族。由此,下列说法正确的是 ( )。
A.第7周期有50种元素
B.该原子的质量数是184
C.该元素相对原子质量是292
D.该原子核外有114个电子
6.下列关于元素周期律和元素周期表的叙述不正确的是 ( )。
A.同一主族的元素,从上到下电子层数逐渐增多
B.同一周期的元素从左到右,元素原子半径逐渐减小
C.周期表中第ⅣA族~第ⅦA族元素都表现出正化合价
D.元素周期表是原子核外电子排布呈现周期性变化的必然结果
7.主族元素在周期表中所处的位置,取决于该元素的 ( )。
A.最外层电子数和相对原子质量
B.相对原子质量和核外电子数
C.次外层电子数和电子层数
D.电子层数和最外层电子数
8.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如图所示,下列说法中正确的是( )。
X
Y
Z
A.Z一定是活泼金属
B.Z的单质为黄绿色气体
C.Y一定是活泼非金属
D.X的化学性质非常活泼
9.A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。B元素原子核内质子数和中子数相等。
(1)写出A、B、C三种元素的名称__________、__________、__________。
(2)B位于元素周期表中第______周期第________族。
(3)C的原子结构示意图为__________。
10.某研究性学习小组以元素周期表为课题研究“短周期元素在周期表中的分布”,他们提出三种方案,所得三种周期表,第2、3周期的元素位置未变化,仅第1周期的H、He两元素位置改变。试依据方案,完成以下问题:
(1)方案Ⅰ:根据已制得的活泼金属氢化物,如KH,可将氢元素归为__________族,氦元素原子的最外层电子数为2,已达到稳定结构,属于__________族。
(2)方案Ⅱ:氦元素的位置不变,氢元素的位置根据同族元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等,可归为__________族。
(3)方案Ⅲ:根据同族元素原子最外层电子数相等,应将氦元素归为__________族。
11.结合元素周期表,回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素,属于短周期元素的有________;属于主族元素的有________;g元素位于第______周期第________族;i元素位于第________周期第________族。
(3)元素f是第________周期第________族元素,请在右边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(4)元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系为______________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。
12.四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示,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,________族;
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是________(写化学式);
(3)Y的最高价氧化物的化学式为____________________________ ____________________________________________;
(4)W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应,其相对分子质量在170~190之间,且W的质量分数约为70%。该化合物的化学式为__________________ ______________________________________________________。
答案:
1.C 2.C 3.D 4.D 5.D 6.C 7.D 8.C
9(1)氮 硫 氟 (2)3 ⅥA (3)
10.(1)ⅦA 零 (2)ⅣA (3)ⅡA
11.(1)
(2)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 3 0 4 ⅡB
(3)3 ⅥA
(4)元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数,元素的周期数即为原子核外的电子层数
12.(1)3 ⅤA (2)NH3 (3)N2O5 (4)S4N4