原子结构与元素的性质导学案.docx

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原子结构与元素的性质导学案

原子结构与元素的性质导学案

《选修三第一章第二节　原子结构与元素的性质》导学案（第3课时）

学习时间2011—2012学年上学期周

【课标要求】1、了解元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素的某些性质

2、能根据元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则。

3、能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质

4、进一步认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力

［复习］1.什么是电离能？

它与元素的金属性、非金属性有什么关系？

2.同周期元素、同主族元素的电离能变化有什么规律？

3.什么是化学键（必修2P23）？

【阅读与思考】阅读教材p19-20，什么是电负性？

电负性的大小体现了什么性质？

（1）键合电子：

孤电子：

（2）定义：

（3）意义：

【板书】（4）电负性大小的标准：

以F的电负性为4.0和Li的电负性为1.0作为相对标准。

［思考与交流］阅读教材P19图1-2同周期元素、同主族元素电负性如何变化规律？

如何理解这些规律？

根据电负性大小，判断氧的非金属性与氯的非金属性哪个强？

2.根据已学知识，说说元素电负性的主要应用有哪些？

○1元素的电负性与元素的金属性和非金属性的关系______________________

○2　电负性与化合价的关系__________________________

③判断化学键的类型______________________

【点击试题】已知元素的电负性和元素的化合价等一样，也是元素的一种基本性质。

下面给出14种元素的电负性：

元素AlBBeCClFLiMgNNaOP电负性1.52.01.52.52.84.01.01.23.00.93.52.12已知：

两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。

①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是。

②.判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？

Mg3N2BeCl2AlCl○4对角线规则：

元素周期中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。

【科学探究】教材P20本图1－26是用课本图1－23的数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作第ⅠA和ⅦA族元素的电负性变化图。

2．在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（如下图）的有些性质是相似的（如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔），被称为“对角线规则”。

查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。

【归纳与总结】金属元素越容易失电子，对键合电子的吸引能力越，电负性越小，其金属性越；非金属元素越容易得电子，对键合电子的吸引能力越，电负性越，其非金属性越强；故可以用电负性来度量金属性与非金属性的强弱。

周期表从左到右，元素的电负性逐渐变；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变。

2.同周期元素从左往右，电负性逐渐增，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增。

同主族元素从上往下，电负性逐渐减，表明元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

【思考】对角线规则：

某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质相似，被称为对角线原则。

请查阅电负性表给出相应的解释？

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”。

查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。

对角线规则

【典例解悟】1.下列有关电负性的说法中正确的是（）

A.主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大。

B.在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越大

C.金属元素电负性一定小于非金属元素电负性。

D.在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价

2.能够证明电子在核外是分层排布的事实是（）

A、电负性B、电离能C、电子亲和能D、电势能

3.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一数值x来表示，若x越大，则原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。

下面是某些短周期元素的x值：

元素LiBeBCOF

x值0.981.572.042元素NaAlSiPSCl

x值002.192

（1）通过分析x值的变化规律，确定N、Mg的x值范围：

______x（Mg）________；______x（N）________。

（2）推测x值与原子半径的关系是_______________________________________________。

（3）某有机物结构式为：

，在S—N中，你认为共用电子对偏向谁？

__________（写原子名称）。

（4）经验规律告诉我们当成键的两原子相应元素电负性的差值Δx1.7时，一般为离子键，当Δx1.7时，一般为共价键，试推断AlBr3中化学键的类型是____________。

（5）预测元素周期表中，x值最小的元素位置____________（放射性元素除外）。

4.有A、B、C、D四种元素。

其中A为第三周期元素，与D可形成1∶1和2∶1原子比的化合物。

B为第四周期d区元素，最高化合价为7。

C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价。

D为元素周期表所有元素中电负性第二大的元素。

试写出四种元素的元素符号和名称，并按电负性由大到小排列顺序。

A________，B__________，C________________，D________，电负性由大到小的顺序为__________________________________________________。

【当堂检测】电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度下列关于电负性的变化规律正确的是（）

A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大

C．电负性越大，金属性越强D．电负性越小，非金属性越强

2.已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是（）

A.X与Y形成化合物是，X可以显负价，Y显正价B.第一电离能可能Y小于X

C.最高价含氧酸的酸性：

X对应的酸性弱于于Y对应的D.气态氢化物的稳定性：

HmY小于HmX根据对角线规则，下列物质的性质具有相似性的是（）

A.硼和硅B.铝和铁C.铍和铝D.铜和金x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知（）

A．x的原子半径大于y的原子半径B．x的电负性大于y的电负性

C．x的氧化性大于y的氧化性D．x的第一电离能大于y的第一电离能元素电负性随原子序数的递增而增强的是（）

A．NaKRbB．NPAsC．OSClD．SiPCl对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是（）

A．碱性：

NaOHMg（OH）2Al（OH）3B．第一电离能：

NaMgAl

C．电负性：

NaMgAlD．还原性：

NaMgAlX和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是（）

A.X的原子半径比Y小B.X和Y的核电核数之差为m－电负性XYD.第一电离能XX和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是（）

A.X的原子半径比Y小B.X和Y的核电核数之差为m－电负性XYD.第一电离能X下列各元素原子排列中，其电负性减小顺序正确的是（）

A、K＞Na＞LiB、F＞O＞SC、As＞P＞ND、C＞N＞O

【练习】1.具有相同电子层结构的三种微粒An＋、Bn－、C，下列分析正确的是（　　）

A.原子序数的关系是CBAB.微粒半径的关系是Bn－An＋一定是稀有气体元素的一种原子D.原子半径的关系是ACB

2.美国化学家鲍林（L.Pauling）首先提出了电负性的概念。

电负性也是元素的一种重要性质，电负性越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。

下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：

元素HLiBeBCNOF

电负性2.11.01.52.02.53.03.54.0

元素NaMgAlSiPSClK

电负性0.91.21.51.82.12.53.00.8

请仔细分析，试回答下列问题：

（1）根据表中所给数据分析推测：

同主族的不同元素的电负性变化的规律是：

________；

同周期中，电负性与原子半径的关系为：

________。

（2）预测周期表中电负性最大的元素应为________（填元素符号）；估计钙元素的电负性的取值范围：

______Ca______。

（3）预测周期表中，电负性最小的元素位小第________周期________族（放射性元素除外），其基态原子核外电子排布式可表示为______________________。

3.第一电离能I1是指气态原子X（g）处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X＋（g）所需的能量。

下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。

请回答以下问题：

（1）认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na—Ar8种元素用短线连接起来，构成完整的图像。

（2）从图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是

________________________________________________________________________。

（3）图中5号元素在周期表中的位置是________。

（4）气态锂原子失去核外不同电子所需的能量分别为：

失去第一个电子为519kJ/mol，失去第二个电子为7296kJ/mol，失去第三个电子为/mol，据此数据分析为何锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量_________________________。

【作业】

1.下列元素原子半径依次增大的是（　　）

A.C、N、O、F　　　　B．Mg、Al、Si、SC.B、Be、Mg、NaD．Mg、Na、K、Ca

2.下列外围电子排布式（或外围轨道表示式）的原子中，第一电离能最小的是（　　）

↓↑

↓↑↓↑↑

A.2s2p

↓↑

↑↑

B.2s2p

C.3d64s2D．下列叙述中正确的是（　　）

A.同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大

B.ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子

C.室温时，零族元素的单质都是气体D.同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大

4.下列叙述中错误的是（　　）

A.所有的非金属元素都在p区B.P区的外围电子排布方式为3s2碱金属元素具有较大的电负性D.当各轨道处于全满、半满、全空时原子较稳定

5.根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述中不正确的是（　　）

A.K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等

B.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

D.M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

6.下列各组元素性质的递变情况错误的是（　　）

A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多B.P、C、Cl元素最高正价依次升高

C.N、O、F电负性依次增大D.Na、K、Rb第一电离能逐渐增大

7.已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是（　　）

A.原子半径：

ABDCB.原子序数：

dcba

C.离子半径：

CDBAD.元素的第一电离能：

ABD判断半径大小并说明原因：

（1）Sr与Ba　　　　　

（2）Ca与Sc（3）Ni与Cu（4）S2－与S

（5）Na＋与Al3＋（6）Sn2＋与Pb2＋（7）Fe2＋与Fe3＋

9.A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期的主族元素。

已知A、C、F三种元素原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水；D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4；E元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。

（1）写出下列元素的符号：

A________，D________，E________。

（2）B的单质在F的单质中反应的现象是

________________________________________________________________________，

化学方程式是:

___________________________________________________________。

（3）A、C两种元素最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是

________________________________________________________________________。

10.在周期表中，同一主族元素化学性质相似。

目前也发现有些元素的化学性质和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性质相似，这称为对角线规则。

据此请回答：

（1）锂在空气中燃烧，除生成_____外，也生成微量的______。

（2）铍的最高价氧化物对应的水化物的化学式是________________________________，

属两性化合物，证明这一结论的有关离子方程式为___________________________、

________________________________________________________________________。

（1）若已知反应Be2C＋4H2O===2Be（OH）2＋CH4↑，则Al4C3遇强碱溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

（2）科学家证实，BeCl2属共价化合物，设计一个简单实验证明，其方法是

________________________________________________________________________。

用电子式表示BeCl2的形成过程：

______________________________________________。

疑点反馈：

（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

《选修三第一章第二节　原子结构与元素的性质》导学案（第3课时）

［点击试题］解析：

元素的电负性是元素的性质，随原子序数的递增呈周期性变化。

据已知条件及上表中数值：

Mg3N2电负性差值为1.8，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2AlCl3SiC电负性差值分别为1.3、1.3、0.8，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。

答案：

1.随着原子序数的递增，元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化。

2.Mg3N2；离子化合物。

SiC,BeCl2、AlCl3均为共价化合物。

【科学探究】教材P20本图1－26是用课本图1－23的数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作第ⅠA和ⅦA族元素的电负性变化图。

提示

2．在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（如下图）的有些性质是相似的（如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔），被称为“对角线规则”。

查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。

提示　Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO；B和Si的含氧酸都是弱酸，说明“对角线规则”的正确性。

Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2；Be、Al的电负性分别为1.5、1.5，B和Si的电负性分别为2.0、1.8，它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当。

【典例解悟】1.解析：

电负性的变化规律：

（1）同一周期，从左到右，元素电负性递增。

（2）同一主族，自上而下，元素电负性递减。

（3）副族元素的电负性变化趋势和主族类似。

主族元素原子的电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能有特例，如电负性：

O＞N，但第一电离能：

N＞O，A错误。

B、C选项没有考虑过渡元素的情况。

答案：

D

2.解析：

各级电离能逐级增大，I1，I2，I3。

。

。

。

。

外层电子只有一个电子的碱金属元素很容易失去一个电子变为＋1价阳离子，而达到稳定结构，I1较小，但再失去一个电子变为＋2价阳离子却非常困难。

即I2突跃式升高，即I2》I1，又如外层只有两个的Mg、Ca等碱土金属元素，I1和I2差别较小，但失去2个电子达到稳定结构后，在失去电子变为＋3价阳离子却非常困难，即I3突跃式变大，I3》I2I1，因此说电离能是核外电子分层排布的实验佐证。

答案：

Bw.w.w.k.s.5.u解析　由所给数据分析知：

同周期，从左到右x值逐渐增大；同主族，从上到下，x值逐渐减小，则

（1）同周期中x（Na）x（Mg）x（Al），同主族中x（Mg）x（Be），综合可得：

0.93x（Mg）1.57，同理：

2.53x（N）3.44。

（2）x值在周期表中的递变规律与原子半径的恰好相反，即：

同周期（同主族）中，x值越大，其原子半径越小。

（3）对比周期表中对角线位置的x值可知：

x（B）x（Si），x（C）x（P），x（O）x（Cl），则可推知：

x（N）x（S），故在S—N中，共用电子对应偏向氮原子。

（4）查表知：

AlCl3的Δx＝1.551.7，又x（Br）x（Cl），所以AlBr3的Δx应小于AlCl3的，为共价键。

（5）根据递变规律，x值最小的应为Cs（Fr为放射性元素）位于第六周期ⅠA族。

答案　

（1）0.93　1.57　2.53　3.44　

（2）x值越小，半径越大　（3）氮　（4）共价键　（5）第六周期ⅠA族

归纳总结是学习过程中很重要的一种能力，在做该题时可以先找出x值相差不大的元素，分组比较，x值较大的一组应为非金属元素，x值较小的一组应为金属元素。

然后，再对同一组中的元素的x值进行比较找出变化规律。

4.解析　由电负性推知D为O；A与D可形成1∶1和2∶1的化合物，可推知A为Na；B为第四周期d区元素且最高正价为＋7，可知B为Mn；C与B同周期且最高价为＋7，可知C为Br。

答案　钠（Na）　锰（Mn）　溴（Br）　氧（O）　OBrMnNa

并不是所有电负性差大于1.7的都形成离子化合物，如H电负性为2.1，F电负性为4.0，电负性差为1.9，而HF为共价化合物，故需注意这些特殊情况。

【当堂检测】参考答案1.A2BC5.D6.D7.D8.D9.B

【练习】1.答案　C2.答案　

（1）核电荷数越大，电负性越小　　原子半径越小，电负性越大

（2）F　0.8　1.2（3）六　ⅠA　1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2答案　

（1）如图所示

（2）从上到下依次减小（3）第三周期ⅤA族

（4）锂原子失去一个电子后，Li＋已形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难。

【作业】

1.答案　C2.答案　D3.答案　C4.答案　AC5.答案　C6.答案　BD7.答案　C8.答案　

（1）BaSr　同族元素，Ba比Sr多一个电子层；

（2）CaSc　同周期元素，Sc核电荷数多；

（3）CuNi　同周期元素，Cu次外层为18电子，屏蔽作用大，有效核电荷数小，外层电子受到的引力小；

（4）S2－S　同一元素，电子数越多，半径越大；

（5）Na＋Al3＋　同一周期元素，Al3＋正电荷数高；

（6）Pb2＋Sn2＋　同一族元素的离子，正电荷数相同，但Pb2＋比Sn2＋多一电子层；

（7）Fe2＋Fe3＋　同一元素离子，电子越少，正电荷数越高，则半径越小。

9.答案　

（1）Na　Si　P

（2）产生白色的烟　Mg＋Cl2=====点燃MgCl2（3）OH－＋Al（OH）3===AlO－2＋2H20.答案　

（1）Li2O　Li3N

（2）Be（OH）2Be（OH）2＋2H＋===Be2＋＋2H2O

Be（OH）2＋2OH－===BeO2－2＋2H2O

（3）Al4C3＋4OH－＋4H2O===4AlO－2＋3CH4↑

（4）将BeCl2加热到熔融状态不能导电证明BeCl2是共价化合物

2Cl?

?

＋×Be×―→Cl?

?

×Be×Cl?

?