学年人教版必修2 12元素周期律 教案.docx

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学年人教版必修212元素周期律教案

教案

组长审核：

学员编号：

年级：

高一课时数：

3课时

学员姓名：

辅导科目：

化学学科教师：

授课主题

元素周期律

教学目的

1．了解原子核外电子的排布。

2．能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系。

3．知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。

教学重难点

重点：

元素周期律的含义和实质；元素性质与原子结构的关系。

难点：

元素性质与原子结构的关系。

授课日期及时段

教学内容

要点一、原子结构及表示

　1．原子的构成

　（注：

碳12质量的1/12等于1.66×10-27kg）

质量/kg

相对质量

电量

作用

原

子

原子核

质子

1.6726×10-27

1.007

+1

质子数决定元素种类

中子

1.6749×10-27

1.008

0

质子数和中子数决定核素种类

核外电子

9.109×10-31

1/1836

-1

核外电子排布决定化学性质

AZX的含义：

代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。

2．原子微粒间的数量关系：

　　①质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）

　　②中性原子：

核电荷数＝质子数＝核外电子数

　　③阳离子：

质子数=核电荷数=核外电子数+离子电荷数

　　④阴离子：

质子数=核电荷数=核外电子数-离子电荷数

3．粒子的结构示意图

（1）表示方法

结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。

如：

（2）原子结构示意图和离子结构示意图的比较

结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。

原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数；离子结构示意图中，二者则不相等，其差值均为离子所带电荷的数值。

例如：

要点二、原子核外电子的排布

多电子的原子中，电子的能量是不相同的，所以它们通常运动的区域离原子核也远近不同，也就有了核外电子的分层排布，也就有了核外电子的排布规律。

1．电子层

　　原子是由原子核和核外电子构成的。

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。

我们就把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。

具体情况如下表：

电子层的代号

n

电子层的序号

1

2

3

4

5

6

7

电子层的符号

K

L

M

N

O

P

Q

离原子核的距离

电子层的能量

2．核外电子的排布规律

　　经过大量的科学实验和理论分析，我们得知核外电子的排布遵循以下规律：

（1）核外电子是分层排布的，并且电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由里及外排布在能量稍高的电子层里。

即排满K层再排L层，排满L层再排M层。

（2）每一电子层里最多容纳电子数为2n2。

即第一电子层最多容纳2个，第二电子层最多容纳8个，第三电子层最多容纳18个……

　　（3）最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）。

　　（4）次外层电子数不超过18个，倒数第3层电子数不超过32个。

　　说明：

要弄清楚以上排布规律的原因，还需要学习更多更有趣的知识，这部分知识在化学选修三《物质结构与性质》。

要点诠释：

①以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。

②上述为核外电子排布的初步知识，只能解释1～18号元素的结构问题，若要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其他规律。

③最外层电子数排满8个（He为2个）形成稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定。

④最外层电子较少的（<4），一般易失去电子达到稳定结构，表现出金属性；最外层电子较多的（>4），一般易得电子或通过形成共用电子对形成稳定结构，表现出非金属性。

3．1～18号元素原子的结构特征

（1）最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。

（2）最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。

（3）最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。

（4）最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。

（5）最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。

（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。

（7）次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。

（8）内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。

（9）电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。

（10）电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。

（11）最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。

（12）最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。

要点三、元素周期律

1．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。

这一规律叫做元素周期律。

元素性质的周期性变化是由元素原子结构的周期性变化所决定的。

（2）具体表现

①原子半径：

同周期（稀有气体除外），从左到右，随着原子序数的递增，元素原子半径递减；

同主族中，从上到下，随着原子序数的递增，元素原子半径递增。

②化合价：

同周期中，从左到右，随着原子序数的递增，元素的最高正化合价递增（从+1价到+7价），第一周期除外，第二周期的O、F元素除外；

从IVA族开始，最低负化合价递增（从-4价到-1价），第一周期除外，金属元素一般无负化合价。

元素最高价的绝对值与最低价的绝对值的和为8。

③元素的金属性和非金属性：

同一周期中，从左到右，随着原子序数的递增，元素的金属性递减，非金属性递增；

同一主族中，从上到下，随着原子序数的递增，元素的金属性递增，非金属性递减。

2．1—18号元素的有关知识

3．同周期、同主族元素性质的变化规律（0族除外）

项目

同周期（从左至右）

同主族（自上而下）

电子层数

相同

逐一增加

最外层

电子数

逐一增加（除第一

周期外均为1～7）

相同

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

得电子能力

逐渐增强

逐渐减弱

失电子能力

逐渐减弱

逐渐增强

氧化性

逐渐增强

逐渐减弱

还原性

逐渐减弱

逐渐增强

金属性

逐渐减弱

逐渐增强

非金属性

逐渐增强

逐渐减弱

最高价氧化物对应水化物的酸、碱性

碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强

碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱

非金属形成气态氢化物难易程度

由难到易

由易到难

气态氢化物稳定性

逐渐增强

逐渐减弱

化合价

最高正价由（＋1）～（＋7）价，负价（－4）～（－1）

最高正价=主族序数，

最低负价=－（8－族序数）

4．实验探究第三周期元素的金属性、非金属性的递变规律

（1）钠、镁与水的反应

实验内容

钠（Na）

镁（Mg）

实验步骤

取一小块金属钠，投入至盛有足量水（预先滴加2滴酚酞试液）的烧杯中。

观察现象。

取一小段镁带，用砂纸除去表面的氧化膜，放入试管中。

向试管中加入2mL水并滴入2滴酚酞试液。

观察现象。

过一会儿加热试管至水沸腾。

观察现象。

实验现象

钠块浮在水面，并迅速熔成闪亮的小球，发出嘶嘶响声，四处游动，最后消失，滴有酚酞的水变红。

镁与冷水并未见明显现象，当水沸腾时，镁与热水反应，产生气体，并使滴有酚酞的水变红。

化学方程式

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

Mg+2H2O

Mg（OH）2+H2↑

结论

钠与水反应比镁与水反应容易、剧烈。

（2）镁、铝与盐酸反应

实验内容

镁（Mg）

铝（Al）

实验步骤

取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入一支试管中，再加入2mL1mol/L的盐酸

取一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入一支试管中，再加入2mL1mol/L的盐酸

实验现象

镁与盐酸剧烈反应，产生大量气泡

铝与盐酸反应，产生气泡

化学方程式

Mg+2HCl==MgCl2+H2↑

2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑

结论

镁与盐酸反应比铝与同浓度盐酸反应更剧烈、更容易。

（3）钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为：

NaOH（强碱）＞Mg（OH）2（中强碱）＞Al（OH）3（两性氢氧化物）

　　我们可利用金属单质与水（或酸）反应的难易程度；或者金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱比较金属元素的金属性。

所以Na、Mg、Al的金属性强弱为：

Na＞Mg＞Al。

（4）我们可利用非金属单质与氢气化合的难易程度；或者非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属元素的非金属性强弱。

有关元素

Si

P

S

Cl

单质与氢气反应的条件

高温

磷蒸气与氢气能反应

加热

光照或点燃时发生爆炸而化合

最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性强弱

H2SiO3弱酸

H3PO4中强酸

H2SO4强酸

HClO4强酸（比H2SO4酸性强）

要点诠释：

1按照核电荷数递增顺序，单质与氢气化合越来越容易；

②按照核电荷数递增顺序，元素的最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性逐渐增强。

所以非金属性强弱为：

Si＜P＜S＜Cl。

3结论，在第三周期中：

要点四、粒子半径大小比较

总体方法：

“层多径大，序大径小”

要点诠释：

比较微粒半径大小，先看电子层数，电子层数越多半径越大；电子层数相同，再看核电荷数，核电荷数越多半径越小。

常见以下几种情况：

（1）电子层数相同的原子的半径，随核电荷数的增加逐渐减小（稀有气体除外）。

如r（Na）>r（Mg）>r（Al）。

即同周期元素的原子半径随核电荷数的增大，自左至右逐渐减小。

（2）稀有气体元素的原子半径比与它相邻的卤素原子的原子半径大。

如r（Ar）>r（Cl）。

（3）最外层电子数相同的元素的原子半径，随电子层数（或核电荷数）的增多而增大。

如r（F）

即同主族元素的原子半径随电子层数的增多而增大。

（4）核外电子排布相同的粒子的半径，随核电荷数的增多而减小。

如核外是18个电子的离子的半径大小是r（Ca2＋）

（5）对同一元素来讲，价态越高半径越小。

如r（Fe3＋）

（6）不同周期、不同主族元素原子半径大小的比较。

先找参照元素，使其建立起同周期、同主族的关系，然后进行比较。

比较S与F的原子半径大小，先找O做参照，因为O与F同周期，r（F）

类型一：

原子结构

例1、（2015海淀会考模拟）据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡22286Rn，从而对人体产生危害。

该同位素原子的中子数和质子数之差为（　　）

A．136　　　　B．50　　　　C．86　　　　D．222

【思路点拨】元素符号的左下角标有质子数，左下角标有质量数。

【答案】B

【解析】22286Rn的质量数为222，质子数为86，则中子数＝质量数－质子数＝222－86＝136，故中子数和质子数之差为136－86＝50。

【总结升华】

中各数量间的关系与互求一直是高考考查的重点和热点，题目往往以信息题的形式给出，但起点高，落点低，只要牢固掌握原子结构的基础知识，细心分析就能得出正确答案。

举一反三：

【变式1】X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（）

　　A．X的原子序数比Y的小

　　B．X原子的最外层电子数比Y的多

　　C．X的原子半径比Y的大

　　D．X元素的最高正价比Y的小

【答案】CD

【变式2】某粒子结构示意图为

，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为（　　）

①8－n　②n－8　③10－n　④n－10

A．①②B．①③C．③④D．②④

【答案】C

【解析】若该微粒为阳离子，其所带电荷数为n－10；若为阴离子，其所带电荷数为10－n。

类型二：

原子核外电子的排布

例2、下列说法中肯定错误的是（　　）

A．某原子K层上只有一个电子

B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍

C．某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍

D．某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等

【答案】B

【解析】K层、L层、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18。

K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A有可能；当M层上排有电子时，L层电子数已经排满，即排了8个电子，而M层最多可以排18个电子，所以B一定错误；符合“某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍”的离子可以是K＋、Ca2＋，也可以是S2-、Cl-；对选项D来说，最外电子层上的电子数可为2或8，符合的为O2－，所以D也有可能。

举一反三：

【变式1】A、B两种原子，A原子M层比B原子M层少3个电子，B原子L层电子数恰好是A原子L层的两倍，则A元素是（）

A.OB.SiC.CD.Mg

【答案】C

【变式2】甲、乙两元素原子的L层电子数都是其它层电子数总数的2倍，下列推断正确的是（）

　　A．甲与乙处于同一周期

　　B．甲与乙处于同一主族

　　C．甲与乙的原子序数之和为奇数

　　D．甲与乙的原子序数之和为偶数

【答案】D

类型三：

微粒半径大小比较

例3、按原子半径增大的顺序排列的一组是（）

A、Be、N、FB、Mg、Si、CC、Na、Mg、CaD、Cl、S、P

【答案】D

【解析】原子半径：

A项，Be＞N＞F；B项，Mg＞Si，Si＞C；C项，Na＞Mg，Ca＞Mg；D项，Cl＜S＜P。

【总结升华】原子半径的变化规律：

同周期元素的原子半径随核电荷数的增大，自左至右逐渐减小；同主族元素的原子半径随电子层数的增多而增大。

举一反三：

【变式1】下列元素原子半径最大的是（）

A、LiB、FC、NaD、Cl

【答案】C

【变式2】微粒半径由大到小排列的是

A.P3-，S2-，Cl-B.Cl-，S2-，O2-C.Ca，Mg，NaD.K+、Cl-，S2-

【答案】A

【变式3】X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。

X、Y、Z三种元素原子序数的关系是（　　）

　　A．X＞Y＞Z　　B．Y＞X＞Z　　C．Z＞Y＞X　　D.X＞Z＞Y

【答案】C

类型四：

元素周期律

例4．同周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物HXO4、H2YO4、H3ZO4的酸性依次减弱，则下列判断正确的是（　　）

A．原子半径X最大，Z最小B．非金属性X最强，Z最弱

C．气态氢化物中HX最不稳定D．原子序数：

Z>Y>X

【答案】B

【解析】由最高价氧化物对应水化物酸性强弱可知三种元素非金属性强弱顺序为X>Y>Z，则三种元素的原子序数大小关系为X>Y>Z，由同周期元素性质的递变规律可知：

原子半径的大小顺序为Z>Y>X，气态氢化物的稳定性为HX>H2Y>ZH3。

举一反三：

【变式1】（2015海淀二模）已知16S和34Se位于同一主族，下列说法正确的是

A．热稳定性：

H2Se>H2S>H2OB．原子半径：

Se>S>Cl

C．酸性：

H2SeO4>H2SO4>HClO4D．还原性：

S2->Se2->Br-

【答案】B

【解析】同主族由上到下非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，则稳定性H2O>H2S>H2Se，A错误；同周期由左向右原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强，同主族由上到下原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，则B正确，非金属性逐渐越强，最高价含氧酸酸性越强，酸性：

HClO4>H2SO4>H2SeO4，C错误，还原性：

Se2->S2-，D错误。

【变式2】下列说法正确的是（　　）

A．SiH4比CH4稳定

B．O2－半径比F－的小

C．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强

D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱

【答案】C

【解析】非金属性越强，其气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C的非金属性强于Si的，P的非金属性强于As的，因此CH4的稳定性大于SiH4，H3PO4的酸性强于H3AsO4，A、D选项错误；核外电子排布相同的离子，核电荷数越小，半径越大，所以O2－半径比F－的大，B选项错误；同主族元素，核电荷数越大，原子半径越大，失电子能力越强，C选项正确。

【变式3】A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性，且碱性B>A，C和D的气态氢化物的稳定性C>D，E是这五种元素中原子半径最小的元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是（　　）

A．A、B、C、D、EB．E、C、D、B、A

C．B、A、D、C、ED．C、D、A、B、E

【答案】C

【解析】A、B的最高价氧化物对应水化物碱性B>A，故A、B为金属元素，处于同周期的左侧，且原子序数BD，故C、D为非金属元素，靠近右端，故原子序数D

B

【变式4】根据下列信息，判断以下叙述正确的是（　　）

部分短周期元素的原子半径及主要化合价

元素代号

L

M

Q

R

T

原子半径/nm

0.166

0.143

0.112

0.104

0.066

主要化合价

＋2

＋3

＋2

＋6、－2

－2

A．M与Q在同一周期

B．单质与稀盐酸反应的速率为L

C．M与T形成的化合物具有两性

D．L2＋与R2－的核外电子数相等

【答案】C

【解析】由信息表中的原子半径和主要化合价可以判断出T为O，R为S，Q为Be，M为Al，L为Mg，Al和Be不在同一周期，Mg的金属性比Be强，Al2O3是两性氧化物，Mg2＋、S2－的核外电子数分别为10、18。

类型一：

原子结构

例1、

是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中

的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。

下列有关

的叙述中错误的是（）

A．

的化学性质与

相同B．

的原子序数53

C．

的原子核外电子数为78D．

的原子核内中子数多于质子数

【答案】C

【解析】

与

互为同位素，二者的化学性质相同；

的原子序数为53，原子核外电子数为53，中子数为131－53=78，则

的原子核内中子数多于质子数。

【点评】

中各数量间的关系与互求一直是高考考查的重点和热点，题目往往以信息题的形式给出，但起点高，落点低，只要牢固掌握原子结构的基础知识，细心分析就能得出正确答案。

举一反三：

【变式1】X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（）

　　A．X的原子序数比Y的小

　　B．X原子的最外层电子数比Y的多

　　C．X的原子半径比Y的大

　　D．X元素的最高正价比Y的小

【答案】CD

【变式2】某粒子结构示意图为

，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为（　　）

①8－n　②n－8　③10－n　④n－10

A．①②B．①③C．③④D．②④

【答案】C

【解析】若该微粒为阳离子，其所带电荷数为n－10，若为阴离子，其所带电荷数为10－n。

类型二：

原子核外电子的排布

例2、下列说法中肯定错误的是（　　）

A．某原子K层上只有一个电子

B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍

C．某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍

D．某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等

【答案】B

【解析】K层、L层、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18。

K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A有可能；当M层上排有电子时，L层电子数已经排满，即排了8个电子，而M层最多可以排18个电子，所以B一定错误；符合“某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍”的离子可以是K＋、Ca2＋，也可以是S2-、Cl-；对选项D来说，最外电子层上的电子数可为2或8，符合的为O2－，所以D也有可能。

举一反三：

【变式1】A、B两种原子，A原子M层比B原子M层少3个电子，B原子L层电子数恰好是A原子L层的两倍，则A元素是（）

A.OB.SiC.CD.Mg

【答案】C

【变式2】根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）

　　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元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

【答案】C

【解析】K层电子数为奇数的只有H，其族序数与最外层电子数相等，A项正确；L层电子数为奇数的元素有Li、B、N、F，它们的族序数分别与其L层电子数相等，B项正确；L层电子数为偶数的元素有Be、C、O以及第二周期以后的所有元素，Be、C、O的族序数与其L层电子数相等，而第二周期以后的元素的族序数与其L层电子数不一定相等，C项不正确；M层电子数为奇数的元素有Na、Al、P、Cl，它们的族序数分别与其M层电子数相等，D项正确。

类型三：

微粒半径大小比较

例3、按原子半径增大的顺序排列的一组是（）

A、Be、N、FB、Mg、Si、CC、Na、Mg、CaD、Cl、S、P

【答案】D

【解析】原子半径：

A项，Be＞N＞F；B项，Mg＞Si，Si＞C；C项，Na＞Mg，Ca＞Mg；D项，Cl＜S＜P。

【总结升华】原子半径的变化规律：

同周期元素的原子半径随核电荷数的增大，自左至右逐渐减小；同主族元素的原子半径随电子层数的增多而增大。

举一反三：

【变式1】微粒半径由大到小排列的是

A.P3-，S2-，Cl-B.Cl-，S2-，O2-C.Ca，Mg，NaD.K+、Cl-，S2-

【答案】A

【变式2】下列化合物中，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是（　　）

A．LiI　　　B．NaBr　　　C．KCl　　　D．CsF

【答案】A

【解析】第ⅦA族元素阴离子半径大小顺序是I－>Br－>Cl－>F－，第ⅠA族元素阳离子半径大小顺序是Cs＋>K＋>Na＋>Li＋，故阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。

【变式3】X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。

X、Y、Z三种元素原子序数的关系是（　　）

　　A．X＞Y＞Z　　B．Y＞X＞Z　　C．Z＞Y＞X　　D.X＞Z＞Y

【答案】C

类型四：

元素周期律

例4．

（2015山东高考）短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。

已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是

A．原子半径：

X

B．气态氢化物的稳定性：

X>Z

C．Z、W均可与Mg形成离子化合物

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：

Y>W

【思路点拨】先判断所给图表中未知短周期元素的种类，再结合选项逐一分析。

【答案】C

【解析】设元素Y的原子序数为y，则y+y+10=3×（y+1），解得y=7，则Y为N元素、X为Si元素、Z为O