2018届一轮复习鲁科版核外电子排布与元素周期表学案

2018届一轮复习鲁科版核外电子排布与元素周期表学案

第2课时 核外电子排布与元素周期表、原子半径 ‎1.了解核外电子的排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系，并能解释它们之间的变化规律。（重点）‎ ‎2.了解原子半径的具体意义及其测定方法，并能够解释原子半径的周期性变化规律。（难点）‎ ‎3.了解元素周期表的应用价值。‎ 核外电子排布与元素周期表 ‎[基础·初探]‎ 教材整理1　核外电子排布与周期的划分 ‎1.周期与能级组、原子轨道的对应关系 ‎2.原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 ‎3．周期数与电子层数的关系 周期数＝最外层电子所在轨道的主量子数。‎ ‎(1)周期序数＝电子层数＝对应能级组数。(√)‎ ‎(2)同一能级组内能级之间的能量差较小，而相邻能级组之间的能量差较大。(√)‎ ‎(3)原子的最外层电子排布为3d14s2，该元素位于第四周期。(√)‎ 教材整理2　核外电子排布与族的划分 ‎1．划分依据 取决于原子的价电子数目和价电子排布。‎ ‎2．特点 同族元素的价电子数目和价电子排布相同。‎ ‎3．规律 ‎(1) ‎ ‎(2) ‎ ‎(3)稀有气体→价电子排布：ns2np6(He除外)。‎ ‎(1)主族元素的价电子数全部排布在最外层的ns轨道上。(×)‎ ‎(2)主族序数＝该元素原子价电子数。(√)‎ ‎(3)同一副族不同元素原子价电子排布完全相同。(×)‎ ‎(4)0族元素很稳定，化合价常为0，故其价电子也为0。(×)‎ ‎[合作·探究]‎ ‎[探究背景]‎ 不同元素在周期表中有固定的位置，而且每一周期所包含元素种类可能不同。‎ ‎[探究问题]‎ ‎1．如何确定主族元素在周期表中的位置？‎ ‎【提示】　首先由元素的原子序数，写出该元素原子结构的电子排布式或价电子排布式，再依据下列方法确定周期序数和族序数。‎ ‎(1)元素原子的电子层数＝周期数。‎ ‎(2)主族元素原子的价电子数＝该元素在周期表中的族序数。‎ ‎2．同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种类数分别为18、18、32，并解释其原因。‎ ‎【提示】　18、18、32。‎ 据鲍林近似能级图，第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n－1)d，共有9个原子轨道，最多容纳18个电子，对应两周期中各18种元素；而第6周期元素能级除ns、np和(n－1)d外，还有(n－2)f，故多出7个原子轨道即14个电子，对应多出14种元素。‎ ‎[核心·突破]‎ ‎1．核外电子排布与周期的划分 ‎(1)每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系 价电子排布 对应能级组 元素种数 周期 ⅠA族 ‎0族 最外层最多容纳电子数 ‎1‎ ‎1s1‎ ‎1s2‎ ‎2‎ ‎1s ‎2‎ ‎2‎ ‎2s1‎ ‎2s22p6‎ ‎8‎ ‎2s、2p ‎8‎ ‎3‎ ‎3s1‎ ‎3s23p6‎ ‎8‎ ‎3s、3p ‎8‎ ‎4‎ ‎4s1‎ ‎4s24p6‎ ‎8‎ ‎4s、3d、4p ‎18‎ ‎5‎ ‎5s1‎ ‎5s25p6‎ ‎8‎ ‎5s、4d、5p ‎18‎ ‎6‎ ‎6s1‎ ‎6s26p6‎ ‎8‎ ‎6s、4f、5d、6p ‎32‎ ‎7‎ ‎7s1‎ ‎8‎ ‎7s、5f、6d(未完)‎ ‎26(未完)‎ ‎(2)核外电子排布与周期划分的关系 ‎①将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。‎ ‎②每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。‎ ‎2．核外电子排布与族的划分 ‎(1)价电子排布与族序数之间的关系 价电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序，由最后一个电子所进入轨道的情况确定，具体情况如下：‎ ‎①进入ns(ns1～2，1s除外)为ⅠA族、ⅡA族。‎ ‎②进入np ‎③进入(n－1)d ‎④进入(n－2)fⅢB族 ‎(2)有关规律 由上可知：①主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素价电子数为其族序数；③稀有气体单独列为0族。‎ ‎[题组·冲关]‎ ‎1．下列说法中，正确的是(　　)‎ A．周期表中的主族元素都是非金属元素 B．周期表中的主族元素都是金属元素 C．周期表中的非金属元素都位于短周期 D．周期表中的过渡元素都是金属元素 ‎【解析】　第ⅡA族都是金属元素，A错；第ⅦA族元素都是非金属元素，B错；ⅤA、ⅥA、ⅦA族的非金属元素，长、短周期都有，C错；D符合题意。‎ ‎【答案】　D ‎2．在元素周期表中，原子最外电子层只有2个电子的元素是(　　)‎ A．一定是金属元素 B．一定是稀有气体元素 C．一定是过渡元素 D．无法判断是哪一类元素 ‎【解析】　原子最外电子层只有2个电子的元素如He、Mg、Fe等，看来无法判断是哪一类元素。‎ ‎【答案】　D ‎3．价电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是(　　)‎ A．第4周期第ⅤA族 B．第5周期第ⅢA族 C．第5周期第ⅠA族 D．第4周期第ⅢA族 ‎【解析】　n＝5，故应位于第5周期；价电子中有p电子，该元素属于主族元素；价电子数是3，属于第ⅢA族。‎ ‎【答案】　B ‎4．(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高价氧化物的化学式为________，砷酸钠的化学式是________。‎ ‎(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号：‎ ‎①第4周期ⅣB族______________________________________________；‎ ‎②第5周期ⅦA族_____________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)砷原子最外层电子排布式是4s24p3，可知砷原子有4个电子层，价电子数为5，由电子层数＝周期序数可知，砷元素在第4周期，由主族序数＝价电子数＝最高正价可知，砷元素位于ⅤA族，最高价氧化物为As2O5，砷酸钠的化学式为Na3AsO4。‎ ‎(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。‎ ‎【答案】　(1)4　ⅤA　As2O5　Na3AsO4　(2)①3d24s2　Ti　②5s25p5　I ‎【规律方法】　(1)由元素价电子排布式可推知其在周期表中的位置及化合价。‎ 即：①周期序数＝电子层数；‎ ‎②主族序数＝价电子数(最外层电子数)＝最高化合价；‎ ‎③主族序数－8＝最低化合价。‎ ‎(2)由元素在周期表中的位置可推知其价电子排布式。‎ 核 外 电 子 排 布 与 原 子 半 径 ‎[基础·初探]‎ 教材整理　原子半径大小的影响因素和变化规律 ‎1．影响因素 ‎2．变化规律 ‎(1)主族元素 ‎(2)过渡元素：同一周期自左到右原子半径逐渐减小，但变化幅度不大。‎ ‎(1)原子半径就是最外层电子到原子核的实际距离。(×)‎ ‎(2)同周期从左到右，原子半径逐渐增大。(×)‎ ‎(3)同主族元素从上而下，原子半径递增的主要因素是随核外电子增多，其排斥作用增大。(√)‎ ‎(4)同周期的过渡元素，自左至右原子半径一定减小。(×)‎ ‎[合作·探究]‎ 不同周期主族元素原子半径的探究 ‎[探究问题]‎ ‎1．电子层数越多，原子半径越大，对吗？‎ ‎【提示】　不对。如r(Li)＞r(Cl)。‎ ‎2．如何比较相邻周期不同主族的两种元素原子的半径？‎ ‎【提示】　找出其中一种元素的同主族元素作为参照物进行比较，如比较A、B的原子半径，可引入C元素，可得出原子半径大小顺序为A>C>B。‎ ‎[核心·突破]‎ 判断微粒半径大小的规律 ‎(1)同周期，从左到右，原子半径依次减小。‎ ‎(2)同主族，从上到下，原子或同价态离子半径均增大。‎ ‎(3)阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r(Na＋)＜r(Na)，r(S)＜r(S2－)。‎ ‎(4)电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r(N3－)＞r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)，r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。‎ ‎(5)不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)，r(Cu＋)＞r(Cu2＋)。‎ ‎[题组·冲关]‎ ‎1．下列微粒半径大小比较正确的是(　　)‎ A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－‎ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋‎ C．Na＜Mg＜Al＜Si D．Cs＜Rb＜K＜Na ‎【解析】　A中四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小；B中S2－与Cl－，Na＋与Al3＋的核外电子排布分别相同，S2－和Cl－比Na＋和Al3＋多一个电子层，微粒半径大；C中微粒电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，应为Na＞Mg＞Al＞Si；D中微粒为同一主族，电子层数越多，原子半径越大，应为Cs＞Rb＞K＞Na。‎ ‎【答案】　B ‎2．下列微粒半径依次增大的是(　　)‎ A．同一主族元素随着原子序数的递增 B．同一周期的元素随着原子序数的递增 C．Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－‎ D．P、S、S2－、Cl－‎ ‎【解析】　依据比较微粒半径大小的规律进行分析，同一主族，随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，A项正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B项错误；C项中各微粒的电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径F－最大，Al3＋最小，C项错误；D项中的微粒半径P＞S，S2－＞Cl－，D项错误。‎ ‎【答案】　A ‎3．(2016·咸阳高二检测)已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是(　　)‎ A．质子数：c>d B．离子的还原性：Y2－HZ D．原子半径：X>W ‎【解析】　因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为a>b>d>c，所以氢化物稳定性应为HZ>H2Y，离子的还原性Y2－>Z－。‎ ‎【答案】　D ‎4．下列原子和离子：Ca2＋、Br－、Mg2＋，其半径由小到大的顺序是________；在同一周期中，元素的原子半径一般随原子序数的增大而________，这是因为 ‎______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　可找参照离子Sr2＋，Br－与Sr2＋电子层结构相同，原子序数BrrY>rZ>rW>rQ C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同 D．元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强 ‎【解析】　由元素在周期表中的位置可推知X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。元素X(N)的最高正价＋5与元素Z(Al)的最高正价＋3之和为8；原子半径的大小顺序为rZ>rW>rQ>rX>rY；Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数均相同；非金属性：W(S)Y＋、Y＋>X＋、Y＋>M2＋，下列比较正确的是(　　)‎ A．原子半径：N可能比Y大，也可能比Y小 B．M2＋、N2－核外电子数：可能相等，也可能不等 C．原子序数：N>M>X>Y D．碱性：M(OH)2>YOH ‎【解析】　N原子只可能是第2周期的非金属元素，Y只能是第2、3周期的金属元素，所以N的原子半径只能小于Y的原子半径，A项错；若M、N是相邻周期的元素，则M2＋、N2－核外电子数可能相等，反之不等，B项对；与以上分析类似，C、D项都错。‎ ‎【答案】　B ‎14．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　)‎ X Y Z A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4‎ B．Y元素在周期表的第3周期第ⅥA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多 D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3‎ ‎【解析】　因为Y元素原子的外围电子排布中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，故A项错误，B项正确。Y为S元素，X为F元素，第2周期所含非金属元素最多，故C项正确。Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。‎ ‎【答案】　A ‎15．A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，A、B可组成化合物AnBm。若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为(　　)‎ A．a－8 B．a－3‎ C．a＋3 D．a＋4‎ ‎【解析】　原子的最外层电子中，成对电子占据轨道数和不成对电子占据轨道数相等的情况可能为：①[He]2s22p1(硼元素)；②[He]2s22p4(氧元素)；③[Ne]3s23p1(铝元素)；④[Ne]3s23p4(硫元素)，这四种元素相互结合成化合物时，按其原子序数关系，若A的原子序数为a，B的原子序数可能为a＋3(在B2O3和Al2S3中)和a－5(在Al2O3中)，即C选项正确。‎ ‎【答案】　C ‎16．现有下列短周期元素性质的数据：‎ 元素编号 元素性质　‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ ‎⑦‎ ‎⑧‎ 原子半径(10－10 m)‎ ‎0.74‎ ‎1.60‎ ‎1.52‎ ‎1.10‎ ‎0.99‎ ‎1.86‎ ‎0.75‎ ‎1.43‎ 化合价 最高 ‎＋2‎ ‎＋1‎ ‎＋5‎ ‎＋7‎ ‎＋1‎ ‎＋5‎ ‎＋3‎ 最低 ‎－2‎ ‎－3‎ ‎－1‎ ‎－3‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)上述元素中处于第ⅤA族的有________，处于第2周期的有________(以上均用编号表示)。‎ ‎(2)上述元素中金属性最强的是________(用编号表示)。‎ ‎(3)比较元素非金属性强弱有很多方法，其中④和⑦的非金属性强弱的研究方案中不可行的是________(填字母)。‎ A．比较两种单质的颜色 B．比较氢化物的稳定性 C．依据两元素在周期表中的位置 D．比较原子半径大小 E．比较最高价氧化物对应水化物的酸性 ‎(4)写出元素①、⑧形成的化合物与KOH溶液反应的化学方程式：_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)④、⑦元素由其最高化合价为＋5知它们在第ⅤA族，由于⑦的原子半径小于④，故⑦为N，④为P。由①的原子半径小于⑦，故①为O。③、⑥位于第ⅠA族，且因③的原子半径小于⑥，故③为Li，⑥为Na，由于②、⑧的原子半径与⑥相近且又是第ⅡA、第ⅢA族元素，故②为Mg，⑧为Al。则处于第ⅤA族的有④、⑦，处于第2周期的有锂、氧、氮元素，即①③⑦。‎ ‎(2)Mg、Al、Na、Li中金属钠的金属性最强。‎ ‎(3)N、P位于同一主族，可依据元素周期律比较非金属性强弱，但其单质的颜色不具有可比性。‎ ‎(4)①、⑧形成的化合物Al2O3与KOH溶液反应的化学方程式为Al2O3‎ ‎＋2KOH＋3H2O===2K[Al(OH)4]。‎ ‎【答案】　(1)④⑦　①③⑦　(2)⑥　(3)A ‎(4)Al2O3＋2KOH＋3H2O===2K[Al(OH)4]‎