2020新教材高中化学第1章原子结构元素周
第1课时 元素周期律
核心素养发展重点
学业要求
结合有关数据(半径、化合价)认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。
能用原子结构解释元素性质(半径、化合价)及其递变规律。
学生自主学习
1.原子序数
元素在元素周期表中的序号，其数值等于原子核内的质子数或原子核外的电子数。
2．元素周期律
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律。
(1)元素原子最外层电子的排布呈现周期性变化：最外层电子数由1递增到8(若K层为最外层，则由1递增到2)。
(2)随着原子序数的递增，元素的原子半径呈周期性变化。在核外电子层数相同的情况下，随着原子序数的递增原子半径逐渐减小。
(3)随着原子序数的递增，元素的化合价呈现周期性变化。最高正化合价从＋1到＋7 (O无最高正价、F无正价)，最低负化合价从－4到－1(H、He除外)。
3．元素周期律的实质
元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
课堂互动探究
一、原子核外电子排布、原子半径的变化规律
对于电子层数相同的原子，为什么其核电荷数越多，原子半径越小？
提示：原子核带正电荷，电子带负电荷，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越大，原子半径越小。
微粒半径大小的比较
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
(1)同周期——“序大径小”(稀有气体元素除外)
同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小：
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大：
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r(Li)
r(Cl)；
r(Fe3＋)r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
知识拓展
(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。
(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，数据没有比较的价值。
1．下列有关原子序数的说法不正确的是( )
A．原子序数＝原子核内的质子数＝原子核外的电子数
B．简单阳离子的原子序数＝阳离子核外电子数＋电荷数
C．简单阴离子的原子序数＝阴离子核外电子数－电荷数
D．原子序数＝相对原子质量－中子数
答案 D
解析 根据原子序数的定义可知，A正确；原子失去电子形成阳离子，故简单阳离子的原子序数＝阳离子核外电子数＋电荷数，B正确；原子得到电子形成阴离子，故简单阴离子的原子序数＝阴离子核外电子数－电荷数，C正确；原子序数＝质子数＝质量数－中子数，D错误。
2．已知1～20号元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>C>D
B．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋
C．原子序数：d>c>b>a
D．原子最外层电子数：A>B>D>C
答案 B
解析 原子序数＝核电荷数＝原子核外电子数，aA2＋、bB＋、cC2－、dD－的电子层结构相同，即核外电子数相同，根据离子电荷的多少及正负，推知原子电子层数：A＝B>C＝D，原子序数：a>b>d>c，原子最外层电子数：BC＝D，所以原子半径：B>A>C>D。当电子层结构相同时，核电荷数越多，离子半径越小，推知离子半径C2－>D－>B＋>A2＋。综上可知只有B正确。
规律方法
微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。
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二、元素化合价的变化规律
分析1～18号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别是什么元素？
提示：最高正化合价＝原子最外层电子数(O、F除外)，最高正化合价＋最低负化合价的绝对值＝8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P元素。
1．元素化合价与原子结构的关系
(1)随着原子序数的递增，主族元素的主要化合价呈现周期性的变化(正价＋1→＋7，负价－4→－1)。
(2)主族元素最高正化合价数＝原子最外层电子数(O、F除外)。
(3)非金属元素：最低负化合价＝原子最外层电子数－8(H、稀有气体除外)。
(4)非金属元素：最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(氢元素是2，稀有气体、O、F除外)。
2．一些典型元素的化合价
(1)H元素的化合价有＋1、－1、0价。如H2O、NaH、H2。
(2)F元素、O元素没有正价。
(3)金属元素只有正价，无负价；非金属元素既有正价，又有负价(F、O除外)。
(4)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为奇数，则变价元素的化合价一般为一系列的奇数，如：Cl有－1、＋1、＋3、＋5、＋7；N有－3、＋1、＋3、＋5，但还有＋2、＋4。
(5)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为偶数，则变价元素的化合价一般为一系列的偶数，如：S有－2、＋4、＋6；C有－4、＋2、＋4。
(6)多数非金属有变价，如O元素常见化合价为－2、－1、0价。
3．元素周期律的实质
(1)除原子半径和元素的化合价以外，元素的其他性质，如金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、气态氢化物的稳定性等也呈现周期性变化。
(2)原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化，即元素周期律的实质是元素性质周期性变化，是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。
3．某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为( )
A．4 B．5
C．6 D．7
答案 C
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解析 设该元素的最高正价为x，最低负价为y，则，解得x＝6，y＝－2，因此该原子的最外层电子数为6。
4．某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3，则X的简单气态氢化物的分子式为( )
A．HX B．H2X
C．XH3 D．XH4
答案 D
解析 X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3，则X的最高正化合价为＋4，说明X原子最外层有4个电子，最低负化合价为－4，形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。
本课小结
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