江苏省徐州市2015-2016学年高中化学-第1单元-原子核外电子排布与元素周期律导学案

1第一单元原子核外电子排布与元素周期律第1课时原子核外电子的排布【目标导航】1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系。2.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。【自主学习】一、原子结构1．原子的构成2．原子结构的表示方法——原子结构示意图以钠原子结构示意图为例：[议一议]1．原子形成阳离子或阴离子后，其电子层结构发生了哪些变化？2．有下列简单离子：①Na＋、②Mg2＋、③S2－、④Cl－、⑤K＋、⑥F－(1)与Ne电子层结构相同的是________；(2)与Ar电子层结构相同的是________；(3)画出下列离子的结构示意图：②________、③________、⑤________、⑥________。二、原子核外电子排布1．电子层(1)定义：人们把核外电子运动的__________叫做不同的电子层。对于多电子原子，核外电子是______排布的。(2)分类电子层(n)1234567符号离核远近2能量高低2.核外电子排布规律[议一议]1．核外电子为什么是分层排布的？2．最外层是不是一定最多排8个电子？M层一定容纳18个电子吗？3．单核离子的最外层电子一定达到8电子稳定结构吗？4．请你用原子结构的知识解释：(1)为什么钠元素在化合物中通常显＋1价，氯元素在化合物中通常显－1价？(2)为什么Na、Mg在化学反应中表现还原性，而O2、Cl2在反应中容易表现出氧化性？【难点突破】一、原子或离子结构示意图1．原子结构示意图的表示方法(以Na为例)32．离子结构示意图(1)金属元素原子失去电子形成阳离子：Mg：―→Mg2＋：原子结构示意图离子结构示意图(2)非金属元素原子获得电子形成阴离子：F：―→F－：原子结构示意图离子结构示意图例1在下列结构示意图表示的微粒中，属于原子的有________(填序号，下同)；属于阳离子的有________；属于阴离子的有________；属于同种元素的有________。分析以上各图，请总结出原子和离子的区别：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。知识总结阴离子结构稳定――→得电子原子结构不稳定――→失电子阳离子结构稳定变式训练1具有下列结构示意图的微粒，既可以是原子又可以是阴离子和阳离子的是()规律总结离子结构示意图：核电荷数1～18的离子最外层电子数一般为8个或2个；原子结构示意图：核电荷数1～18的原子最外层电子数一般小于8个(稀有气体除外)。二、核外电子排布规律及其与元素性质的关系1．关于核外电子排布规律的理解(1)核外电子的排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地满足其中的一项，必须同时满足各项要求。电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，即电子先排满K层，当K层排满再排L层，排满L层才排M层，但是不能继续向后推电子排满M层后，再排N层。如钾原子按这种排法，4其原子结构就如图1所示，虽然M层排9个电子并不超过最多18个，但是与最外层不能超过8个电子相矛盾，所以钾的核外电子排布结构如图2所示。(2)最外电子层中排满8个电子(He为2个)的电子层结构为相对稳定结构，其他的电子层结构为相对不稳定结构。不稳定的电子层结构在一定条件下要变为稳定的电子层结构。如(Na)――→失1电子(Na＋)，(O)――→得2电子(O2－)。2．元素性质与原子核外电子排布的关系元素类别稀有气体元素金属元素非金属元素原子最外层电子数8(He为2)一般小于4一般大于或等于4得失电子能力得失电子均难容易失去最外层电子容易获得电子元素性质稳定表现金属性表现非金属性元素化合价0只有正价，且最高正价＝原子最外层电子数除F外，既有正价，又有负价，除H、O和F外，最低负价＝－(8－原子最外层电子数)关键提醒(1)元素原子的化学性质主要与原子的最外层电子有关。(2)化合价是元素的一种重要性质，元素的化合价的数值与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。(3)原子最外层电子数等于4时，既不易失去电子也不易得到电子，所以化学性质比较稳定。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L层和M层上的电子数均为K层的4倍D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等方法规律解答此类问题通常要根据核外电子排布规律之间相互联系、相互制约的关系，利用反例法、假设法或特殊值代入法。变式训练2已知核电荷数1～18的A、B、C、D四种元素的原子中，质子数为BC，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。D的原子核外K层、L层电子数之和等于M层电子数的2倍，试推断：5(1)元素的名称：C________，D________。(2)原子结构示意图：A____________，B____________。方法规律可以利用1～18号元素原子结构的特殊性推断元素。例如：①原子核中无中子的原子：11H；②最外层有1个电子的原子：H、Li、Na；③最外层有2个电子的原子：He、Be、Mg；④最外层电子数＝次外层电子数2倍的原子：C；⑤最外层电子数＝次外层电子数3倍的原子：O；⑥最外层电子数＝电子层数的原子：H、Be、Al；⑦最外层电子数＝电子层数2倍的原子：He、C、S；⑧最外层电子数＝电子层数3倍的原子：O；⑨最外层电子数＝内层电子总数一半的原子：Li、P；○10次外层电子数＝最外层电子数2倍的原子：Li、Si；⑪内层电子数＝最外层电子数一半的原子：C；⑫电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li。【当堂过关】1．下列原子结构示意图正确的是()A.B.C.D.2．下列微粒的结构示意图中，表示氟离子的是()A.B.C.D.3．今有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，A和B分别是()A．Si和NaB．B和HC．Cl和CD．C和Al4．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。信息元素名称原子结构示意图A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同D元素原子次外层电子数是最外层电子数的135.回答下列问题：(1)元素Y的原子获得3个电子或元素X的原子失去2个电子后，它们的电子层结构都与氖原子的电子层结构相同，X、Y两种元素的单质在高温下反应得到的化合物的化学式为________。(2)下列原子中，最容易形成阳离子的是________。6a.b.c.d.6．A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：(1)写出五种元素的元素符号：A．____________，B.____________，C.____________，D．____________，E.____________。(2)画出B、C的原子结构示意图：B.________________________________________________________________________，C．____________________；画出E的离子结构示意图：____________________。(3)从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为＋1价？第2课时元素周期律【目标导航】1.通过分析1～18号元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的变化，总结出它们的递变规律，并由此认识元素周期律。2.初步认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。【自主学习】一、原子结构的周期性变化1．原子序数(1)概念：按__________由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫做原子序数。(2)数量关系：原子序数＝________＝______________＝__________。2．原子结构的周期性变化(1)原子最外层电子排布的变化规律随着原子序数的递增，元素原子最外层电子的排布呈现________变化，除____________元素外，最外电子层上的电子数重复出现从____递增到____的变化。(2)元素原子半径的变化规律(稀有气体除外)原子电子层数原子序数原子半径的变化23～9逐渐________311～17逐渐________结论随着原子序数的递增，元素原子半径呈现______变化7[议一议]1．解释下列问题：(1)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(稀有气体除外)?(2)最外层电子数相同的原子，原子半径的大小与什么因素有关？(3)原子序数越大，原子半径一定越大吗？(4)电子层数相同的元素，原子序数越大，其离子半径越小吗？2．比较下列原子半径的大小：(1)r(Na)________r(S)；(2)r(O)________r(S)；(3)r(Na)________r(Na＋)；(4)r(O)________r(O2－)。二、元素周期律1．元素性质的周期性变化(1)金属性和非金属性①探究钠、镁、铝的金属性强弱实验方案实验操作实验现象实验结论镁与水的反应加热前：________；加热后：有____________，溶液变为____色镁与冷水________，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2O=====△________8镁和铝与酸的反应放______的试管中生成气体速率较快____更容易置换出盐酸中的氢，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑结论钠、镁、铝的金属性逐渐________②探究硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱元素SiPSCl单质与H2反应条件高温磷蒸气与H2____或点燃时发生爆炸而化合单质与H2化合的难易____→____气态氢化物的化学式最低化合价气态氢化物的热稳定性结论硅、磷、硫、氯元素的气态氢化物的稳定性逐渐______硅、磷、硫、氯元素的非金属性逐渐______③探究11～17号元素最高价氧化物水化物的酸碱性强弱元素NaMgAlSiPSCl原子最外层电子数1234567最高价氧化物的水化物化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4酸碱性强碱中强碱两性氢氧化物酸性更强结论最高价氧化物水化物的碱性逐渐______，酸性逐渐______元素的金属性逐渐______，非金属性逐渐______(2)探究元素主要化合价的变化规律①元素主要化合价的变化规律由Na～Cl，随着原子序数的递增，元素的最高正化合价由________递增到________，元素的最低负化合价按硅、磷、硫、氯的顺序，由________递增到________。②元素的主要化合价与原子最外层电子数的关系9元素的最高正化合价＝原子核外__________________(O、F除外)。③非金属元素的最高正化合价与最低负化合价的关系非金属元素的最低负化合价＝____________________；最高正化合价＋|最低负化合价|＝________。2．元素周期律(1)概念：元素的性质随着元素__________的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。(2)内容：随着元素__________的递增，元素的________(稀有气体除外)、元素的________性和________性、元素的主要_______