人教版化學必修二第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期率課件(全)

第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第一節(jié)元素周期表

第1課時元素周期表第2課時元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)第3課時核素第二節(jié)元素周期律第1課時原子核外電子的排布第2課時元素周期律第3課時元素周期表和元素周期律的應用第三節(jié)化學鍵第1課時離子鍵第2課時共價鍵

自學導引第1課時元素周期表

一、元素周期表的發(fā)展史

1．1869年，俄國化學家門捷列夫?qū)⒁阎脑匕凑障鄬υ淤|(zhì)量由小到大依次排列，并將化學性質(zhì)相似的元素放在一個縱行，制出了第一張元素周期表。

2．隨著化學科學的不斷發(fā)展，元素周期表中元素的排序依據(jù)改為原子的核電荷數(shù)。

3．按照元素在周期表中的順序給元素編號,得到原子序數(shù)。原子的原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間存在著如下關系:原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)

二、元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)

1．元素周期表的排列原則橫行：電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列?？v行：最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序自上而下排列。

2．元素周期表的結(jié)構(gòu)

(1)周期元素周期表有7個橫行，叫做周期。每一周期中元素的電子層數(shù)相同,從左到右原子序數(shù)遞增。其中,第一、二、三周期稱為短周期,其他周期均為長周期。

(2)族元素周期表有18個縱行，稱為族。主族：元素的族序數(shù)后標A副族：元素的族序數(shù)后標B

Ⅷ族：第8、9、10縱行

0族：稀有氣體元素

思考題

某同學總結(jié)ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)都為2，由此得出原子最外層電子數(shù)為2的元素就一定是ⅡA族元素。你認為正確嗎？

答案

不正確；0族中的He元素和某些副族元素(如Zn)原子的最外層電子數(shù)也為2。

名師解惑

一、元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)

1．第七周期屬于長周期，因目前尚未排滿也稱不完全周期，若排滿應包括32種元素。

2．0族元素原子最外層電子數(shù)為8(He元素為2)，因化學性質(zhì)不活潑，把它們的化合價定為0，叫做0族，在元素周期表的第18縱行。

3．Ⅷ族包括周期表中第8、9、10三個縱行，其余15個縱行，每個縱行為一族，因此周期表18個縱行共16個族。

4．周期表中族的排列方式

1～7縱行：ⅠA→ⅡA→ⅢB→…→ⅦB

8、9、10縱行：Ⅷ

11～18縱行：ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0

5．過渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，且都是金屬元素。

[特別提醒]

①0族及Ⅷ族不屬于主族也不屬于副族，所以表示族序數(shù)時，后面不能加A和B。

②最外層電子數(shù)相同的元素不一定在同一族，同族元素最外層電子數(shù)不一定相同，如某些副族和0族。但同一主族元素最外層電子數(shù)均相同。

③副族元素都是過渡元素，但過渡元素不都是副族元素，還包括Ⅷ族元素。

二、元素周期表中的數(shù)字規(guī)律

1．周期序數(shù)＝原子的電子層數(shù)主族序數(shù)＝主族元素原子的最外層電子數(shù)

2．鑭系和錒系各有15種元素，因性質(zhì)相近，分別在周期表中占同一個位置，因此到目前為止，元素種類最多的族是ⅢB族。

3．元素原子序數(shù)差同周期ⅢA族與ⅡA族元素原子序數(shù)差，從第二周期到第七周期分別為1、1、11(加過渡元素10種)、11、25(鑭系15種，加14)、25(錒系15種，加14)。

ⅠA族內(nèi)自上而下，相鄰周期原子序數(shù)差值為2、8、8、18、18、32；0族內(nèi)自上而下，相鄰周期原子序數(shù)差值為8、8、18、18、32、32。

典例導析

知識點1：元素周期表的結(jié)構(gòu)

例1

下列有關元素周期表的說法中正確的是(

)

A．元素周期表中元素種類最多的周期是第五周期

B．長周期中每個周期所含元素種類可能是8種、18種或32種

C．元素周期表中每個縱行均是一個族

D．ⅦA族元素即鹵族元素

解析

元素周期表中第六周期的鑭系、第七周期的錒系分別包含15種元素，長周期第四、五、六周期分別包含18、18、32種元素；周期表中的第8、9、10縱行同為Ⅷ族元素；第ⅦA族元素包括F、Cl、Br、I、At，又稱鹵族元素。

答案

D

知識點2：元素周期表中的數(shù)字規(guī)律

例2

原子序數(shù)為x的元素位于周期表中的ⅡA族，則原子序數(shù)為x＋1的元素不可能處在(

)

A．ⅢA族 B．ⅠA族

C．鑭系元素 D．ⅢB族

解析原子序數(shù)為x的元素位于ⅡA族，而與之相鄰原子序數(shù)為x＋1的元素可能位于ⅢA族或ⅢB族，其中鑭系屬于ⅢB族。

答案

B

跟蹤練習2

同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是(

)

A．16 B．26 C．36 D．46

答案

D

自學導引第2課時元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)

一、堿金屬元素

1．原子結(jié)構(gòu)相同點：最外層均為1個電子。不同點：隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)遞增，原子半徑遞增。

2．化學性質(zhì)

(1)鉀的化學性質(zhì)的實驗探究及其與鈉的比較

①鉀的保存及取用方法鉀保存在煤油中，取用時先用鑷子夾取，再用濾紙吸干煤油，然后在玻璃片上用小刀切割。

②鉀、鈉性質(zhì)的實驗探究與對比與氧氣反應與水反應鈉劇烈燃燒，黃色火焰熔成小球，浮于水面，四處游動，“咝咝”響聲鉀燃燒更劇烈，紫色火焰(透過藍色鈷玻璃)熔成小球，浮于水面，四處游動，燃燒，有輕微爆炸聲結(jié)論鉀的活動性比鈉強

(2)堿金屬元素化學性質(zhì)的特點

①相似性：原子都容易失去最外層的一個電子，化學性質(zhì)活潑，它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應。

4Li＋O22Li2O

2Na＋O2Na2O2

2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑

思考題1

完成下列離子方程式。

(1)鋰與稀鹽酸反應的離子方程式為____________________________________。

(2)銣與水反應的離子方程式為____________________________________。

答案

(1)2Li＋2H＋＝2Li＋＋H2↑

(2)2Rb＋2H2O＝2Rb＋＋2OH－＋H2↑

②差異性：隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。堿金屬元素的性質(zhì)也有差異，從鋰到銫，單質(zhì)還原性逐漸增強，如鉀與氧氣或水反應比鈉的反應劇烈，銣、銫的反應更劇烈。

3．單質(zhì)的物理性質(zhì)相似性：都是銀白色金屬(銫略帶金色光澤)，較柔軟，有延展性，密度都比較小，熔點也都比較低，導電、導熱性能都很好。遞變性：從鋰到銫，密度逐漸增大(鉀的密度反常)，熔、沸點逐漸降低。

二、鹵族元素

1．原子結(jié)構(gòu)

(1)相同點：最外層都是7個電子。

(2)不同點：隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。

2．單質(zhì)的物理性質(zhì)F2

Cl2

Br2

I2

(1)顏色：由淺到深。

(2)密度：由小到大。

(3)熔、沸點：由低到高。

3．單質(zhì)的化學性質(zhì)

(1)鹵素單質(zhì)與氫氣反應的比較

(2)鹵素間的置換反應實驗

思考題2

砹(At)是鹵素中原子序數(shù)最大的元素，則通常條件下砹應該是______(填“深”或“淺”)色______體，______(填“易”或“難”)與H2化合，產(chǎn)物的穩(wěn)定性______。

答案

深；固；難；差

名師解惑

一、元素的金屬性、非金屬性強弱的判斷依據(jù)

1．金屬性強弱的判斷依據(jù)

(1)元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的反應越容易進行，則其金屬性越強。

(2)元素的最高價氧化物對應水化物的堿性越強，則其金屬性越強。

(3)金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進行置換反應，若A置換出B，則A的金屬性強于B。

(4)在金屬活動性順序表中，前者的金屬性強于后者。

(5)金屬陽離子的氧化性越強，則其單質(zhì)的還原性越弱，元素的金屬性越弱(注：Fe的陽離子僅指Fe2＋)。

2．非金屬性強弱的判斷依據(jù)

(1)非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的反應越容易進行，則其非金屬性越強。

(2)非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強，則元素的非金屬性越強。

(3)元素的最高價氧化物對應水化物的酸性越強，則其非金屬性越強。

(4)非金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進行置換反應，若A置換出B，并且A體現(xiàn)出氧化性，則A的非金屬性強于B。

(5)非金屬陰離子的還原性越強，則其單質(zhì)的氧化性越弱。

二、同主族元素的相似性、遞變性和特殊性

1．原子結(jié)構(gòu)

(1)相似性：最外層電子數(shù)相同。

(2)遞變性：隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大。

2．化學性質(zhì)

(1)相似性：

①能發(fā)生相似的化學反應。如堿金屬都能與O2、Cl2等非金屬反應，都能與水反應；鹵素單質(zhì)都能與H2、H2O等反應。

②同類化合物中元素化合價相同，化學式形式相同。如堿金屬氫氧化物都可表示為ROH，鹵素單質(zhì)分子式都可表示為X2，氫化物都可表示為HX。

(2)遞變性：隨著核電荷數(shù)的增加,元素的金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱；單質(zhì)還原性逐漸增強,氧化性逐漸減弱;最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強,酸性逐漸減弱;非金屬單質(zhì)與H2化合逐漸變難,氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低。

(3)特殊性：因遞變性的影響，同一主族元素均有一定的特殊性，首尾兩種元素更明顯。堿金屬中鋰(Li)的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)與鎂(Mg)的單質(zhì)和化合物相似，而與其他堿金屬不同，如Li與水較難反應，產(chǎn)物LiOH微溶等。鹵素中氟的化學性質(zhì)具有特殊性，如氟無正價，F(xiàn)2與水反應的化學方程式為2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑(其他鹵素均可表示為X2＋H2O＝HX＋HXO)，HF是弱酸(其他HX均為強酸且從上到下HX的酸性逐漸增強)。

典例導析

知識點1：金屬性與非金屬性強弱的判斷

例1

X、Y是元素周期表ⅦA族中的兩種元素，下列敘述中能說明X的非金屬性比Y強的是(

)

A．X原子的電子層數(shù)比Y原子的電子層數(shù)多

B．Y的氣態(tài)氫化物比X的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定

C．Y的單質(zhì)能將X從NaX的溶液中置換出來

D．X在暗處可與H2反應，Y在加熱條件下才能與H2反應

解析

X原子比Y原子的電子層數(shù)多，X在Y的下方，則非金屬性X比Y弱，A項不正確；元素氫化物越穩(wěn)定，其非金屬性越強，B項不正確；Y能置換NaX中的X，則非金屬性X比Y弱，C項不正確；單質(zhì)與H2化合越容易，其非金屬性越強，D項正確。

答案

D

跟蹤練習2

下列關于堿金屬的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中不正確的是(

)

A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中容易失去

B．堿金屬都是強還原劑

C．堿金屬都能在O2中燃燒生成過氧化物

D．堿金屬都能與水反應生成堿

解析堿金屬元素的原子和單質(zhì)，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上，既有相似性又有差異性。如鋰單質(zhì)在O2中燃燒只生成Li2O，無過氧化物生成。

答案

C

第3課時核素自學導引

一、原子的組成原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和稱為質(zhì)量數(shù)。符號中，A表示X原子的質(zhì)量數(shù)；Z表示X原子的質(zhì)子數(shù)，即核電荷數(shù)；m表示1個是由m個X原子構(gòu)成的；n表示離子所帶電荷的正(或負)和數(shù)值，n＞0表示陽離子，n＜0表示陰離子，n＝0表示中性。

思考題1

是否所有的原子中都含有中子？

答案

不是，如中就沒有中子。

二、元素、核素和同位素

1．元素：具有相同核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的同一類原子的總稱。

2．核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。

3．同位素

(1)概念：具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的同一種元素的原子互稱為同位素。例如，、(或D)、(或T)都是氫的同位素。

思考題2

、H＋、H2、D2O、五種粒子中都含有氫______，其中粒子______互稱為同位素。

答案

元素；和

(2)應用：

①和用于制造氫彈；

②用做相對原子質(zhì)量計算的標準，用于考古學上測定文物的年代；

③用于制造原子彈和核發(fā)電；

④利用放射性同位素釋放的射線育種、治療癌癥和腫瘤。

三、相對原子質(zhì)量

1．原子(或核素)的相對原子質(zhì)量：以一個12C原子質(zhì)量的1/12作為標準，X原子的質(zhì)量跟它相比所得的數(shù)值即為X的相對原子質(zhì)量。

2．元素的相對原子質(zhì)量：是該元素的各種核素的原子數(shù)百分比與其相對原子質(zhì)量的乘積所得的平均值。如A、B、C…為某元素的不同核素，其原子數(shù)百分比分別為a%、b%、c%…，則該元素的相對原子質(zhì)量為MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…，其中MA、MB、MC…分別表示核素A、B、C…的相對原子質(zhì)量。

思考題3

由形成的氫氣分子有幾種？有幾種不同的相對分子質(zhì)量？

答案6種；5種

名師解惑

一、原子和離子結(jié)構(gòu)中的數(shù)量關系

1．質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)

2．原子：核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)

3．陽離子：核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)>核外電子數(shù)

4．陰離子：核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)<核外電子數(shù)

二、元素、核素和同位素概念的辨析

1．元素

(1)確定元素種類的唯一標準是原子的核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))，與中子數(shù)沒有任何關系。

(2)“同一類”指質(zhì)子數(shù)相同的各種不同原子及相同原子的不同狀態(tài)(即游離態(tài)和化合態(tài))。

2．核素核素是確定的一種原子,這個概念有兩個要素：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù),只有這兩個要素都確定了才能稱為核素。

3．同位素同位素是把質(zhì)子數(shù)相同的不同核素聯(lián)系在一起。大多數(shù)元素都有同位素，同一種元素的各種同位素雖然中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)各不相同，但因為它們的核電荷數(shù)相同，所以它們的物理性質(zhì)不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同。同位素在元素周期表中占據(jù)相同的位置，同位素也因此而得名。

4．元素、核素、同位素的相互關系：

典例導析

知識點1：有關粒子的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和核外電子數(shù)的關系

答案

C

知識點2：有關元素、核素和同位素概念

例2

下列說法中正確的是(

)

A．質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同種元素

B．質(zhì)量數(shù)相同的原子一定是同一種核素

C．不同元素的核素質(zhì)量數(shù)可能相同

D．鑭系中15種元素在元素周期表中占同一格，所以互稱為同位素

解析

A中粒子可以是原子、分子或離子，所以不正確，B中質(zhì)量數(shù)相同并不一定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相同，如14C和14N等，故不正確；不同元素的核素質(zhì)子數(shù)不同，但質(zhì)量數(shù)可能相同，如與，C正確；D中鑭系15種元素質(zhì)子數(shù)互不相同，不是同位素。

答案

C

第二節(jié)元素周期律第1課時原子核外電子的排布

自學導引

一、核外電子的分層排布在多電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運動，在離核較近的區(qū)域內(nèi)運動的電子能量較低，在離核較遠的區(qū)域內(nèi)運動的電子能量較高，把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層(如右圖)。電子總是先從內(nèi)層排起，這又叫核外電子的分層排布。其關系如下表：電子層(n)1234567符號KLMNOPQ離核遠近由近到遠能量高低由低到高

二、1～20號元素原子核外電子排布

三、結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)構(gòu)示意圖包括原子結(jié)構(gòu)示意圖和離子結(jié)構(gòu)示意圖。在原子結(jié)構(gòu)示意圖中，“圈”表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，“弧”表示各電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等。在離子結(jié)構(gòu)示意圖中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)不相等。

思考題

試用結(jié)構(gòu)示意圖表示下列粒子：Na、S、Mg2+、Cl－。

答案、、、

名師解惑

一、核外電子的排布規(guī)律

1．核外電子總是最先排布在能量最低的電子層里，然后依次排布在能量較高的電子層里。

2．各電子層最多容納2n2(n代表電子層)個電子。

3．最外層電子數(shù)不超過8個(K層不超過2個)。

4．次外層電子數(shù)不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。

[特別提醒]

以上四條規(guī)律相互聯(lián)系和制約，一般以少為準，如K原子為而不能寫成，因為盡管第三層最多可排2×32＝18個，但作為最外層不能超過8個。

二、1～20號元素原子核外電子排布的特殊性

1．最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na、K。

2．最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg、Ca。

3．最外層電子數(shù)和次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar。

4．最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C。

5．最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O。

6．最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne。

7．次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si。

8．內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P。

9．電子層數(shù)和最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al。

10．電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子是Li。

11．最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S。

12．最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是O。

典例導析

知識點1：電子排布規(guī)律的應用

例1

某原子核外的M電子層和L電子層的電子數(shù)的關系是(

)

A．大于 B．小于C．等于 D．不能確定

解析當M層為最外層時，電子數(shù)最多不超過8個；當M層不是最外層時，電子數(shù)最多不超過18個。L層電子數(shù)一定為8個，所以它們實際容納的電子數(shù)的大小關系不能確定。

答案

D

跟蹤練習1

某元素的原子核外有3個電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6，則該元素的符號是______，原子結(jié)構(gòu)示意圖是________。

答案

Mg；

知識點2：粒子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫

例2

下列粒子的結(jié)構(gòu)示意圖是否正確？不正確的請指出錯因，并改正。

答案

①不正確;K層最多排2個電子,應改為。

②不正確；圓圈內(nèi)應為核電荷數(shù)，不能寫元素符號，應改為。

③不正確；Na＋為Na原子失去最外層的1個電子而得到的粒子，應改為。

④不正確；K層最多排2個電子，L層最多排8個電子，應改為。

⑤不正確；Cl－的核電荷數(shù)為17，應改為。

⑥不正確；最外層最多排8個電子，應改為。

⑦不正確；圓圈內(nèi)“＋20”的“＋”不能省略。

⑧不正確；次外層最多排18個電子，應改為。

知識點3：1～20號元素核外電子排布的特點

例3

現(xiàn)有X、Y兩種原子，X原子的M層比Y原子的M層少3個電子，Y原子L層的電子數(shù)為X原子L層電子數(shù)的2倍，則X和Y分別是(

)

A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氦原子

C．氯原子和碳原子 D．碳原子和鋁原子

解析

本題考查核外電子排布規(guī)律知識的運用。由于Y原子的M層比X原子的M層多3個電子，說明Y的M層的電子數(shù)至少為3個，那么Y的L層必為8個電子，X的L層只有4個電子，M層無電子。由此推出Y的核外電子總數(shù)為13，X的核外電子總數(shù)為6。所以X、Y的核電荷數(shù)依次為6和13，應選D。

答案

D

自學導引第2課時元素周期律

一、核外電子排布、原子半徑和元素常見化合價的變化規(guī)律

1．元素原子核外電子排布的周期性隨著原子序數(shù)的遞增，每隔一定數(shù)目的元素，會重復出現(xiàn)原子最外層電子從1個遞增到8個的情況(第一周期從1增至2)。

2．元素原子半徑的周期性變化稀有氣體除外，電子層數(shù)相同的原子，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，且呈現(xiàn)周期性變化。

3．元素主要化合價的周期性變化電子層數(shù)相同的原子，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價從＋1遞變到＋7，中部元素開始有負價，并從－4遞變到－1(注意：氧、氟無正價)。

二、第三周期元素金屬性、非金屬性變化規(guī)律的實驗探究

1．鈉、鎂、鋁的金屬性比較

(1)與水或酸的反應

①2Na＋2H2O(冷水)＝2NaOH＋H2↑，反應劇烈，不需要加熱。

②Mg＋2H2O(沸水)Mg(OH)2＋H2↑，冷水反應緩慢，加熱至沸騰反應迅速。

③Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑，反應劇烈。

④2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，反應較劇烈。

(2)最高價氧化物對應水化物的堿性強弱

NaOH：使酚酞變紅色，屬強堿

Mg(OH)2：使酚酞變淺紅色，屬中強堿

Al(OH)3：不能使酚酞變紅色，屬兩性氫氧化物

(3)實驗結(jié)論

Na、Mg、Al三種元素的金屬性逐漸減弱。

2．硅、磷、硫、氯的非金屬性比較

(1)與H2反應的難易SiPSCl氫化物SiH4PH3H2SHCl生成條件高溫磷蒸氣與H2反應加熱光照或點燃下劇烈反應與H2反應逐漸變易

(2)最高價氧化物對應水化物的酸性

思考題

設計實驗說明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性強。

答案

將硫酸滴加到Na2SiO3

溶液中，有白色沉淀生成，說明H2SO4的酸性比H2SiO3

的酸性強。H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸中強酸強酸最強酸最高價含氧酸的酸性逐漸增強

(3)結(jié)論

Si、P、S、Cl四種元素的非金屬性逐漸增強。

3．第三周期元素的金屬性和非金屬性變化規(guī)律Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl

金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強

名師解惑

一、粒子半徑大小的比較規(guī)律

1．同種元素的陽離子半徑小于相應的原子半徑，如：r(Na＋)<r(Na)，r(Mg2＋)<r(Mg)。

2．同種元素的陰離子半徑大于相應的原子半徑，如：r(Cl－)>r(Cl)，r(S2－)>r(S)。

3．同周期從左往右原子半徑逐漸減小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。

4．同主族從上到下原子半徑逐漸增大，相同價態(tài)的離子半徑逐漸增大,如:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)。

5．具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，如與Ne原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑：r(N3－)>r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。

[特別提醒]稀有氣體元素的原子半徑因測量方式不同，不參與比較。

二、元素周期律及其本質(zhì)元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律叫做元素周期律。元素性質(zhì)(包括金屬性、非金屬性、化合價)和原子半徑的周期性變化是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果，元素原子的化學性質(zhì)主要由最外層電子數(shù)決定，同時也受原子半徑的影響，也就是說，由于原子結(jié)構(gòu)上的周期性變化必然引起元素性質(zhì)上的周期性變化，這體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的規(guī)律。

典例導析

知識點1：粒子半徑大小的比較

例1

下列化合物中，陰離子半徑與陽離子半徑之比最小的是(

)

A．LiI B．NaBr C．KCl D．CsF

解析

題目中的堿金屬離子Li＋的半徑是最小的，Cs＋的半徑是最大的；4種鹵素陰離子中F－的半徑是最小的，I－的半徑是最大的。顯然，陰離子與陽離子半徑之比最小的應是CsF。

答案

D

跟蹤練習1

下列粒子半徑大小的比較中正確的是(

)

A．r(S2－)＞r(O2－)＞r(O)

B．r(Al)＞r(Mg)＞r(Na)

C．r(Na＋)＞r(O2－)＞r(F－)D．r(Na)＞r(Na＋)＞r(Cl－)

答案

A

知識點2：對元素周期律及其本質(zhì)的理解

例2

下列說法中正確的是(

)

A．原子半徑越小，其原子序數(shù)越大

B．最外層電子數(shù)少的原子一定比最外層電子數(shù)多的原子易失電子

C．元素原子的金屬性、非金屬性的強弱從根本上取決于其原子核外電子的排布情況

D．元素的化合價越高，其金屬性越強

解析

A項，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑由大到小呈周期性變化，不要只考慮由大到小，還要理解“周期性”三個字的含義。B項考慮太片面，要從原子核外電子排布的整體考慮，即從電子層數(shù)和最外層電子數(shù)兩方面考慮，如Ca的最外層電子數(shù)比Na多，但Ca比Na易失電子。C項正確。D項，化合價是元素原子在發(fā)生化學反應時所表現(xiàn)出的性質(zhì)，取決于原子的核外電子排布，對主族元素而言，化合價越高，表明原子的最外層電子數(shù)越多，非金屬性可能越強。

答案

C

自學導引第3課時元素周期表和元素周期律的應用

一、元素的金屬性和非金屬性的遞變情況

圖表中虛線表示金屬元素和非金屬元素的分界線，其左下角區(qū)域為金屬元素，右上角區(qū)域為非金屬元素。

思考題1

元素周期表中除放射性元素外，什么元素的金屬性最強？什么元素的非金屬性最強？

答案Cs；F

二、元素常見化合價與元素在周期表中位置的關系

1．主族元素：最高正價＝最外層電子數(shù)(價電子數(shù))＝主族序數(shù)。

2．非金屬主族元素化合價一般規(guī)律：

(1)最低負價＝族序數(shù)－8

(2)最高正價＋|最低負價|＝8

思考題2

氫元素的最高正價為＋1，最低負價是否應為－7?

答案

不是，氫元素的最低負價應為1－2＝－1。

三、元素周期表與元素周期律的關系元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，即元素周期表是依據(jù)元素周期律而編排出來的。

四、元素周期表和周期律的應用

1．便于對元素性質(zhì)進行系統(tǒng)研究。

2．為發(fā)現(xiàn)新元素及預測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。

3.在周期表中金屬與非金屬的分界處尋找半導體材料。

4．農(nóng)藥中含有的As、F、Cl、S、P等元素集中在周期表右上角區(qū)域。

5．在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。

6．在周期表一定區(qū)域內(nèi)尋找元素,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的新用途。

思考題3

鈁(Fr)是堿金屬元素中原子序數(shù)最大的元素，根據(jù)它在周期表中的位置預言其性質(zhì)。(寫出兩點即可)

答案

①在已知元素中具有最大的原子半徑；②氧化物對應的水化物是極強的堿(其他合理答案均正確)。

名師解惑

一、元素周期表中同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的遞變規(guī)律周期表中位置同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)依次增大逐漸增大電子層數(shù)相同依次增多最外層電子數(shù)依次增多相同原子半徑依次減小(稀有氣體除外)依次增大性質(zhì)主要化合價最高正價由＋1→＋7負價由－4→－1最高正價、負價相同最高正價＝主族序數(shù)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸減弱最高價氧化物對應水化物的酸、堿性堿性減弱酸性增強堿性增強酸性減弱氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強逐漸減弱原子得失電子能力失電子：大→小得電子：小→大得電子：大→小失電子：小→大

[特別提醒]

以上變化規(guī)律中，不包括稀有氣體元素。

二、元素周期表中“位”、“構(gòu)”、“性”三者的辯證關系

三、1～20號元素中某些元素的特性

1．與水反應最劇烈的非金屬單質(zhì)是F2，即非金屬性最強的元素是F元素；所形成的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是HF。

2．與水反應最劇烈的金屬單質(zhì)是K；原子半徑最大的主族元素是K元素。

3．自然界中硬度最大的單質(zhì)是含C元素的金剛石；最高正價與最低負價的代數(shù)和為零，且氣態(tài)氫化物中含氫的百分含量最高的元素是C元素。

4．常溫下有顏色的氣體單質(zhì)是F2

、Cl2。

5．原子半徑最小，它的陽離子就是質(zhì)子的元素為H元素；同位素之一的原子核中只有質(zhì)子而沒有中子的是H元素。

6．最高價氧化物對應水化物的酸性最強的是Cl元素。

7．密度最小的金屬單質(zhì)是Li。

8．最高價氧化物及其水化物具有兩性的元素是Al元素；地殼中含量最高的金屬元素是Al元素。

9．地殼中含量最高的元素是O元素，次者是Si元素。

典例導析

知識點1：元素化合價與化學式的考查

例1如圖為元素周期表中短周期的一部分，其中b元素原子的最外層電子數(shù)為電子層數(shù)的兩倍，則下列敘述中正確的是(

)

A．b的元素符號為C

B．a(chǎn)元素的最高正化合價為＋6

C．c元素的最高正化合價為＋5

D．b元素的氣態(tài)氫化物的化學式為H2S

解析

b元素原子的最外層電子數(shù)為電子層數(shù)的兩倍，則b可能為He、C或S,由b元素在短周期中的位置()可知，b只能為S，故a為O，c為Cl。

答案

D

知識點2：應用元素周期表和周期律比較和推斷物質(zhì)的性質(zhì)

例2超重元素“穩(wěn)定島”的假設預言：自然界中可能存在著原子序數(shù)為114號的元素的穩(wěn)定同位素208X。請根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論和元素周期律預測：

(1)它在周期表的哪一周期哪一族？是金屬還是非金屬？

(2)寫出它的最高價氧化物、氫氧化物(或含氧酸)的化學式。

解析根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)中，各周期內(nèi)包含的元素的種數(shù)以及同周期元素的排列，需先用遞減法確定114號元素在周期表中的位置，然后再確定是金屬還是非金屬。

114－2－8－8－18－18－32＝28(注：6個減數(shù)依次是第一周期至第六周期中包含的元素的總數(shù)；遞減法最終要求有個余數(shù)，該余數(shù)可以看做依次排列在第七周期中的第28種元素)，依據(jù)第七周期排滿為32種元素來推，該元素在第七周期，從左邊開始，排列為第28種元素，即第ⅣA族，而該族的第六周期為鉛元素，是金屬，則該元素也為金屬。然后，再依據(jù)同主族元素原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律可知，它的最高價為＋4價，還有常見＋2價化合物，所以可確定它的最高價氧化物及其水化物的化學式為XO2、X(OH)4。

答案

(1)第七周期ⅣA族；金屬

(2)XO2；X(OH)4

知識點3：應用元素周期表和周期律尋找新物質(zhì)

例3

制冷劑是一種易壓縮、易液化的氣體，液化后在冷凍機管內(nèi)循環(huán)，蒸發(fā)時吸收熱量，使環(huán)境溫度降低，達到制冷的目的。歷史上，人們曾采用過乙醚、氨、氯甲烷等作制冷劑，但它們不是有毒，就是易燃，效果并不理想。于是，不斷有科學家根據(jù)元素及其化合物的遞變規(guī)律來開發(fā)新的制浼?。请沿着科学紭I(yè)奶剿鞴旒；卮鶼鋁形侍猓

(1)科學家們首先研究了某些化合物的易燃性和毒性的變化趨勢。(以下填寫化學式)

①氫化物的可燃性。第二周期：______>______>H2O>HF；第三周期：______>______>______>______。

②化合物的毒性。ⅤA族：PH3＞NH3；ⅥA族：H2S______H2O(填“＞”或“＜”，下同)，CS2______CO2；ⅦA族：CCl4＞CF4。

(2)盡管這種制冷劑因會破壞大氣中的臭氧層造成環(huán)境污染而逐漸被其他制冷劑所取代，但求助于元素周期表中元素及其化合物的__________(填選項編號)變化趨勢來開發(fā)制冷劑的科學思維方法還是值得借鑒的。

①毒性②沸點③易燃性④水溶性⑤顏色

解析

(1)①同周期元素氣態(tài)氫化物的可燃性從左向右逐漸減弱。

②由“毒性：PH3＞NH3，CCl4＞CF4”可知，同主族元素的化合物的毒性從上到下逐漸增強。

(2)制冷劑必須是易液化、低毒或無毒、可燃性差或不燃燒的物質(zhì)。由題目可以看出，科學家在尋找制冷劑的過程中，需要考慮物質(zhì)可燃性、毒性和沸點的遞變規(guī)律。

答案

(1)①CH4；NH3；SiH4；PH3；H2S；HCl

②＞；＞

(2)①②③

自學導引第三節(jié)化學鍵第1課時離子鍵一、金屬鈉與氯氣反應的實驗

實驗步驟：(1)取一塊綠豆大的金屬鈉(切去氧化層)。

(2)用濾紙吸凈煤油，放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈微熱，鈉熔成球狀。

(3)將盛有氯氣的集氣瓶倒扣在鈉的上方。思考題1

若加熱時間過長再扣上集氣瓶，則反應所得產(chǎn)物中除含有氯化鈉外，還會含有什么物質(zhì)？

答案

有Na2O2。現(xiàn)象劇烈燃燒，黃色火焰，產(chǎn)生白煙化學方程式2Na＋Cl22NaCl

二、氯化鈉的形成過程

三、離子鍵的形成、定義及存在

1．形成形成離子鍵要求參加反應的原子雙方，一方容易失去電子，而另一方容易得到電子，電子由容易失去電子的一方轉(zhuǎn)移到容易得到電子的一方，形成陽、陰離子，再通過靜電作用結(jié)合在一起。

2．定義帶相反電荷離子之間的相互作用。

3．存在由離子鍵構(gòu)成的化合物叫做離子化合物，如MgCl2、ZnSO4、NaOH等。通常，活潑金屬與活潑非金屬形成離子化合物。

四、電子式在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子(價電子)的式子叫做電子式。

思考題2

寫出下列元素原子的電子式：Al、C、N、O、F。

答案

名師解惑

一、離子鍵

1．成鍵的粒子：陰、陽離子。

2．成鍵的性質(zhì)：靜電作用。

[特別提醒]“靜電作用”既包括陰、陽離子間的靜電吸引力，又包括原子核與原子核以及電子與電子之間的靜電排斥力。

3．成鍵的條件

4．成鍵的原因

(1)原子相互得失電子形成穩(wěn)定的陰、陽離子。

(2)粒子間吸引與排斥處于平衡狀態(tài)。

(3)體系的總能量降低。

5．存在范圍離子鍵存在于強堿、大多數(shù)鹽及部分金屬氧化物中。中學階段常見物質(zhì)中，大多數(shù)含金屬元素和NH4＋的化合物都屬于離子化合物。

[特別提醒]

①金屬元素與非金屬元素形成的化合物不一定都是離子化合物，例如AlCl3。

②由非金屬元素形成的化合物也可能含離子鍵，形成離子化合物，例如NH4Cl。

二、電子式

1．原子的電子式書寫原子的電子式時，一般將原子的最外層電子寫在元素符號的上、下、左、右4個位置上，每個位置不得超過2個電子，書寫時電子要盡量分散在4個位置上。例如：

2．離子的電子式書寫離子的電子式時，簡單陽離子是原子失去最外層電子后形成的，只寫其元素符號，并在右上角注明所帶電荷數(shù)即可，如Na＋、Mg2＋等；書寫簡單陰離子時，要在元素符號周圍標出最外層電子，用“[

]”括起來，并在右上角注明所帶電荷數(shù)，如等。

[特別提醒]對復雜陽離子,要用到“[

]”,如NH4＋的電子式為

3．離子化合物的電子式書寫離子化合物的電子式時，將構(gòu)成該化合物的陰、陽離子按一定比例和順序?qū)懗黾纯?。陰、陽離子個數(shù)比不是1∶1時，要注意每一個離子都應與帶相反電荷的離子直接相鄰，相同離子不能合并；還要注意書寫時的對稱。如：CaCl2的電子式應寫成而不能簡寫成Ca2＋也不能寫成Ca2＋

4．用電子式表示離子化合物的形成過程例如氯化鎂的形成：在左邊寫出鎂原子、氯原子的電子式，右邊寫出離子化合物氯化鎂的電子式，中間用“―→”，而不用“＝”連接。如：

典例導析

知識點1：離子鍵的形成及概念

例1

下列敘述中正確的是(

)

A．元素周期表第一周期內(nèi)的元素之間可形成離子鍵

B．元素周期表ⅠA族元素和ⅦA族元素之間一定形成離子鍵

C．離子化合物中一定含有陰離子和陽離子

D．離子化合物中一定含有金屬元素

解析元素周期表第一周期內(nèi)的元素是氫(非金屬)和氦(性質(zhì)特別穩(wěn)定)，它們不可能形成離子鍵；元素周期表ⅠA族內(nèi)有非金屬元素氫，氫和ⅦA族的鹵素之間形成的不是離子鍵；離子化合物中一定含有陰離子和陽離子，但不一定含有金屬元素，如NH4Cl是離子化合物，但其不含金屬元素。

答案

C

知識點2：電子式的書寫

例2

判斷下列用電子式表示的化合物的形成過程，正確的在后面括號中填“√”，錯誤的在后面括號中填“×”。解析此題考查了電子式的書寫。用電子式表示化合物的形成過程時，首先要判斷生成的化合物是離子化合物還是共價化合物。共價化合物中共用電子對的表述要正確，離子化合物中陰、陽離子的表述要正確。

(1)錯誤。①將“―→”寫成了“＝”；②陰離子(Cl－)的電子式未加[

]表示。正確寫法是

。

(2)錯誤。不能將兩個氟離子合在一起寫。正確寫法是。(3)錯誤。用電子式表示化合物(或單質(zhì))的形成過程時，反應物中要寫原子的電子式，不能寫分子的電子式。正確寫法是

自學導引第2課時共價鍵

一、共價鍵的形成和概念

1．形成當參加反應的原子得失電子能力差別較小時，一般無法形成離子鍵。如氯原子的最外層有7個電子，要達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，就需要獲得1個電子，但氯原子間不會發(fā)生電子得失，如果2個氯原子各提供1個電子，形成共用電子對，則2個氯原子就都形成了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2．概念像氯分子這樣，原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵；而像HCl這樣，通過共用電子對作用形成的化合物叫做共價化合物。

二、共價鍵的表示方法

1．電子式用電子式表示共價化合物時，不需要加“[

]”和標電荷.如:Cl2的電子式為________HCl的電子式為______N2的電子式為_________CO2的電子式為______________

思考題1

寫出下列物質(zhì)的電子式并判斷其中存在的化學鍵：NH3、NaOH、NH4Cl。

答案NH3：，只存在共價鍵；

NaOH：，存在離子鍵和共價鍵；

NH4Cl：,存在離子鍵和共價鍵。

2．結(jié)構(gòu)式在化學上，常用一根短線“—”表示一對共用電子，其余電子一律省去，這樣的式子叫做結(jié)構(gòu)式。如：化學式結(jié)構(gòu)式化學式結(jié)構(gòu)式N2N≡NCH4NH3CO2O＝C＝OHClH—ClH2OH—O—H

三、極性鍵和非極性鍵

思考題2

共價鍵中元素化合價怎樣體現(xiàn)？

答案

形成非極性鍵的原子間共用電子對不偏移，不會產(chǎn)生化合價的升降；而形成極性鍵的過程中，電子對偏離的元素化合價升高，電子對偏向的元素化合價降低。非極性鍵極性鍵定義同種元素原子形成的共價鍵，共用電子對不發(fā)生偏移不同種元素原子形成的共價鍵，共用電子對發(fā)生偏移原子吸引電子能力相同不同

四、化學鍵及化學反應的實質(zhì)

1．化學鍵

(1)使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。

(2)分類：化學鍵

2．化學反應的實質(zhì)化學反應是反應物中的原子重新組合為產(chǎn)物的一個過程。在這個過程中，包含著反應物內(nèi)化學鍵的斷裂和產(chǎn)物中化學鍵的形成。

思考題3

有化學鍵斷裂的過程一定是化學變化嗎？

答案

不一定,必須還要有化學鍵的形成。如金剛石的熔化,中間有化學鍵的斷裂,而無化學鍵的形成,不是化學變化。

五、分子間作用力和氫鍵

1．分子間作用力分子間存在的一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，又稱范德華力。分子間作用力比化學鍵弱得多，它對物質(zhì)的熔、沸點等有影響。一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力