《原子半徑及其變化規(guī)律》參考課件

第1課時原子半徑及其變化規(guī)律1.了解原子半徑的周期性變化,能用原子結構的知識解釋主族元素原子半徑周期性變化的原因,形成證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。2.了解同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。知識鋪墊必備知識正誤判斷1.質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。原子的質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)。2.原子的失電子能力與最外層電子數(shù)和電子層數(shù)有關,鈉元素原子的失電子能力大于鎂,氟元素原子得電子能力大于氯元素原子得電子能力。3.元素的化學性質(zhì)主要由原子的最外層電子數(shù)決定。知識鋪墊必備知識正誤判斷1.核外電子排布與原子半徑(1)影響原子半徑的因素。知識鋪墊必備知識正誤判斷(2)原子半徑變化規(guī)律。①主族元素。同一周期從左到右,增加電子產(chǎn)生的電子間的排斥作用小于核電荷數(shù)增大導致原子核對外層電子的吸引作用,使原子半徑逐漸減小。同一主族從上到下,核電荷數(shù)增大對外層電子的吸引作用小于增加電子間的排斥作用,使原子半徑逐漸增大。②過渡元素。同一周期過渡元素自左至右原子半徑逐漸減小,但變化幅度不大。原因是同一周期過渡元素增加的電子一般分布在內(nèi)層d軌道或f軌道上,電子間的排斥作用與核對電子的吸引作用大致相當。知識鋪墊必備知識正誤判斷【微思考】“對于元素周期表中的一切元素,均滿足同周期從左到右原子半徑逐漸減小,同族從上到下原子半徑逐漸增大”這句話是否正確?為什么?提示:不正確。此規(guī)律僅適用于主族元素,而對于副族元素、第Ⅷ族元素、0族元素原子半徑大小不適用此規(guī)律。知識鋪墊必備知識正誤判斷2.元素原子得失電子的能力利用原子半徑和價電子數(shù),人們可以定性解釋元素周期表中元素原子得失電子能力所呈現(xiàn)的遞變規(guī)律。(1)同周期主族元素原子的電子層數(shù)相同,從左到右原子半徑逐漸減小,原子核對外層電子的吸引作用逐漸增強。因此,同一周期主族元素從左到右,元素原子失去電子的能力越來越弱,獲得電子的能力越來越強。(2)同主族元素原子的價電子數(shù)相同,但自上而下原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的吸引作用逐漸減弱。因此,自上而下,金屬元素原子失去電子的能力越來越強,非金屬元素原子獲得電子的能力越來越弱。同周期元素和同主族元素原子結構遞變的綜合結果是:位于元素周期表中金屬元素與非金屬元素分界線周圍元素的原子獲得或失去電子的能力都不強。知識鋪墊必備知識正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。1.核外電子層結構相同的單核粒子,半徑相同。(

)2.質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子,電子數(shù)越多半徑越大。(

)3.原子序數(shù)越大,原子半徑越大。(

)4.V、Cr、Mn的最外層電子數(shù)逐漸增大。(

)5.S2-、Cl-、K+的半徑逐漸減小。(

)6.當電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越小,微粒半徑越小。(

)7.主族元素原子最外層電子數(shù)相同時,質(zhì)子數(shù)越大半徑越小。(

)答案:1.×

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.×探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測微粒半徑大小比較問題探究是否電子層數(shù)多的元素的原子半徑一定大于電子層數(shù)少的元素的原子半徑?提示:不一定。原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子層數(shù)兩個因素綜合決定,如堿金屬元素的原子半徑比它下一周期的鹵族元素的原子半徑大。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展比較微粒半徑大小的方法(1)同周期主族元素的原子半徑、最高價陽離子半徑、最低價陰離子半徑:隨著原子序數(shù)的增大,半徑都依次減小。如第3周期:①Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。②Na+>Mg2+>Al3+。③P3->S2->Cl-。(2)同主族元素的原子半徑、相同價態(tài)陽離子半徑和陰離子半徑:隨著核電荷數(shù)增大,半徑依次增大。如:①ⅠA族Li<Na<K<Rb<Cs。②ⅠA族Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+。③ⅦA族F-<Cl-<Br-<I-。(3)核外電子排布(即電子層結構)相同的離子半徑:隨核電荷數(shù)增大,半徑依次減小。如離子半徑:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+、>S2->Cl->K+>Ca2+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測(4)同種元素形成的粒子半徑:陽離子<中性原子<陰離子,且陽離子價態(tài)越高,半徑越小。如粒子半徑:Fe3+<Fe2+<Fe,Cl<Cl-,H+<H<H-。(5)核電荷數(shù)和電子數(shù)都不同的粒子,一般通過參照物判斷。如比較Al3+和S2-的半徑,可找出O2-作為參照物來比較,因為離子半徑Al3+<O2-、O2-<S2-,故Al3+<S2-。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用典例1(2020山東煙臺第二中學高二月考)A+、B2+、C-、D2-4種離子具有相同的電子層結構?，F(xiàn)有以下排列順序:①B2+>A+>C->D2-

②C->D2->A+>B2+③B2+>A+>D2->C-

④D2->C->A+>B2+4種離子的半徑由大到小以及4種元素原子序數(shù)由大到小的順序分別是(

)A.①④ B.④① C.②③ D.③②答案:B解析:A+、B2+、C-、D2-四種離子具有相同的電子層結構,核外電子數(shù)相等,令核外電子數(shù)為x,則A、B、C、D的原子序數(shù)分別為x+1、x+2、x-1、x-2,故原子序數(shù)(核電荷數(shù))B2+>A+>C->D2-;電子層結構相同的離子,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,故離子半徑D2->C->A+>B2+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測方法規(guī)律

粒子半徑比較的一般思路(1)“一層”:先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多,微粒半徑一般越大。(2)“二核”:若電子層數(shù)相同,則看核電荷數(shù),核電荷數(shù)越大,微粒半徑越小。(3)“三電子”:若電子層數(shù)、核電荷數(shù)均相同,則看核外電子數(shù),電子數(shù)多的半徑大。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練1-1(2020上海嘉定區(qū)高三檢測)具有下列電子排布式的原子中,半徑最大的是(

)A.1s22s22p63s23p1 B.1s22s22p3C.1s22s22p2 D.1s22s22p63s23p4答案:A解析:核外電子排布為1s22s22p63s23p1、1s22s22p3、1s22s22p2、1s22s22p63s23p4原子分別為Al、N、C、S,同周期主族元素自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大,故原子半徑:Al>C>N,Al>S,故Al原子半徑最大,即A的原子半徑最大。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練1-2下列四種粒子的半徑按由大到小順序排列正確的是(

)①基態(tài)X原子的結構示意圖:②基態(tài)Y原子的價電子排布式:3s23p5③基態(tài)Z2-的軌道表示式:④基態(tài)W原子有2個電子層,電子式為

A.①>②>③>④B.③>④>①>②C.③>①>②>④D.①>②>④>③探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:C解析:由題意可知,X、Y、Z2-、W分別為S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F四種粒子半徑由大到小排列順序為r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C項正確。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測元素性質(zhì)的遞變規(guī)律問題探究1.同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律有哪些?提示:同周期自左向右,電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸增多,原子核對外層電子的吸引力逐漸增強,元素的原子失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強。2.同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律有哪些?提示:同主族元素自上而下,最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)遞增,原子核對外層電子的吸引力逐漸減弱,元素的原子失電子能力逐漸增強,得電子能力逐漸減弱。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展元素性質(zhì)的遞變規(guī)律性質(zhì)同周期(從左→右)同主族(從上→下)原子核外電子排布電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸由1→8(第1周期是1→2)最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小(0族除外)逐漸增大元素主要化合價最高正價由+1→+7,最低負價由-4→-1最高正價=主族序數(shù)(氟、氧除外),非金屬最低負價=主族序數(shù)-8(氫除外)原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強,失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱,失電子能力逐漸增強元素金屬性、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探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用典例2(2020寧夏大學附中高三月考)運用元素周期律判斷下列敘述,其中正確的組合是(

)①堿金屬單質(zhì)的熔點隨原子序數(shù)的增大而降低②砹(At)是ⅦA族元素,其氫化物的穩(wěn)定性小于HCl③根據(jù)同周期元素的失電子能力變化趨勢,推出Al的金屬性比Mg強④第2周期非金屬元素的氣態(tài)氫化物溶于水后,水溶液均為酸性⑤鉈(Tl)與鋁同主族,其單質(zhì)既能與鹽酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應⑥若X+和Y2-的核外電子層結構相同,則原子序數(shù):X>YA.①③④ B.①②⑥ C.③④⑤ D.②④⑥探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:B解析:堿金屬單質(zhì)Li、Na、K的熔點隨原子序數(shù)的增大而降低,①正確;砹(At)是ⅦA族元素,非金屬性Cl>At,砹元素氫化物的穩(wěn)定性小于HCl,②正確;Mg的金屬性比Al強,③錯誤;第2周期非金屬元素的氣態(tài)氫化物溶于水后,氨氣的水溶液顯堿性,甲烷不溶于水,HF的水溶液為酸性,④錯誤;鉈(Tl)與鋁同主族,Tl的金屬性強于Al,其單質(zhì)能與鹽酸反應,不能與氫氧化鈉溶液反應,⑤錯誤;若X+和Y2-的核外電子層結構相同,X+是原子失去最外層1個電子形成的,Y2-是原子獲得2個電子形成的,所以原子序數(shù):X>Y,⑥正確。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練2下列四種元素中,其單質(zhì)氧化性最強的是(

)A.原子含有未成對電子最多的第2周期元素B.位于元素周期表第3周期ⅢA族的元素C.原子最外電子層排布式為2s22p6的元素D.原子最外電子層排布式為3s23p5的元素答案:D解析:第2周期含未成對電子數(shù)最多的是N原子;第3周期ⅢA族元素是Al;原子最外層電子排布式為2s22p6的元素為稀有氣體Ne;原子最外層電子排布式為3s23p5的元素為Cl。N2、Al、Ne、Cl2四種單質(zhì)中Cl2的氧化性最強。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測1.具有下列電子排布式的原子中,半徑最大的是(

)A.1s22s22p63s23p5 B.1s22s22p4C.1s22s22p3 D.1s22s22p63s23p3答案:D解析:由核外電子排布知識可知A為氯原子,B為氧原子,C為氮原子,D為磷原子。根據(jù)同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,同主族原子半徑由上到下逐漸增大,故原子半徑最大的是磷原子。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.下列有關微粒半徑的大小比較錯誤的是(

)A.K>Na>Li B.Na+>Mg2+>AC.Mg2+>Na+>F- D.Cl->F->F答案:C解析:同一主族元素的原子,從上到下原子半徑逐漸增大,A項正確;核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,半徑越小,B項正確;Mg2+、Na+、F-的半徑由小到大的順序應為Mg2+<Na+<F-,C項錯誤;Cl-比F-多一個電子層,故半徑Cl->F-,F-比F多一個電子,故半徑F->F,D項正確。探究1探究2素養(yǎng)脈絡隨堂檢測3.(2019四川棠湖中學高二檢測)在通常條件下,下列各組物質(zhì)的性質(zhì)排列正確的是(

)A.Na、Mg、Al的失電子能力逐漸增強B.O、F、N的非金屬性逐漸增強C.S2-、Cl-、K+的半徑逐漸增大D.熱穩(wěn)定性:HF>H2O>NH3答案:D解析:Na、Mg、Al的失電子能力逐漸減弱