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高中鲁科版 (2019)第3节 元素性质及其变化规律图文ppt课件
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这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 元素性质及其变化规律图文ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了内容索引，知识铺垫，自主梳理，自我检测，问题探究，归纳拓展，应用体验等内容，欢迎下载使用。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.通过了解原子半径的周期性变化,能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因,形成证据推理与模型认知的化学核心素养。2.通过了解同周期、同主族元素性质的递变规律,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
1.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。原子的质子数=核电荷数=核外电子数。2.原子的失电子能力与最外层电子数和电子层数有关,钠元素原子的失电子能力大于镁,氟元素原子得电子能力大于氯元素原子得电子能力。3.元素的化学性质主要由原子的价电子数决定。
1.核外电子排布与原子半径(1)影响原子半径的因素。
(2)原子半径变化规律。①主族元素。同一周期从左到右,增加电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷数增大导致原子核对外层电子的吸引作用,使原子半径逐渐减小。同一主族从上到下,核电荷数增大对外层电子的吸引作用小于增加电子间的排斥作用,使原子半径逐渐增大。②过渡元素。同一周期过渡元素自左至右原子半径逐渐减小,但变化幅度不大。原因是同一周期过渡元素增加的电子一般分布在内层d轨道或f轨道上,电子间的排斥作用与核对电子的吸引作用大致相当。
【微思考】“对于元素周期表中的一切元素,均满足同周期从左到右原子半径逐渐减小,同族从上到下原子半径逐渐增大”这句话是否正确?为什么?提示 不正确。此规律仅适用于主族元素,而对于副族元素、Ⅷ族元素、0族元素原子半径大小不适用此规律。
2.元素原子得失电子的能力利用原子半径和价电子数,人们可以定性解释元素周期表中元素原子得失电子能力所呈现的递变规律。(1)同周期主族元素原子的电子层数相同,从左到右原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此,同一周期主族元素从左到右,元素原子失去电子的能力越来越弱,获得电子的能力越来越强。
(2)同主族元素原子的价电子数相同,但自上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引作用逐渐减弱。因此,自上而下,金属元素原子失去电子的能力越来越强,非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是:位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。
1.正误判断:(1)核外电子层结构相同的单核粒子,半径相同。( )(2)质子数相同的不同单核粒子,电子数越多半径越大。( )(3)原子序数越大,原子半径越大。( )(4)V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大。( )(5)S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小。( )
2.具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是( )答案 A解析 核外电子排布为1s22s22p63s23p1、1s22s22p3、1s22s22p2、1s22s22p63s23p4原子分别为Al、N、C、S,同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Al>C>N,Al>S,故Al原子半径最大,即A的原子半径最大。
是否电子层数多的元素的原子半径一定大于电子层数少的元素的原子半径?提示 不一定。原子半径的大小由核电荷数与电子层数两个因素综合决定,如碱金属元素的原子半径比它下一周期的卤族元素的原子半径大。
比较微粒半径大小的方法(1)同周期主族元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着原子序数的增大,半径都依次减小。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径、相同价态阳离子半径和阴离子半径:随着核电荷数增大,半径依次增大。如:①ⅠA族Li
答案 B解析 A+、B2+、C-、D2-4种离子具有相同的电子层结构,核外电子数相等,令核外电子数为x,则A、B、C、D的原子序数分别为x+1、x+2、x-1、x-2,故原子序数(核电荷数)B2+>A+>C->D2-;电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径D2->C->A+>B2+。
方法规律粒子半径比较的一般思路(1)“一层”:先看电子层数,电子层数越多,微粒半径一般越大。(2)“二核”:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。(3)“三电子”:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
变式训练1下列四种粒子的半径按由大到小顺序排列正确的是( )
A.①>②>③>④B.③>④>①>②C.③>①>②>④D.①>②>④>③
答案 C解析 由题意可知,X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F四种粒子半径由大到小排列顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C项正确。
1.同周期元素性质的递变规律有哪些?提示 同周期自左向右,电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,元素的原子失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。2.同主族元素性质的递变规律有哪些?提示 同主族元素自上而下,最外层电子数相同,电子层数递增,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,元素的原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。
【典例2】运用元素周期律判断下列叙述,其中正确的组合是( )①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低②砹(At)是ⅦA族元素,其氢化物的稳定性小于HCl③根据同周期元素的失电子能力变化趋势,推出Al的金属性比Mg强④第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性⑤铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应⑥若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>YA.①③④B.①②⑥C.③④⑤D.②④⑥
答案 B解析 碱金属单质Li、Na、K的熔点随原子序数的增大而降低,①正确;砹(At)是ⅦA族元素,非金属性Cl>At,砹元素氢化物的稳定性小于HCl,②正确;Mg的金属性比Al强,③错误;第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,氨气的水溶液显碱性,甲烷不溶于水,HF的水溶液为酸性,④错误;铊(Tl)与铝同主族,Tl的金属性强于Al,其单质能与盐酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,⑤错误;若X+和Y2-的核外电子层结构相同,X+是原子失去最外层1个电子形成的,Y2-是原子获得2个电子形成的,所以原子序数:X>Y,⑥正确。
变式训练2-1短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W-与Ne具有相同的电子层结构,X的族序数等于周期序数,Y与Z最外层电子数之和为10。下列说法不正确的是( )A.原子半径:X>Y>Z>WB.W的单质可以与水反应产生氧气C.气态氢化物的稳定性:W>Y>ZD.简单离子半径大小:Z>W>X
答案 C 解析 根据题意分析可知,W、X、Y、Z分别为F、Al、Si、S,则原子半径:X>Y>Z>W,A正确;W为F,其单质可以与水反应产生氧气,B正确;W、Y、Z分别为F、Si、S,气态氢化物的稳定性:W>Z>Y,C错误;W、X、Z的简单离子分别为F-、Al3+、S2-,半径大小:Z>W>X,D正确。
变式训练2-2下列结论错误的是( )①微粒半径:r(K+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-) ②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4 ③还原性:S2->Cl->Br->I-④氧化性:Cl2>S>Se>Te ⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO ⑥非金属性:O>N>P>Si ⑦金属性:Be
2.下列有关微粒半径的大小比较错误的是( )A.K>Na>LiB.Na+>Mg2+>AC.Mg2+>Na+>F-D.Cl->F->F答案 C解析 同一主族元素的原子,从上到下原子半径逐渐增大,A项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,B项正确;Mg2+、Na+、F-的半径由小到大的顺序应为Mg2+F-,F-比F多一个电子,故半径F->F,D项正确。
3.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是( )A.Na、Mg、Al的失电子能力逐渐增强B.O、F、N的非金属性逐渐增强C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐增大D.热稳定性:HF>H2O>NH3答案 D解析 Na、Mg、Al的失电子能力逐渐减弱,故A错误;非金属性NO>N,则氢化物稳定性HF>H2O>NH3,故D正确。
4.下列关于元素原子半径的表述合理的是( )A.在主族元素中,原子半径最小的是氢元素B.在主族元素中,原子半径最大的是铯元素C.在同周期主族元素中,原子半径小的族序数也小D.在同主族元素中,原子半径大的周期序数反而小答案 A解析 氢原子是半径最小的原子,A项正确。钫是已知元素中原子半径最大的元素,B项错误。在同周期主族元素中,原子序数越大即族序数越大,原子半径越小,C项错误。在同主族元素中,原子半径越大,周期序数越大,D项错误。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.通过了解原子半径的周期性变化,能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因,形成证据推理与模型认知的化学核心素养。2.通过了解同周期、同主族元素性质的递变规律,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
1.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。原子的质子数=核电荷数=核外电子数。2.原子的失电子能力与最外层电子数和电子层数有关,钠元素原子的失电子能力大于镁,氟元素原子得电子能力大于氯元素原子得电子能力。3.元素的化学性质主要由原子的价电子数决定。
1.核外电子排布与原子半径(1)影响原子半径的因素。
(2)原子半径变化规律。①主族元素。同一周期从左到右,增加电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷数增大导致原子核对外层电子的吸引作用,使原子半径逐渐减小。同一主族从上到下,核电荷数增大对外层电子的吸引作用小于增加电子间的排斥作用,使原子半径逐渐增大。②过渡元素。同一周期过渡元素自左至右原子半径逐渐减小,但变化幅度不大。原因是同一周期过渡元素增加的电子一般分布在内层d轨道或f轨道上,电子间的排斥作用与核对电子的吸引作用大致相当。
【微思考】“对于元素周期表中的一切元素,均满足同周期从左到右原子半径逐渐减小,同族从上到下原子半径逐渐增大”这句话是否正确?为什么?提示 不正确。此规律仅适用于主族元素,而对于副族元素、Ⅷ族元素、0族元素原子半径大小不适用此规律。
2.元素原子得失电子的能力利用原子半径和价电子数,人们可以定性解释元素周期表中元素原子得失电子能力所呈现的递变规律。(1)同周期主族元素原子的电子层数相同,从左到右原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此,同一周期主族元素从左到右,元素原子失去电子的能力越来越弱,获得电子的能力越来越强。
(2)同主族元素原子的价电子数相同,但自上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引作用逐渐减弱。因此,自上而下,金属元素原子失去电子的能力越来越强,非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是:位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。
1.正误判断:(1)核外电子层结构相同的单核粒子,半径相同。( )(2)质子数相同的不同单核粒子,电子数越多半径越大。( )(3)原子序数越大,原子半径越大。( )(4)V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大。( )(5)S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小。( )
2.具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是( )答案 A解析 核外电子排布为1s22s22p63s23p1、1s22s22p3、1s22s22p2、1s22s22p63s23p4原子分别为Al、N、C、S,同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Al>C>N,Al>S,故Al原子半径最大,即A的原子半径最大。
是否电子层数多的元素的原子半径一定大于电子层数少的元素的原子半径?提示 不一定。原子半径的大小由核电荷数与电子层数两个因素综合决定,如碱金属元素的原子半径比它下一周期的卤族元素的原子半径大。
比较微粒半径大小的方法(1)同周期主族元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着原子序数的增大,半径都依次减小。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径、相同价态阳离子半径和阴离子半径:随着核电荷数增大,半径依次增大。如:①ⅠA族Li
答案 B解析 A+、B2+、C-、D2-4种离子具有相同的电子层结构,核外电子数相等,令核外电子数为x,则A、B、C、D的原子序数分别为x+1、x+2、x-1、x-2,故原子序数(核电荷数)B2+>A+>C->D2-;电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径D2->C->A+>B2+。
方法规律粒子半径比较的一般思路(1)“一层”:先看电子层数,电子层数越多,微粒半径一般越大。(2)“二核”:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。(3)“三电子”:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
变式训练1下列四种粒子的半径按由大到小顺序排列正确的是( )
A.①>②>③>④B.③>④>①>②C.③>①>②>④D.①>②>④>③
答案 C解析 由题意可知,X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F四种粒子半径由大到小排列顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C项正确。
1.同周期元素性质的递变规律有哪些?提示 同周期自左向右,电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,元素的原子失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。2.同主族元素性质的递变规律有哪些?提示 同主族元素自上而下,最外层电子数相同,电子层数递增,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,元素的原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。
【典例2】运用元素周期律判断下列叙述,其中正确的组合是( )①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低②砹(At)是ⅦA族元素,其氢化物的稳定性小于HCl③根据同周期元素的失电子能力变化趋势,推出Al的金属性比Mg强④第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性⑤铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应⑥若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>YA.①③④B.①②⑥C.③④⑤D.②④⑥
答案 B解析 碱金属单质Li、Na、K的熔点随原子序数的增大而降低,①正确;砹(At)是ⅦA族元素,非金属性Cl>At,砹元素氢化物的稳定性小于HCl,②正确;Mg的金属性比Al强,③错误;第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,氨气的水溶液显碱性,甲烷不溶于水,HF的水溶液为酸性,④错误;铊(Tl)与铝同主族,Tl的金属性强于Al,其单质能与盐酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,⑤错误;若X+和Y2-的核外电子层结构相同,X+是原子失去最外层1个电子形成的,Y2-是原子获得2个电子形成的,所以原子序数:X>Y,⑥正确。
变式训练2-1短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W-与Ne具有相同的电子层结构,X的族序数等于周期序数,Y与Z最外层电子数之和为10。下列说法不正确的是( )A.原子半径:X>Y>Z>WB.W的单质可以与水反应产生氧气C.气态氢化物的稳定性:W>Y>ZD.简单离子半径大小:Z>W>X
答案 C 解析 根据题意分析可知,W、X、Y、Z分别为F、Al、Si、S,则原子半径:X>Y>Z>W,A正确;W为F,其单质可以与水反应产生氧气,B正确;W、Y、Z分别为F、Si、S,气态氢化物的稳定性:W>Z>Y,C错误;W、X、Z的简单离子分别为F-、Al3+、S2-,半径大小:Z>W>X,D正确。
变式训练2-2下列结论错误的是( )①微粒半径:r(K+)>r(Al3+)>r(S2-)>r(Cl-) ②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4 ③还原性:S2->Cl->Br->I-④氧化性:Cl2>S>Se>Te ⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO ⑥非金属性:O>N>P>Si ⑦金属性:Be
2.下列有关微粒半径的大小比较错误的是( )A.K>Na>LiB.Na+>Mg2+>AC.Mg2+>Na+>F-D.Cl->F->F答案 C解析 同一主族元素的原子,从上到下原子半径逐渐增大,A项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,B项正确;Mg2+、Na+、F-的半径由小到大的顺序应为Mg2+
3.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是( )A.Na、Mg、Al的失电子能力逐渐增强B.O、F、N的非金属性逐渐增强C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐增大D.热稳定性:HF>H2O>NH3答案 D解析 Na、Mg、Al的失电子能力逐渐减弱,故A错误;非金属性N
4.下列关于元素原子半径的表述合理的是( )A.在主族元素中,原子半径最小的是氢元素B.在主族元素中,原子半径最大的是铯元素C.在同周期主族元素中,原子半径小的族序数也小D.在同主族元素中,原子半径大的周期序数反而小答案 A解析 氢原子是半径最小的原子,A项正确。钫是已知元素中原子半径最大的元素,B项错误。在同周期主族元素中,原子序数越大即族序数越大,原子半径越小,C项错误。在同主族元素中,原子半径越大,周期序数越大,D项错误。
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