高中化学1.2.1原子核外电子的排布及元素周期律教案

第一章 物质结构 元素周期律

第二节 元素周期律

第1课时 原子核外电子的排布及元素周期律

学习目标

1.了解原子核外电子排布。

2.掌握元素核外电子、化合价、原子半径周期性变化规律。

学习过程

一、核外电子排布 1.核外电子运动特征

根据所给的一些数据请你总结电子运动的特征。 (1)核外电子的质量:9.10×10-31 kg。

(2)炮弹的速度2 km/s,人造卫星7.8 km/s,宇宙飞船11 km/s,氢核外电子2.2×108 m/s。 (3)乒乓球半径:4×10-2 m;原子半径:约10-10 m。

2.核外电子分层排布 阅读课本P13~14完成下表 电子层序号 1 电子层符号 电子能量 2 3 4 5 6 7 电子离核由 到 ,电子能量由 到

3.核外电子排布的规律

阅读课本P13~14表12,及下表数据,归纳总结核外电子排布的规律。 核电荷数 元素名称 元素符号 2 10 18 36 氦 氖 氩 氪 He Ne Ar Kr 各电子层的电子数 K L M 2 2 2 2 8 8 8 8 N O P 18 8

续表

核电荷数 元素名称 元素符号 54 86 氙 氡 Xe Rn 各电子层的电子数 K L M 2 2 8 8 N O P 18 18 8 18 32 18 8

(1)核外电子总是依能量逐步升高从 层排起,即:排满K层排L层,排满L层排M

层。

(2)每个电子层最多可容纳 个电子(n表示电子层序数)。

(3)最外层可容纳的电子数不能超过 个(K层是最外层时,最多不超过 个),次外层不能超过 个,倒数第三层不能超过 个。

4.原子结构示意图

【例1】判断下列示意图是否正确?为什么?

【例2】根据核外电子排布规律,画出下列元素原子的结构示意图。 (1)55Cs

(2)35Br

5.稳定结构与不稳定结构

通常我们把最外层 个电子(只有K层时为 个电子)的结构,称为相对稳定结构。化学反应中,具有不稳定结构的原子,总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定。

二、元素周期律

1.电子层排列的周期性

根据1~18号元素核外电子排布,总结核外电子排布的规律。

2.化合价的周期性变化

根据1~18号元素的化合价,总结化合价的变化规律: 。

(1)1~18号元素中,除了O、F外,最高正价= ; 最低负价与最高正价的关系为 ;

(2)金属元素无 价(除0价外,在化学反应中只显 价); 既有 价又有 价的元素一定是非金属元素; (3)氟元素无 价,氧元素无最高 价。 3.原子半径的递变规律

根据下表数据,总结原子半径变化规律: 。 元素 H B C N O F He — Ne 原子半径 0.037 nm 元素 Li Be 原子半径 0.152 nm 0.089 nm 0.082 nm 0.077 nm 0.075 nm 0.074 nm 0.071 nm — 元素 Na Mg Al Si P S Cl Ar 原子半径 0.186 nm 0.160 nm 0.143 nm 0.117 nm 0.110 nm 0.102 nm 0.099 nm —

(1)同主族元素原子半径随原子序数增大而逐渐增大的原因。

(2)同周期元素原子半径随原子序数增大而逐渐减小的原因。

(3)试比较Na+和F-半径大小。

随堂检测

1.某元素的原子核外有3个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为( ) A.14 B.15 C.16 D.17

2.原子核外的M电子层和L电子层最多容纳的电子数的关系是( ) A.M>L B.M

3.若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同,则a的数值为( ) A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+2 4.今有

结构示意图,试指出x的可能数值及相应微粒符号,并画出该微粒的结构

示意图。

5.A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5个,则A与B形成的化合物的化学式为( )

A.A2B3 B.BA2 C.AB4 D.B3A2

6.从原子序数11依次增加到17,下列所说递变关系错误的是( ) A.电子层数逐渐增多 B.原子半径逐渐减小 C.最高正价数值逐渐增大 D.从硅到氯负价从-4~-1

7.下列各离子化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是( ) A.KCl B.NaBr C.LiI D.KF

8.R元素形成的化合物RH3,其中R的化合价是其最低负化合价,则R元素最高价氧化物的化学式是( )

A.RO2 B.RO3 C.R2O5 D.R2O7 9.下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是( ) A.Li Na K B.Ba2+ Ca2+ Mg2+ C.Cl- Ca2+ K+ D.N O F 10.下列元素原子半径最大的是( ) A.Li B.F C.Na D.Cl

参考答案

学习过程 一、1.电子的质量很小,体积也很小;电子所占据的运动空间相对于原子核的体积却很大(绝对空间也很小);电子在核外做高速运动。

2.K L M N O P Q 近 远 低 高 3.(1)内层 (2)2n2 (3)8 2 18 32

4.【例1】最外层不超过8个电子,A、B错;内层排满才能排外层,C错;次外层不超过18个电子,D错。

【例2】(1)

5.8 2

二、1.随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现由1个逐渐增加到8个,由不饱和逐渐到饱和的周期性变化。

2.随着原子序数的递增,元素化合价呈现由低逐渐升高的周期性变化。 (1)最外层电子数

最高正价+|最低负价|=8 (2)负 正 正 负 (3)正 正

3.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大。 (1)随原子序数的递增,电子层数逐渐增多,所以原子半径逐渐增大。

(2)随原子序数的递增,电子层数相同,但核电荷数逐渐增大,对外层电子的吸引力逐渐增大,所以半径逐渐减小。

(3)Na+和F-电子层结构相同,但Na+核电荷数比F-大,对外层电子吸引力强,所以半径要小一些:r(Na+)<(F-)

随堂检测 1.解析:核外电子排布依次为2、8、4,核外电子数14,质子数为14。 答案:A

2.解析:M层最多容纳18个电子,而L层最多容纳8个电子。 答案:A

3.解析:aAn+核外电子数为a-n,bB2-的核外电子数为b+2,所以有a-n=b+2,a=n+b+2。 答案:A

5.解析:A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5个,说明B元素L层已排满,为8电子,A元素L层电子数为5,为N元素,而B原子序数为12为Mg,可知选D。

答案:D

6.解析:原子序数11依次增加到17,均为第三周期,电子层数相同。 答案:A

7.解析:四种物质,阳离子半径最小的是Li+,阴离子半径最大的是I-,所以选C。 答案:C

8.解析:最低价为-3价,最高价为+5价,选C。 答案:C

9.解析:A项Li、Na、K同主族,随核电荷数增大半径依次递增;B项Ba2+、Ca2+、Mg2+同主族,随核电荷数减小,半径依次减小;C项三者核外电子排布相同,随核电荷数增大半径依次减小;D项N、O、F为同周期,从左向右微粒半径依次递减。

答案:A

10.解析:Li、F均为两层而Na、Cl三层,Li、F半径小,又Cl核电荷数较大,半径小,所以半径最大的是Na。

答案:C