元素周期律1.核外电子的分层排布在多电子的原子里,电子的能量并不相同。
能量低的,通常在离核近的区域运动;能量高的,通常在离核远的区域运动。
核外电子的分层运动,又叫核外电子的分层排布。
其关系如下:电子层(n)符号1K2L3M4N5O6P7Q离核远近能量高低2.原子核外电子的排布规律3.(1)原子(离子)结构的表示方法,如下所示:(2)原子结构示意图中,核内质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中,二者则不相等。
如:Na+;Cl-。
阳离子:核外电子数小于核电荷数。
阴离子:核外电子数大于核电荷数。
点拨(1)电子层实质上是一个“区域”,或者说是一个“空间范围”,它与宏观上层的含义完全不同。
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。
如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。
其原子结构示意图为而不应该是。
例1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)锂的原子结构示意图是()(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍()(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍()(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数()答案(1)×(2)×(3)√(4)×例2已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A<B<C,且都小于18,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。
试推断:(1)三种元素的名称和符号:A________,B________,C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图:A________,B________,C________。
解析由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,可知A是碳元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,可知B为硅元素;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,可知C应为氯元素。
答案(1)碳C硅Si氯Cl(2)1.原子结构的周期性变化(1)元素原子核外电子排布的周期性变化规律: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到8的周期性变化(第一周期除外)。
(2)元素原子半径的周期性变化规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。
2.元素性质的周期性变化(1)元素主要化合价的周期性变化规律:随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。
点拨元素化合价的“三个二”(1)二“特殊”F无正价,O无最高正价。
(2)二“只有”金属只有正价,只有非金属才有负价。
(3)二“等式”(主族元素)最高正价=最外层电子数,|最低负价数值|+|最高正价数值|=8。
(2)元素金属性、非金属性的周期性变化①Na 、Mg 、Al 与水(或酸)反应的比较结论:随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。
――→Na Mg Al Si P S Cl金属性减弱, 非金属性增强3.元素周期律内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。
实质:元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。
点拨 (1)元素的性质包括:原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。
(2)物质的性质:物理性质:颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等。
化学性质:氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。
归纳总结2.元素的金属性、非金属性强弱判断规律(1)金属性强弱的判断依据①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则其金属性越强。
③金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,则A的金属性强于B。
④在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的金属性。
⑤金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe的阳离子仅指Fe2+)。
(2)非金属性强弱的判断依据①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则其非金属性越强。
④非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,并且A体现出氧化性,则A的非金属性强于B。
⑤非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。
例3.在第三周期元素中,除稀有气体元素外:(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答,下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是________。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。
(6)氧化物中具有两性的是________。
答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。
(2)金属性最强的元素在最左边,应为Na。
(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应的酸是HClO4。
(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。
(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。
(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。
例4已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断正确的是()A.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3B.非金属活泼性:Y<X<ZC.原子半径:X>Y>ZD.原子最外层电子数:X<Y<Z解析本题的关键是“最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱”这一信息,由此可推知X、Y、Z为非金属元素,原子序数相连意味着它们属同周期元素,故活泼性:X>Y>Z,原子半径:X<Y<Z,原子最外层电子数:X>Y>Z,气态氢化物的稳定性顺序为HX>H2Y>ZH3。
答案A例5.X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是()A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强B.X的非金属性比Y的强C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强D.X的气态氢化物比Y的稳定答案C解析X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。
1.下图微粒的结构示意图,正确的是()答案A解析B中微粒结构示意图是Cl-而不是Cl,C中Ar的原子结构示意图应为,D中K 的原子结构示意图应为。
2.下列比较中正确的是()A.原子半径:Na>MgB.碱性:NaOH>KOHC.结合H+的能力:CO2-3<Cl-D.还原性:I-<Br-答案A解析同周期从左到右原子半径依次减小,则原子半径为Na>Mg,A正确;金属元素的金属性越强,对应最高价氧化物水化物的碱性越强,金属性:K>Na,则碱性:KOH>NaOH,B错误;酸性越强,对应酸的酸根离子结合氢离子的能力越弱,酸性:H2CO3<HCl,则结合H+的能力:CO2-3>Cl-,C错误;元素的非金属性越强,对应的阴离子的还原性越弱,非金属性:Br>I,则还原性:I->Br-,D错误。
3.下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是()A.Si、P、S、Cl元素的单质与氢气化合越来越容易B.元素原子最外层电子数越多,元素金属性越强C.元素周期表共有18列,第3列是第ⅠB族,第17列是第ⅦA族D.F-、O2-、Mg2+、Na+离子半径逐渐减小答案A解析Si、P、S、Cl为同周期元素非金属性依次增强,单质与氢气化合越来越容易,A正确;元素原子最外层电子数越多,失去电子能力越弱,金属性越弱,B错误;元素周期表共有18列,第3列是第ⅢB族,第17列是第ⅦA族,C错误;F-、O2-、Mg2+、Na+离子具有相同的电子数,离子半径O2-、F-、Na+、Mg2+逐渐减小,D错误。
4.已知33As、35Br位于同一周期。
下列关系正确的是()A.原子半径:As>Cl>PB.热稳定性:HCl>AsH3>HBrC.还原性:As3->S2->Cl-D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4答案C解析同一周期原子半径从左到右依次减小,A选项中P的原子半径大于Cl,A错;非金属性越强,其气态氢化物越稳定,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,故B选项中热稳定性:HCl>HBr>AsH3,D选项中酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4,B、D均错;S和Cl处于同一周期,故还原性:S2->Cl-,而As和Se处于同一周期,还原性:As3->Se2-,而S和Se又处于同一主族,还原性:Se2->S2-,故C正确。
5.原子序数为11~17号的元素,随核电荷数的递增,以下各项内容的变化是填“增大(强)”、“减小(弱)”或“相同(不变)”](1)各元素的原子半径依次________,其原因是_________________________________________________________________________________________________________。
(2)各元素原子的电子层数________,最外层电子数依次________。
(3)元素的金属性逐渐________,而非金属性逐渐________,元素失电子能力逐渐________,得电子能力逐渐________。
答案(1)减小电子层数相同时,随核电荷数增大,原子核对最外层电子的引力增大,因此原子半径减小(2)相同增大(3)减弱增强减弱增强解析原子序数为11~17号的元素,在元素周期表中位于第三周期,根据同周期元素的原子结构和性质的变化,可解答本题。
1.下列有关主族元素的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M层上和L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2.根据下图微粒结构示意图的共同特征,可以把三种微粒、、归为一类,下列微粒中也可以归为这一类的是()A. B.C. D.3.短周期的两种元素A和B,它们的离子A-和B2+具有相同的电子层结构,下列说法中正确的是()A.原子序数A>B B.电子总数A->B2+C.离子半径A->B2+D.原子半径A>B4.下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。