第12講核外電子排布教學(xué)目標(biāo)通過分析部分元素原子的電子層排布數(shù)據(jù)，運(yùn)用歸納的方法得出原子核外電子排布的規(guī)律，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。通過運(yùn)用結(jié)構(gòu)示意圖、電子式等化學(xué)符號(hào)，初步學(xué)會(huì)如何形象地表征物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)特征。通過研究原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的關(guān)系，進(jìn)一步建構(gòu)“位”‘構(gòu)’‘性’三維認(rèn)識(shí)模型，形成‘結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)’的學(xué)科觀念。模塊模塊一核外電子排布的規(guī)律知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)科學(xué)家利用量子力學(xué)等方法來研究核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由于原子核帶正電荷，電子距離原子核越近則更難運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于電子的能量越低；與之相反的是，距離越遠(yuǎn)則其運(yùn)動(dòng)越劇烈，越容易失去電子。電子在原子核外由遠(yuǎn)及近的分層排布，通常用n表示電子層；距離核最近的為電子層的第一層，用符號(hào)K表示，由此向外為二、三、四、五、六、七層，依次用符號(hào)L/M/N/O/P/Q，各電子層上最多所容納的電子數(shù)目也不一致。核外電子的排布規(guī)律規(guī)律1：各電子層最多容納電子數(shù)為2n2（可觀察稀有氣體元素）規(guī)律2：最外層電子數(shù)目不超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)則不超過2個(gè)，如Ne)規(guī)律3：次外層電子數(shù)不超過18(倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過32,如Rn)【例1】核電荷數(shù)是1~18的元素的原了中，核外電子能量最高的電子層是A．K B．L C．M D．N【例2】在1~18號(hào)元素中，原子的最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的有A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【答案】B【解析】在1~18號(hào)元素中，原子的最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的有Be、Ar2種；故選B。模塊模塊二結(jié)構(gòu)示意圖與電子式知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)核外電子排布的表示方法原子的核外電子排布可以用原子結(jié)構(gòu)示意圖簡明的表示。結(jié)構(gòu)示意圖：（原子和離子）氮原子：元素符號(hào)周圍經(jīng)常使用小黑點(diǎn)（或×）來表示元素原子的最外層上的電子，這種圖示稱為電子式。電子式氮原子：以上分別是氟離子、氖原子、鎂離子的電子式此為氧離子的電子式【例3】二氧化氯(ClO2)具有強(qiáng)氧化性，可用于處理工業(yè)廢水中CN：2ClO2+2CN=2CO2+N2+2Cl，下列有關(guān)說法正確的是A．Cl的結(jié)構(gòu)示意圖： B．CO2化學(xué)式不能代表分子式C．中子數(shù)為8的氮原子：715N D．N2的電子式：【例4】反應(yīng)8NH3+3Cl2=6NH4C1+N2可用于氯氣管道的檢漏。下列化學(xué)用語正確的是A．中子數(shù)為1的氫原子：1B．N2分子結(jié)構(gòu)式N≡NC．NH4Cl的電子式：D．Cl的結(jié)構(gòu)示意圖：模塊模塊三核外電子排布與元素周期律知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)同周期（從左到右）同主族（從上到下）原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同增多原子半徑逐漸減小逐漸增大性質(zhì)化合價(jià)最高正價(jià)由+1至+7，負(fù)價(jià)數(shù)=—（8族序數(shù)）最高正價(jià)、負(fù)價(jià)數(shù)相同最高正價(jià)=+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(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱單質(zhì)的氧化性和還原性還原性減弱，氧化性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)弱，氧化性減弱最高價(jià)的氧化物的水化物的酸堿性堿性減弱，酸性增強(qiáng)酸性減弱，堿性增強(qiáng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱①與水反應(yīng)置換氫的難易②最高價(jià)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱金屬性強(qiáng)弱③單質(zhì)的還原性或離子的氧化性（電解中在陰極上得電子的先后）④互相置換反應(yīng)依據(jù)：⑤原電池反應(yīng)中正負(fù)極①與H2化合的難易及氫化物的穩(wěn)定性元素的非金屬性強(qiáng)弱②最高價(jià)氧化物的水化物酸性強(qiáng)弱金屬性或非金屬③單質(zhì)的氧化性或離子的還原性性強(qiáng)弱的判斷④互相置換反應(yīng)①、同周期元素的金屬性，隨荷電荷數(shù)的增加而減小，如：Na>Mg>Al;非金屬性，隨荷電荷數(shù)的增加而增大，如：Si<P<S<Cl。規(guī)律：②、同主族元素的金屬性，隨荷電荷數(shù)的增加而增大，如：Li<Na<K<Rb<Cs;非金屬性，隨荷電荷數(shù)的增加而減小，如：F>Cl>Br>I。③、金屬活動(dòng)性順序表：K>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au電子層數(shù)：相同條件下，電子層越多，半徑越大。判斷的依據(jù)核電荷數(shù)相同條件下，核電荷數(shù)越多，半徑越小。最外層電子數(shù)相同條件下，最外層電子數(shù)越多，半徑越大。微粒半徑的比較1、同周期元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減?。ㄏ∮袣怏w除外）如：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl.2、同主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大。如：Li<Na<K<Rb<Cs具體規(guī)律：3、同主族元素的離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大。如：F<Cl<Br<I4、電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小。如：F>Na+>Mg2+>Al3+5、同一元素不同價(jià)態(tài)的微粒半徑，價(jià)態(tài)越高離子半徑越小。如Fe>Fe2+>Fe3+元素的原子結(jié)構(gòu)、位置及性質(zhì)之間的關(guān)系【例5】火星氣體及巖石中富含X、Y、Z、W四種元素。已知：X、Y、W為原子序數(shù)遞增的四種短周期元素，其中Z為金屬元素，其單質(zhì)與冷水反應(yīng)后溶液能使酚酞試液變?yōu)榧t色，X、W為同一主族元素，Y為地殼中含量最高的元素，火星巖石含有W的最高價(jià)化合物：Z2WY3，下列判斷正確的是A．原子半徑：Z>W>Y>XB．W位于元素周期表第三周期VIIA族C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：W>XD．X、Y、Z形成的化合物熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姟纠?】某元素的氣態(tài)氫化物化學(xué)式為HR，此元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式可能為A．HRO B．HRO2 C．HRO3 D．HRO4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡單離子X2-與YA．X的常見化合價(jià)有-1、-2 B．原子半徑大小為Y>X>WC．YX的水合物具有兩性 D．W單質(zhì)只有4種同素異形體2．W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是A．原子半徑：X>W BC．Y與X可形成離子化合物 D．Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸3．下表為元素周期表短周期的一部分。下列有關(guān)A、B、C、D、E五種元素的敘述中，錯(cuò)誤的是A．A與B形成的陰離子可能有：AB32-、A2BB．E的氫化物的沸點(diǎn)比C的氫化物的沸點(diǎn)高C．B與C形成的化合物中B呈正價(jià)D．D2E2分子中，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)4．短周期元素X、Y，若原子半徑X>Y，則下列選項(xiàng)中一定正確的是A．若X、Y均在IVA族，則單質(zhì)熔點(diǎn)X>YB．若X、Y均在VIA族，則氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性X>YC．若X、Y均屬于第二周期非金屬元素，則簡單離子半徑X>YD．若X、Y均屬于第三周期金屬元素，則元素的最高正價(jià)X>Y5．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如下表所示，下列說法正確的是元素代號(hào)XYZMR原子半徑(×101.601.860.770.751.02主要化合價(jià)+2+1+4，4+5，3+6，2A．最簡單氫化物的穩(wěn)定性：Z>RB．氫化物的沸點(diǎn)高低順序?yàn)椋篗>ZC．煤的干餾產(chǎn)品中含M的簡單氫化物D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篨>Y6．短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序數(shù)依次增大。R元素的原子半徑是短周期主族元素中最大；甲是由X、Y、Z、Q四種元素組成的酸式鹽，甲中陽離子是一種5核10電子微粒：乙為上述五種元素中某種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，甲與足量乙的溶液在一定條件下反應(yīng)生成丙、丁、戊三種物質(zhì)，室溫下只有丁是氣體。下列說法錯(cuò)誤的是A．簡單離子半徑：Z>Q>RB．R與Q可形成核電荷數(shù)為62的化合物C．丙和戊的混合物可能呈酸性D．Z與R形成的化合物中，有一種可以與水反應(yīng)生成兩種堿7．短周期主族元素X、Y、Z原子半徑依次增大，原子序數(shù)之和為16。X、Y、Z三種元素的常見單質(zhì)在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖所示的變化，其中C為Y、Z組成的雙原子分子，A和B均為10電子分子。下列說法不正確的是A．Y元素位于第ⅥA族B．B是非電解質(zhì)C．B和C不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．Z的最高正化合價(jià)數(shù)高于Y的最高正化合價(jià)數(shù)8．甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。戊的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸。下列說法不正確的是A．原子半徑：丁>戊>乙B．非金屬性：乙>丁>丙C．丙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)D．甲的氫化物遇酚酞溶液一定會(huì)變紅9．如圖表示元素周期表前四周期的一部分，關(guān)于元素X、Y、Z、W的敘述正確的是①X、Y的最高價(jià)氧化物的水化物酸性為Y>X；②Y、Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y>Z；③W的單質(zhì)常溫下呈液態(tài)，一定條件下可與鐵粉反應(yīng)；④W的原子序數(shù)比Z大9。A．只有③ B．①② C．①②③ D．③④10．類比法是一種學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，下列類比法結(jié)論錯(cuò)誤的是A．NF3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，則PCl3的空間結(jié)構(gòu)也為三角錐形B．乙炔的分子結(jié)構(gòu)為直線形，則HCN的分子結(jié)構(gòu)也為直線形C．CCl3COOH酸性強(qiáng)于CH3COOH，則可推出CF3COOH酸性強(qiáng)于CH3COOHD．NaCl固體與濃硫酸共熱可制HCl，則NaI固體與濃硫酸共熱可制HI11．A、B、C、D、E、F為短周期的主族元素，它們的原子序數(shù)按A、B、C、D、E、F的順序增大。A是原子半徑最小的原子；B的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，D與F最外層電子數(shù)相等，E與D可形成E2D、(1)C元素在元素周期表中的位置為：___________(2)C、D、E、F原子半徑由小到大的順序?yàn)開__________(用元素符號(hào)表示)(3)A與D形成的含有非極性鍵的化合物的結(jié)構(gòu)式為___________；E2D的電子式為：___________，EDA中含有的化學(xué)鍵類型為：(4)B單質(zhì)與F的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。12．短周期元素A、B、C、D、E在周期表中的位置如圖所示，其中B的一種同位素考古時(shí)用來測定文物的年代。請(qǐng)回答下列問題：(1)B元素在周期表中的位置為___________。(2)C的氫化物與單質(zhì)D的反應(yīng)是工業(yè)上制硝酸的第一步反應(yīng)，其化學(xué)方程式為___________。(3)A的最高價(jià)氧化物與E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式為___________。(4)管道工人用高濃度的C的氫化物水溶液通過白煙現(xiàn)象檢驗(yàn)管道是否有E的單質(zhì)泄漏，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，其中白煙的成分含有的化學(xué)鍵種類為___________。(5)27gA單質(zhì)與足量稀硫酸反應(yīng)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________L。13．下表列出了十種元素在周期表中的位置AFGIBDEHJKC用元素符號(hào)或化學(xué)式回答下列問題：(1)寫出D的元素符號(hào)___________。(2)在這些元素所形成的氣態(tài)氫化物中，穩(wěn)定性最強(qiáng)的是___________；在這些元素所形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，堿性最強(qiáng)的是___________。(3)寫出J元素在周期表中的位置___________。(4)H、J的單質(zhì)，氧化性較強(qiáng)的單質(zhì)是___________；寫出化學(xué)方程式驗(yàn)證該結(jié)論：___________。14．元素周期表是化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一?！皟r(jià)類”二維圖有助于認(rèn)識(shí)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，更有利于提升對(duì)元素周期表的認(rèn)識(shí)。(1)元素周期表共有_______個(gè)周期。其中氮元素在周期表中的位置是_______。(2)在放電或高溫下，空氣中的N2會(huì)轉(zhuǎn)化為HNO3，過程如下圖。N2→①O2NO→②O其中屬于固氮的轉(zhuǎn)化是_______。(選填上圖中編號(hào))寫出③的化學(xué)方程式_______。(3)檢驗(yàn)硝酸銨固體中銨根離子的方法為_______。(4)對(duì)“N”“P”元素及其化合物相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行比較，