元素周期律 【知识建构+拓展延伸】高一化学 （人教版2019必修第一册）

第二节元素周期律第1课时第四章物质结构元素周期律21本节重点本节难点1～18号元素性质的周期性变化规律同周期元素金属性和非金属性的递变规律通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究，我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？01020304050607原子结构核电荷数电子层数最外层电子数从上到下电子层数增多原子半径增大原子核对最外层电子的引力减弱失电子能力增强得电子能力减弱金属性增强非金属性减弱相同知识回顾：原子结构解释同主族元素性质的递变规律请同学们观察表4-5，思考并讨论：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化？12345678原子最外层电子排布变化规律1～18号元素性质的周期性变化规律周期序号原子序数电子层数最外层电子数结论第一周期1→211→2同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)第二周期3→10第三周期11→18规律：随着原子序数的递增，元素原子的____________________________1→81→8核外电子排布呈现周期性变化23123456789101112131415161718最外层电子数原子序数周期序号原子序数原子半径(nm)结论第一周期1→2……同周期由左向右元素的_________________(不包括稀有气体)第二周期3→90.152→0.071_______第三周期11→170.186→0.099_______规律：随着原子序数的递增，元素的原子____________________大→小大→小原子半径逐渐减小半径呈现周期性变化原子半径的变化规律(稀有气体除外)1～18号元素性质的周期性变化规律0.040.060.080.10.120.140.160.18123456789101112131415161718原子半径\nm原子序数问题1：为什么同周期元素的原子半径会随着原子序数的递增而逐渐减小呢？原子结构核电荷数电子层数最外层电子数核电荷数增多原子半径减小相同问题2：电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。请同学们思考下列问题并回答：+1+223456789101112131415161718元素化合价原子序数-4-1+5+6+7+3+4周期序号原子序数主要化合价结论第一周期1→2＋1→0①同周期由左向右元素的_________________(＋1→＋7，O和F无最高正价)；②元素的最低负价由____________价逐渐升高至_____________价；最高正价＋|最低负价|＝8第二周期3→9最高价________(不含O、F)最低价________规律：随着原子序数的递增，元素的_________________________＋1→＋5－4→－1最高正价逐渐升高ⅣA族的－4ⅦA族的－1主要化合价呈现周期性变化元素的主要化合价1～18号元素性质的周期性变化规律1(1)最高正价＝主族的序号＝最外层电子数(O、F除外)(2)最低负价＝最高正价－8(H、O、F除外)(3)H最高价为＋1，最低价为－1；O最低价为－2；F无正化合价，最低价为－1氢化物及其最高价含氧酸的关系

ⅣAⅤAⅥAⅦA氢化物RH4RH3H2RHR最高价氧化物对应的水化物H2RO3或H4RO4H3RO4或HRO3H2RO4HRO4总结1～18号元素性质的周期性变化规律主族元素主要化合价的确定方法通过上面的讨论我们知道，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。那么，元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢？问题讨论：根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，你能推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律吗?实验探究——第三周期元素性质的递变同周期元素金属性和非金属性的递变规律第三周期元素电子层数_____，由左向右元素的原子最外层电子数_________，原子半径依次_____，失电子的能力依次_____，得电子的能力依次_____，相同逐渐增加减小减弱增强减弱增强预测它们的金属性依次_____，非金属性依次_____。实验探究——第三周期元素性质的递变同周期元素金属性和非金属性的递变规律实验比较：实验一：取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何?生成了什么物质?实验二：向试管中加入2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，向另一支试管中滴加2mol/LNaOH溶液。边滴加边振荡，观察现象。用2mL1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。同周期元素金属性和非金属性的递变规律钠、镁、铝元素金属性的递变规律原理：钠、镁元素金属性强弱的实验探究金属与水反应置换出H2的难易。现象：加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为_____色。结论：粉红冷水>镁与_______几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为_________________________________________________。结合前面所学钠与水的反应，可得出金属性：Na___Mg。同周期元素金属性和非金属性的递变规律钠、镁、铝元素金属性的递变规律镁、铝元素金属性强弱的实验探究原理：最高价氧化物对应水化物的碱性强弱现象：结论：沉淀溶解情况沉淀________沉淀________沉淀_____沉淀_______相关反应的化学方程式____________________________________________________________________________________________

逐渐溶解逐渐溶解溶解不溶解Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH===NaAlO22H2OMg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O>金属性：Mg___Al同周期元素金属性和非金属性的递变规律钠、镁、铝元素金属性的递变规律钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性Al(OH)3在酸或强碱溶液中都能溶解，表明它既能与酸发生反应，又能与强碱溶液发生反应。反应的离子方程式分别如下:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O钠、镁、铝是金属元素，都能形成氢氧化物。NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，而Al(OH)3是两性氢氧化物。这说明铝虽是金属，但已表现出一定的非金属性。结论：元素金属性：Na>Mg

>Al你能依据第三周期元素金属性的研究方法继续研究第三周期元素非金属性的递变规律吗？判断元素非金属性强弱的依据同周期元素金属性和非金属性的递变规律非金属元素的最高价氧化物对应的水化物——最高价含氧酸的酸性强弱。判断依据一非金属单质与氢气反应生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性。判断依据二同周期元素金属性和非金属性的递变规律信息获取：非金属元素SiPSCl最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱H2SiO3

(硅酸)弱酸H3PO4

(磷酸)

中强酸H2SO4

(硫酸)

强酸HClO4

(高氯酸)

强酸(酸性比H2SO4强)硅、磷、硫、氯是非金属元素，其最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱如下表。判断元素非金属性强弱的依据H2SiO3＜H3PO4

＜H2SO4

＜HClO4硅、磷、硫、氯的最高价氧化物对应水化物的酸性非金属性：Si＜P＜S＜Cl元素单质与氢气化合的难易氢化物稳定性P磷蒸气与氢气能反应生成气态氢化物——磷化氢(PH3)S硫在加热时能与氢气反应生成气态氢化物——硫化氢(H2S)硫化氢在较高温度时可以分解Cl氯气与氢气能在光照或点燃的条件下反应生成稳定的气态氢化物——氯化氢氯化氢是稳定的气态氢化物同周期元素金属性和非金属性的递变规律信息获取：判断元素非金属性强弱的依据磷

＜硫

＜氯气硅、磷、硫、氯与氢气化合的难易及氢化物稳定性稳定性:

H2S＜HCl非金属性：Si＜P＜S＜Cl金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强同周期元素金属性和非金属性的递变规律结论NaMgAlSiPSCl减弱增强同一周期从左到右，元素金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____。同周期元素性质递变规律从原子结构角度解释同周期元素从左至右金属性减弱，非金属性增强的原因。同一周期电子层数相同，从左至右随核电荷数增加，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。同周期元素金属性和非金属性的递变规律元素周期律内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。实质：元素性质的周期性变化是原子的______________的周期性变化的必然结果。核外电子排布总结：原子半径逐渐减小同一周期元素电子层数相同从左到右核电荷数增多失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐增强金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强【例1】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，下同)。2.金属性最强的元素是_____。3.最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填化学式，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_______。ClNaHClO4SiH4NaOHAl2O3目前已知最重的元素——118号元素118号元素被命名为oganesson，元素符号为Og，其半衰期只有12毫秒。该元素是由俄罗斯科学家与美国科学家合作发现，名字是为了纪念核物理学家尤里·奥加涅相教授(ProfessorYuriOganessian)在发现新元素方面所作出的贡献。1.除第一周期外，下列关于同周期主族元素的变化规律的叙述中不正确的是()A.从左到右，原子半径逐渐减小B.从左到右，单质的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强C.从左到右，元素最高价氧化物对应水化物碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强D.从左到右，元素最高正化合价从＋1递变到＋7(氧、氟除外)，最低负化合价从－4递变到－1B2.下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中纵坐标表示()A.电子层数 B.最外层电子数

C.最高化合价 D.原子半径B3.同周期的X、Y、Z三种元素，已知它们的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，则下列判断正确的是()A.最高价含氧酸的酸性：H3ZO4>H2YO4>HXO4B.非金属性：X>Y>ZC.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序逐渐增强D.元素的最低负化合价的绝对值按X、Y、Z顺序逐渐减小B4.某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为()A.4 B.5 C.6 D.7C5.元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是七种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)。元素代号ABCDEFG原子半径/nm0.0370.1600.1430.1020.0990.0740.075主要化合价＋1＋2＋3＋6、－2＋7、－1－2＋5、－3