高中化学必修4.2《元素周期律》教学课件

第四章

物质结构元素周期律第二节元素周期律4.2.1元素性质的周期性变化规律

“原子结构示意图”+15第1层第2层第3层K层L层M层原子核原子核带正电285P:复习(1)各电子层最多容纳_______个电子；(2)最外层电子数不超过____个(K层为最外层时不超过

_____个)；(3)次外层电子数不超过_____个；倒数第三层不超过

_____个。2n28218核外电子排布规律32(4)遵循“能量最低原理”，按能量由低到高排布。元素周期表的结构口诀横行叫周期，现有一至七，四长三个短。纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。知识回顾LiNaKRbCs金属性增强非金属性减弱同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱同主族从上到下电子层数原子半径LiNaKRbCs最外层电子离核失电子能力增强得电子能力减弱越来越远氧化剂还原剂金属性非金属性同主族元素性质的规律门捷列夫是根据什么在预言未知元素的性质？只根据同主族的递变来推断某些元素的性质还是有失偏颇的，这节课我们再来研究一下同周期元素的性质。一、元素性质的周期性变化规律思考与交流：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价的变化规律是什么？(一）元素原子核外电子排布的周期性变化1H12He23Li214Be225B236C247N258O269F2710Ne2811Na28112Mg282

13Al28314Si28415P28516S28617Cl28718Ar28819K288120Ca2882从左至右，电子层数

，最外层电子数依次_______

同周期：同主族：从上至下，最外层电子数

，电子层数依次_____相同增加相同增加原子半径的变化规律：原子半径逐渐减小原子半径逐渐减小同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小（不包括稀有气体）核电荷数增多，吸引力增大(二）原子半径的周期性变化原子半径逐渐增大原子半径逐渐减小H是半径最小的原子短周期主族元素中，原子半径最大的是哪种元素？Na元素化合价的变化规律：正价：+1→+5，负价：-4→-1正价：+1→+7，负价：-4→-1同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高（+1→+7，O和F无最高正价）；元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价(三）元素化合价的周期性变化元素的原子结构和最外层电子数、化合价及原子半径的变化规律原子序数电子层数最外层电子数原子半径的变化最高或最低化合价的变化1~2112——+103~10+1+5-4-1011~18结论231818+1+7-4-10随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布、原子半径和化合价都呈现周期性变化大→小大→小小结随着原子序数的递增原子的核外电子排布原子半径化合价呈现周期性的变化元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性变化呢？

元素的金属性和非金属性的强弱判断依据是什么？①金属与水或酸反应置换出氢气越容易，金属性越强；②最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)的碱性越强，金属性越强；③金属单质间的置换反应。元素金属性强弱判断依据:①非金属与H2化合越容易，非金属性越强；②气态氢化物越稳定,非金属性越强；③最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）酸性越强，非金属性越强；④非金属单质间的置换反应元素非金属性强弱判断依据:酸性HClO4＞HBrO4＞HIO4注：非金属性越强，其氢化物水溶液的酸性就越弱，所以酸性HF＜HCl＜HBr＜HI思考交流：根据第三周期元素原子核外电子排布规律，推测该周期元素金属性和非金属性具有怎样的变化规律？NaMgAlSiPSCl电子层数相同，核电荷数增大，半径减小失电子能力减弱，得电子能力增强金属性减弱，非金属性增强最外层电子离原子核越近实验探究：第三周期元素性质的递变NaMgAlSiPSCl电子层数相同，核电荷数增大，半径减小失电子能力减弱，得电子能力增强金属性减弱，非金属性增强如何证明Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱呢？单质与水（或酸）反应的难易最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱演示实验：取一块镁条，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，观察现象；加热溶液，再观察现象。演示实验：取一块镁条，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，观察现象；加热溶液，再观察现象。常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有一些红色；加热后反应剧烈，镁条表面有大量气泡，溶液变为红色。Mg+2H2O≜Mg(OH)2+H2↑与金属钠相比较，该反应明显困难，说明钠的金属性强于镁演示实验：向氯化铝溶液中加入氨水，观察现象。演示实验：向氯化铝溶液中加入氨水，观察现象。Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+白色絮状沉淀演示实验：向氢氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察现象。演示实验：向氢氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察现象。Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O

两性氢氧化物：与酸、碱都反应，生成盐和水的氢氧化物AlCl3溶液氨水HCl溶液NaOH溶液Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O

白色絮状沉淀两性氢氧化物：与酸、碱都反应，生成盐和水的氢氧化物演示实验：氢氧化镁与氢氧化铝碱性的比较实验现象：氢氧化镁白色沉淀加盐酸溶解，加氢氧化钠溶液不溶解。科学事实：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，说明钠镁铝的金属性逐渐减弱。练习：下列说法能证明钾元素比镁元素金属性强的是()A.金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水几乎没有现象。B.KOH的碱性比Mg(OH)2强C.金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出金属镁D.在化学反应中，钾失去1个电子，镁失去2个电子AB实验探究：第三周期元素性质的递变NaMgAlSiPSCl电子层数相同，核电荷数增大，半径减小失电子能力减弱，得电子能力增强金属性减弱，非金属性增强如何证明Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强呢？单质与氢气反应生成气态氢化物的难易最高价氧化物的水化物的酸性强弱气态氢化物的稳定性请同学们看下面表格内容进行判断SiPSCl单质与H2化合的难易气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸性

高氯酸H2SiO3

弱酸H3PO4中强酸H2SO4

强酸HClO4高温点燃或光照磷蒸气加热非金属性:Si<P<S<Cl很不稳定SiH4不稳定PH3

较稳定H2S

稳定HCl

比较第三周期非金属与氢气反应条件及含氧酸的酸性强弱超强酸结论：练习：下列说法能够证明氯元素的非金属性比硫元素强的是（）A.氯气与氢气化合的条件比硫与氢气化合的条件更容易B.HCl的酸性比H2S强C.HCl的稳定性比H2S强D.HClO3的酸性比H2SO3强AC单质与氢气反应的难易气态氢化物的稳定性最高价氧化物的水化物的酸性

通过以上对第三周期元素性质的比较，可以得出:NaMgAlSiPSCl

金属性逐渐

，非金属性逐渐

。

对其他周期元素性质进行研究，也可以得到类似的结论。同周期元素，从左到右,金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。结论减弱增强随着原子序数的递增原子核外电子排布原子半径化合价呈现周期性变化

元素性质的周期性变化是______________呈周期性变化的必然结果。金属性和非金属性核外电子排布元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化，这一规律叫做元素周期律。2.实质（根本原因）：1.内容：结构决定性质元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化，这一规律叫做元素周期律。元素周期表中元素性质递变规律内容

同周期元素（从左到右）同主族元素（从上到下）电子层数最外层电子数原子半径元素主要化合价金属性、非金属性得失电子能力单质氧化性与还原性最高价氧化物对应水化物的酸碱性气态氢化物的生成与稳定性相同增多从1-2或1-8相同从大到小从小到大+1～+7或-4～

-1相同金减弱,金增强,非金增强

非金减弱失减弱，得增强失增强，得减弱还减弱，氧增强还增强，氧减弱碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱生成由难渐易，稳定性逐渐增强生成由易渐难，稳定性逐渐减弱元素的位、构、性之间的关系二、元素周期表和元素周期律的应用一）元素性质与元素在周期表中位置的关系1.

元素的原子半径与元素在周期表中位置的关系1）.同周期：从左到右，原子半径逐渐减小2）.同主族：从上到下，原子半径逐渐增大

粒子半径大小的比较方法——“三看”一看电子层数

二看核电荷数三看核外电子数不同层：层多径大⑵电子层数相同时，再看核电荷数，核电荷数越多,则粒子半径越小。⑶电子层数和核电荷数都相同时，再看核外电子数，核外电子数越多，则粒子半径越大。⑴先看电子层数，一般电子层数越多，则粒子半径越大。同层：荷多径小

同层同荷：电多径大如:

Li﹤Na﹤K﹤Rb﹤Cs，Li+﹤Na+﹤K+﹤Rb+﹤Cs+

如:

Na

>

Mg>

Al，

O2->F->Na+>Mg2+>Al3+如：氯离子的半径大于氯原子，Fe>Fe2+>Fe3+，1、比较第三周期元素离子半径Na+、Mg2+、Al3+、P3-、S2-、Cl-P3-

>

S2-

>

Cl-

>

Na+

>

Mg2+

>

Al3+

试一试2.元素的化合价与元素在周期表中位置的关系主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA元素符号NaMgAlSiPSCl最外层电子数1234567最高正化合价＋1＋2＋3___＋5＋6___最低负化合价－4－3－2－1＋4＋7(2)非金属元素:(1)主族元素:最高正价=主族序数=最外层电子数(O、F除外)｜最高正价｜+｜最低负价｜=8或最低负价=最高正价－83.元素金属性、非金属性与元素在周期表中位置的关系1）同周期：从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性

逐渐增强；2）同主族：从上到下，金属性逐渐增强，非金属性

逐渐减弱。

1BAl

SiGeAs

Sb

Te

2

3

4

5

6

7ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0

PoAt非金属区

金属区稀有气体元素金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强

金属性逐渐增强CsF分界线附近元素一般既能表现金属性又能表现非金属性Be元素金属性和非金属性的递变3.元素金属性、非金属性与元素在周期表中位置的关系1）同周期：从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；2）同主族：从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。ABCD①原子半径：②金属性：③非金属性：④A、D性质相似（对角线规则）⑤

同主族元素性质相似同周期相邻元素性质相差不大C>A>B

C>A>B

B>A>C“规律三角”原子序数=核电荷数周期数=电子层数主族序数=最外层电子数

相似性递变性(从上至下,金属性增强,非金属性减弱)同周期同主族递变性(从左到右,金属性减弱,非金属性增强)电子层数最外层电子数金属性、非金属性强弱(主族)最外层电子数

=最高正价最外层电子数－8=最低负价原子结构表中位置元素性质小结预测新元素、为发现新元素，并预测其原子结构和性质提供线索。(2)在元素周期表的右上角，寻找制取农药的元素。(3)

在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料(1)在金属与非金属的分界处，可以找到半导体材料二）、元素周期律(表)的意义1、是学习化学的重要工具。2、对于其他与化学相关的科学技术的指导作用。启发人们在元素周期表一定区域内寻找元素，发现物质的新用途。

已知短周期元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同的电子层结构，下列关系正确的是()。A．质子数c＞b

B．原子半径X＜WC．氢化物的稳定性H2Y＞HZ

D．离子的还原性Y2－＞Z－元素位置及性质的判断练习1DcYdZbXaW练习：1、下列变化的比较,不正确的是:（）A.

酸性强弱:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3

B.

原子半径大小:Na>S>OC.

碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH

D.

还原性强弱:F->Cl->I-D

2、硒是人体肝脏和肾脏的组成元素之一，现在含有元素硒(Se)的保健品已经进入市场,已知它与氧元素同族,与K同周期,关于硒的说法中不正确的是:（）A.

原子序数为34

B.最高价氧化物的水化物的分子式为:H2SeO4C.