2024-2025学年新教材高中化学第四章物质结构元素周期律第二节第1课时元素性质的周期性变化规律学案新人教版必修1

PAGE9-第1课时元素性质的周期性改变规律课程目标素养目标1.结合有关数据和试验事实相识原子结构、元素性质呈周期性改变的规律。2．建构元素周期律，理解元素周期律的内容和实质。1.微观探析：能从元素和原子、分子水平相识物质的组成、结构、性质和改变，形成“结构确定性质”的观念。2．宏观辨识：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。3．社会责任：深刻相识化学对创建更多物质财宝和精神财宝、满意人民日益增长的美妙生活须要的重大贡献。授课提示：对应学生用书第73页一、原子结构和主要化合价的周期性改变1．原子核外电子排布的周期性改变以原子序数为1～18的元素为例，探讨原子最外层电子数的改变，图示如下：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个至8个的周期性改变(第一周期除外)。2．元素原子半径的周期性改变规律：同周期元素随着原子序数的递增，元素原子半径呈现由大到小的周期性改变。3．元素化合价的改变规律以原子序数为1～18的元素为例探讨化合价的改变，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性改变[每周期：最高正价：＋1→＋7(O、F除外)，负价：－4→－1]。[牛刀小试]1．辨析下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)：(1)其次周期元素中原子半径最小的原子是氟。()(2)其次周期元素中C、N、O、F的最高化合价依次上升。()(3)短周期元素中原子半径最小的是氢，最大的是钠。()(4)第三周期元素的原子半径肯定大于其次周期元素的原子半径。()(5)原子序数越大的元素原子半径越小。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×2．从原子序数11依次增加到17，下列所述递变关系错误的是()A．原子电子层数不变B．原子半径渐渐增大C．最高正价数值渐渐增大D．从硅到氯，负价从－4→－1答案：B二、元素金属性和非金属性的周期性改变1．Na、Mg、Al金属性强弱的比较2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较3．同周期元素性质的递变规律随着原子序数的递增eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(金属性渐渐减弱,非金属性渐渐增加))[牛刀小试]3．下列递变状况不正确的是()A．Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多，其简洁离子的氧化性依次增加B．P、S、Cl最高正化合价依次上升，对应的气态氢化物的稳定性依次增加C．C、N、O原子半径依次增大D．Na、K、Rb氧化物对应的水化物碱性依次增加解析：随着核电荷数的增加，C、N、O原子半径依次减小，而不是依次增大。答案：C4．金属元素(前18号)甲～戊在元素周期表中的相对位置如图所示，下列推断中正确的是()A.原子半径：丙<丁<戊B．金属性：甲>丙C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊D．最外层电子数：甲>乙解析：同周期元素原子半径从左至右是依次减小的，故A错；同主族元素金属性自上而下是增加的，故B错；同周期元素的金属性从左至右越来越弱，故对应碱的碱性也是减弱的，C正确；同周期元素原子的最外层电子数从左至右渐渐增多，故D错。答案：C三、元素周期律1．内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的改变。2．实质：元素性质的周期性改变是原子结构呈周期性改变的必定结果。[牛刀小试]5．辨析下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性改变。()(2)同一主族元素的最高正化合价都相等。()(3)同一周期从左到右元素的正化合价依次上升，负化合价依次降低。()(4)除稀有气体外同一周期元素从左到右金属性渐渐减弱，非金属性渐渐增加。()(5)氯元素的最高正化合价与其最低负化合价的代数和等于0。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×6．对于其次周期元素从左到右(稀有气体元素除外)，下列说法中不正确的是()A．原子半径渐渐减小B．最外层电子数渐渐增多C．最高正化合价渐渐上升D．元素的非金属性渐渐增加解析：O、F没有＋6、＋7价。答案：C授课提示：对应学生用书第74页要点一粒子半径大小比较[典例]下列粒子半径大小比较正确的是()A．Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋C．Na<Mg<Al<SD．Cs<Rb<K<Na[解析]A项，4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，“序小径大”，即Al3＋<Mg2＋<Na＋<O2－，故A错。C项，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，故C错。Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径：r(Cs)>r(Rb)>r(K)>r(Na)，D错误；S2－和Cl－核外电子数相同，但核电荷数：Cl>S，故离子半径r(S2－)>r(Cl－)；Na＋和Al3＋核外电子数相同，且核电荷数Al>Na，则离子半径r(Na＋)>r(Al3＋)，B项正确。[答案]B粒子半径(用r表示)“四同”比较1．同周期(1)原子半径：“左大右小”(碱金属原子半径最大，卤素原子半径最小)。(2)离子半径(以第三周期为例)①电性相同：“左大右小”eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(rNa＋＞rMg2＋＞rAl3＋,rP3－＞rS2－＞rCl－。))②电性不同：“阴大阳小”r(Cl－)＞r(Na＋)。2．同主族原子(或离子)半径均为“下大上小”。3．同元素电子数越多，半径越大，记为“e－多r大”，如r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。4．同结构电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，记为“Z大r小”。如10电子离子(与Ne电子层结构相同)半径由大到小为：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。[题组训练]1．有a、b、c、d四种元素，a、b为同周期元素，c、d为同主族元素。已知a的阳离子和d的阴离子具有相同的电子层结构。b的阴离子和c的阴离子电子层结构相同。且c离子的电荷数大于b离子的。则下列说法正确的是()①原子序数d<b<c<a②原子序数d<a<c<b③原子序数d<a<b<c④离子半径b>c>d>a⑤离子半径b>c>a>d⑥离子半径c>b>d>aA．③④ B．②⑥C．①⑤ D．②④解析：a、b、c、d在元素周期中的位置为dacb所以原子序数d<a<c<b，离子半径c>b>d>a。答案：B2．A、B、C为三种短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，离子半径A2－大于C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构。下列推断正确的是()A．原子序数由大到小的依次是C＞A＞BB．原子半径由大到小的依次是r(B)＞r(A)＞r(C)C．离子半径由大到小的依次是r(C－)＞r(B2＋)＞r(A2－)D．原子最外层电子数由多到少的依次是B＞A＞C解析：三种元素在周期表中的位置为，可知，A、B、C分别为S、Mg、F。A项原子序数应为A＞B＞C；C项离子半径应为r(A2－)＞r(C－)＞r(B2＋)；D项最外层电子数应为C＞A＞B。答案：B要点二元素周期表中元素性质递变性改变规律[问题探究]1．请从原子结构改变的角度说明，同周期元素(除稀有气体外)随着原子序数的递增，金属性依次减弱、非金属性依次增加的缘由。提示：因同周期元素(除稀有气体外)原子的电子层数相同，但原子序数依次增大，对最外层电子的吸引实力依次增加，失电子实力依次减弱，得电子实力依次增加，故金属性依次减弱，非金属性依次增加。2．试依据同周期元素非金属性的改变规律，比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。提示：元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期元素，随着原子序数的递增，非金属性渐渐增加，故非金属性：Si<P<S<Cl，所以它们的氢化物的稳定性依次为SiH4<PH3<H2S<HCl。3．试依据非金属性的强弱，比较H3PO4和HNO3的酸性强弱。提示：P和N均为第ⅤA族元素，随着原子序数的递增，非金属性渐渐减弱，故N的非金属性强于P的非金属性，依据“最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强”反推可知HNO3的酸性强于H3PO4。[题组训练]3．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的酸性相对强弱的依次是HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列推断不正确的是()A．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3B．非金属性：X>Y>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，故非金属性：X>Y>Z，原子半径：X<Y<Z，气态氢化物的稳定性依次为：HX>H2Y>ZH3。答案：C4．下列有关物质性质的比较不正确的是()A．氧化性：Br2>Cl2B．酸性：HClO4>H3PO4C．热稳定性：HCl>HBrD．碱性：NaOH>Mg(OH)2解析：Cl和Br位于第ⅦA族且Cl在Br的上方，因此Cl的非金属性大于Br，因此单质的氧化性Cl2>Br2，气态氢化物的热稳定性HCl>HBr，故A项错误。答案：A元素的原子结构与元素性质的周期性改变规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构电子层数相同依次增加最外层电子数依次增加相同原子半径渐渐减小渐渐增大主要化合价一般从＋1→＋7，从－4→－1相像(最高正价相同)元素的性质得电子实力渐渐增加渐渐减弱失电子实力渐渐减弱渐渐增加金属性渐渐减弱渐渐增加非金属性渐渐增加渐渐减弱离子阳离子氧化性增加减弱阴离子还原性减弱增加氢化物稳定性增加减弱还原性减弱增加最高价氧化物的水化物酸性增加减弱碱性减弱增加授课提示：对应学生用书第76页1．下列关于元素周期律的叙述不正确的是()A．除第一周期外，随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性改变C．随着元素原子序数的递增，元素的最高正价从＋1到＋7，负价从－7到－1重复出现D．元素性质的周期性改变是元素原子核外电子排布周期性改变的必定结果解析：F元素无＋7价，而且负价是－4→－1价的重复出现，C错。答案：C2．下列排列依次不正确的是()A．原子半径：钠>硫>氯B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4C．最高正化合价：氯>硫>磷D．热稳定性：碘化氢>溴化氢>氯化氢解析：钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径渐渐减小，最外层电子数渐渐增多，最高正化合价渐渐增大，最高价氧化物对应的水化物的酸性渐渐增加，碱性渐渐减弱。因为非金属性Cl>Br>I，所以气态氢化物的稳定性HCl>HBr>HI。答案：D3．已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/10－100.751.020.741.17依据以上数据，磷原子的半径可能是()A．1.10×10－10m B．0.80×10－C．1.20×10－10m D．0.70×10－解析：N、S、O、Si、P在元素周期表中的位置为，依据元素周期律可得，r(Si)>r(P)>r(S)，故磷原子的半径可能是1.10×10－10m。答案：A4．(2024·泉州高一检测)下列事实不能说明氯的非金属性强于硫的是()A．酸性：HClO3>H2SO3B．稳定性：HCl>H2SC．3Cl2＋2Feeq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3和S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeSD．Cl2＋H2S=S↓＋2HCl解析：HClO3和H2SO3不是最高价氧化物的水化物，故A不能说明氯的非金属性强于硫；氢化物越稳定，元素非金属性越强，故B能说明氯的非金属性强于硫；Cl2可将Fe氧化为＋3价，而S只能将Fe氧化为＋2价，故C能说明氯的非金属性强于硫；Cl2置换S，故D能说明氯的非金属性强于硫。答案：A5．下图中的曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)：把与元素有关性质相符的曲线的标号填入相应位置：(1)第ⅡA族元素原子的最外