元素周期律（陳靜華）

元素周期律佛山市南海區(qū)第一中學(xué)人教版必修2第一章第二節(jié)一、化學(xué)趣聞1875年，法國化學(xué)家德布瓦紹德朗發(fā)現(xiàn)了一種新元素——鎵，并公布了他所測得的相關(guān)性質(zhì)。不久，他就收到門捷列夫的來信，信中指出：鎵的密度不應(yīng)該是4.7g/cm3，而應(yīng)該在5.9~6.0g/cm3之間。德布瓦紹德朗覺得很不可思議，畢竟當(dāng)時(shí)只有他才有金屬鎵。本著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木瘢匦绿峒兞随?，測得鎵的真實(shí)密度竟然是5.94g/cm3。

更令人驚訝的是，鎵的很多性質(zhì)早在4年前就已被門捷列夫準(zhǔn)確預(yù)測，就是所謂的“類鋁”！1871年門捷列夫預(yù)言1875年發(fā)現(xiàn)后測定類鋁鎵原子量6969.72密度(g/cm3)5.9—6.05.94熔點(diǎn)低30.1化學(xué)性質(zhì)不受空氣的侵蝕灼熱時(shí)略起氧化灼熱時(shí)能分解水蒸汽灼熱時(shí)能分解水蒸汽能生成類似明礬的礬類能生成鎵礬可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在用分光鏡發(fā)現(xiàn)的一、化學(xué)趣聞門捷列夫元素周期表手稿提出：元素性質(zhì)會(huì)存在周期性的變化規(guī)律即：元素周期律二、溫故知新同主族元素從上到下的變化規(guī)律：①由于

，原子半徑逐漸

。②原子失電子能力逐漸

，得電子能力逐漸

。③元素的金屬性逐漸

，非金屬性逐漸

。重要思想：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)！電子層數(shù)增多增大增強(qiáng)減弱增強(qiáng)減弱二、溫故知新同周期從左到右的變化規(guī)律？三、數(shù)圖分析課前預(yù)習(xí)任務(wù)：根據(jù)課本P13—P15的相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制1~18號(hào)元素的：1.最外層電子數(shù)—原子序數(shù)折線圖2.原子半徑—原子序數(shù)折線圖3.元素主要化合價(jià)—原子序數(shù)直方圖三、數(shù)圖分析【問題1】根據(jù)“最外層電子數(shù)—原子序數(shù)折線圖”能夠發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？【答案1】隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)周期性的變化。三、數(shù)圖分析【問題2】根據(jù)“原子半徑—原子序數(shù)折線圖”能夠發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？【答案2】隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑呈現(xiàn)周期性的變化。三、數(shù)圖分析【問題3】“原子半徑的周期性變化”與“核外電子排布的周期性變化”之間存在什么關(guān)聯(lián)呢？【答案3】具有相同電子層數(shù)的原子，隨著原子序數(shù)的遞增，原子核對電子層的引力逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致電子層收縮，半徑減小。三、數(shù)圖分析【問題4】根據(jù)“元素主要化合價(jià)—原子序數(shù)直方圖”能夠發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？三、數(shù)圖分析【問題4】根據(jù)“元素主要化合價(jià)—原子序數(shù)直方圖”能夠發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？【答案4】1.隨著原子序數(shù)的遞增，元素主要化合價(jià)呈現(xiàn)周期性的變化。2.主族元素最高正價(jià)=主族序數(shù)=最外層電子數(shù)（O、F除外，無最高正價(jià)）3.非金屬元素：最高正價(jià)+|最低負(fù)價(jià)|=8

（O、F、H除外）三、數(shù)圖分析同周期元素從左到右的變化規(guī)律：原子結(jié)構(gòu)：最外層電子數(shù)

；原子半徑

；

↓原子失電子能力

，得電子能力

；

↓化學(xué)性質(zhì)：金屬性

，非金屬性

。逐漸增多逐漸減小逐漸減弱逐漸增強(qiáng)逐漸減弱逐漸增強(qiáng)四、實(shí)驗(yàn)演繹【問題1】元素金屬性的相對強(qiáng)弱可以用什么宏觀實(shí)驗(yàn)作為判斷依據(jù)？【問題2】以第三周期Na、Mg、Al為例，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，并收集相關(guān)證據(jù)。四、實(shí)驗(yàn)演繹理論依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論四、實(shí)驗(yàn)演繹【依據(jù)1】金屬單質(zhì)與水反應(yīng)置換出氫氣的難易程度NaMgAl與水反應(yīng)與冷水反應(yīng)非常劇烈，浮、游、熔、響，放出H2加入酚酞，呈紅色冷水：緩慢產(chǎn)生氣泡，熱水：產(chǎn)生氣泡加快，加入酚酞，呈淺紅色冷水：無明顯現(xiàn)象，熱水：表面少量氣泡，加入酚酞，呈很淺的紅色有丁達(dá)爾效應(yīng)【結(jié)果1】劇烈程度：Na＞Mg＞Al四、實(shí)驗(yàn)演繹【依據(jù)2】金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)置換出氫氣的難易程度NaMgAl與酸反應(yīng)非常劇烈反應(yīng)，浮、游、熔、響、放出氣體速度很快反應(yīng)劇烈，放出氣泡速度較快常溫下，無明顯反應(yīng)，微熱后，有氣泡放出【結(jié)果2】劇烈程度：Na＞Mg＞Al四、實(shí)驗(yàn)演繹【依據(jù)3】最高價(jià)氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱。NaOHMg(OH)2Al(OH)3紅色淺紅色很淺的紅色【結(jié)果3】堿性：NaOH＞Mg(OH)2

＞Al(OH)311~129~108~911.29.38.4pH試紙pH計(jì)酚酞四、實(shí)驗(yàn)演繹【依據(jù)4】置換反應(yīng)。【方案】將一小塊Na單質(zhì)加入到MgCl2溶液中?！粳F(xiàn)象】浮、游、熔、響、生成白色沉淀。該白色沉淀與稀硫酸反應(yīng)無氣泡放出。【結(jié)論】白色沉淀是Mg(OH)2，

Na先與H2O反應(yīng)，而不是Mg2+

該方案無法說明金屬性Na＞Mg。同周期元素從左到右的變化規(guī)律：原子結(jié)構(gòu)：最外層電子數(shù)

；原子半徑

；

↓原子失電子能力

，得電子能力

；

↓化學(xué)性質(zhì)：金屬性

，非金屬性

。逐漸增多逐漸減小逐漸減弱逐漸增強(qiáng)逐漸減弱逐漸增強(qiáng)四、實(shí)驗(yàn)演繹五、證據(jù)推理【問題】根據(jù)P16的閱讀資料，進(jìn)行證據(jù)推理，說明第三周期Si、P、S、Cl非金屬性相對強(qiáng)弱？SiPSCl單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與H2能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸比H2SO4酸性強(qiáng)五、證據(jù)推理SiPSCl單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與H2能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合氫化物穩(wěn)定性最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸比H2SO4酸性強(qiáng)【依據(jù)1】與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度【結(jié)論】非金屬性：Si＜P＜S＜ClSiH4

＜PH3

＜H2S＜HCl五、證據(jù)推理SiPSCl單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與H2能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合氫化物穩(wěn)定性最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸比H2SO4酸性強(qiáng)【依據(jù)2】最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱【結(jié)論】非金屬性：Si＜P＜S＜ClSiH4

＜PH3

＜H2S＜HCl同周期元素從左到右的變化規(guī)律：原子結(jié)構(gòu)：最外層電子數(shù)

；原子半徑

；

↓原子失電子能力

，得電子能力

；

↓化學(xué)性質(zhì)：金屬性

，非金屬性

。逐漸增多逐漸減小逐漸減弱逐漸增強(qiáng)逐漸減弱逐漸增強(qiáng)五、證據(jù)推理六、化學(xué)魅力

歷史上，元素周期律（表）的發(fā)現(xiàn)和完善經(jīng)過了艱辛的歷程：

1829年，德國德貝萊納提出“三元素組”。

1863年，英國紐蘭茲提出“八音律”。

1869年，俄國門捷列夫提出“元素周期律”，并發(fā)表了第一張“元素周期表”。隨后，鎵(類鋁)、鍺(類硅)、鈧(類硼)被發(fā)現(xiàn)，元素周期律開始獲得科學(xué)界認(rèn)可。

1913年，英國莫斯萊證實(shí)了元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化，元素周期律得以完善。

2016年，元素周期表