4.2.2 元素金屬性和非金屬性變化規(guī)律（教學課件）

走進奇妙的化學世界必修第一冊第四章物質結構元素周期律第二節(jié)

元素周期律【結構規(guī)律小結】隨著原子序數的遞增原子的核外電子排布原子半徑元素的主要化合價呈現周期性的變化原子的核外電子排布、原子半徑、化合價較為抽象比較平時接觸較多的元素性質——金屬性與非金屬性元素的金屬性、非金屬性是否也呈現周期性變化？

學習

目標PART01PART02第2課時元素金屬性與非金屬性變化規(guī)律結合有關數據和實驗事實，認識原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價等隨元素原子序數遞增而呈現周期性變化的規(guī)律。以第三周期元素為例，認識同周期元素的金屬性、非金屬性隨元素原子序數遞增而呈現周期性變化的規(guī)律，構建元素周期律。交流與討論元素的金屬性、非金屬性是否也呈現周期性變化？判斷依據是什么呢？金屬性：元素原子失電子的能力（還原能力）非金屬性：元素原子得電子的能力（氧化能力）同主族元素從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱。所以，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。還記得堿金屬元素金屬性和鹵族元素非金屬性的遞變規(guī)律嗎？是如何從結構角度解釋的？判斷元素金屬性和非金屬性的事實有哪些？一般情況下，元素的金屬性強弱可以從其單質與水(或酸)反應置換出氫的難易程度，以及它們的最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱來判斷。一般情況下，元素的非金屬性強弱可以從其最高價氧化物的水化物的酸性強弱，或與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性來判斷。元素的金屬性和非金屬性是否也隨原子序數的變化呈現周期性變化呢？

根據第三周期元素原子核外電子排布規(guī)律，推測該周期元素金屬性和非金屬性具有怎樣的變化規(guī)律。NaMgAlSiPSCl電子層數相同，核電荷數(

)，半徑(

)失電子能力(

)，得電子能力(

)金屬性(

)，非金屬性(

)增大減小減弱增強減弱增強“金屬性與非金屬性”變化規(guī)律探討第三周期元素性質的遞變Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar如何設計實驗證明三者金屬性的強弱？比較金屬與水反應難易比較金屬與酸反應難易比較最高價氧化物的水化物的堿性強弱演示實驗：取一塊鎂條，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，觀察現象；加熱溶液，再觀察現象。證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱結論：與金屬鈉相比較，該反應明顯困難，說明鈉的金屬性強于鎂

現象：常溫下鎂與水的反應較緩慢，鎂條表面有一些紅色；加熱后反應劇烈，鎂條表面有大量氣泡，溶液變?yōu)榧t色。Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑實驗：向氯化鋁溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現象。AlCl3溶液氨水HCl溶液NaOH溶液Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH－

=AlO2－+2H2O白色絮狀沉淀兩性氫氧化物：與酸、堿都反應，生成鹽和水的氫氧化物探究Al(OH)3的堿性演示實驗：將氯化鋁溶液換成氯化鎂溶液，重復上述實驗。實驗現象：氯化鎂溶液中加入氨水得到氫氧化鎂白色沉淀，該沉淀加鹽酸溶解，加氫氧化鈉溶液不溶解。結論：鈉、鎂、鋁是金屬元素，都能形成氫氧化物，NaOH是強堿，Mg(OH)2是中強堿，而Al(OH)3是兩性氫氧化物，說明鈉鎂鋁的金屬性逐漸減弱。探究Mg(OH)2的堿性“金屬性與非金屬性”變化規(guī)律探討NaMgAl與水反應與冷水反應——與熱水反應————與鹽酸的反應——最高價氧化物對應水化物堿性結論NaOH強堿Mg(OH)2中強堿Na＞Mg＞Al劇烈反應不反應反應較快劇烈反應反應較快下列說法能證明鉀元素比鎂元素金屬性強的是()A.金屬鉀與冷水劇烈反應，鎂與冷水幾乎沒有現象。B.KOH的堿性比Mg(OH)2強C.金屬鉀與MgCl2的水溶液反應可置換出金屬鎂D.在化學反應中，鉀失去1個電子，鎂失去2個電子AB課堂練習“金屬性與非金屬性”變化規(guī)律探討第三周期元素性質的遞變探究如何設計實驗證明三者非金屬性的強弱？比較非金屬與氫氣反應難易比較非金屬氫化物的穩(wěn)定性比較最高價氧化物的水化物的酸性強弱Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、ArSi、P、S、Cl非金屬性強弱的比較SiPSCl最高價氧化物的水化物酸性酸性變化結論H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4（硅酸）（磷酸）（硫酸）（高氯酸）弱酸中強酸強酸強酸（強于硫酸）逐漸增強探究：非金屬性逐漸增強“金屬性與非金屬性”變化規(guī)律探討11～18號元素性質的變化中得出如下的結論：NaMgAl

SiPSClAr稀有氣體元素金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強最高價氧化物對應水化物堿性逐漸減弱酸性逐漸增強下列說法能夠證明氯元素的非金屬性比硫元素強的是（雙選）（）A.氯氣與氫氣化合的條件比硫與氫氣化合的條件更容易B.HCl的酸性比H2S強C.HCl的穩(wěn)定性比H2S強D.HClO3的酸性比H2SO3強AC單質與氫氣反應的難易氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性不是最高價氧化物的水化物的酸性比較課堂練習元素金屬性、非金屬性變化規(guī)律11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl

單質還原性減弱；與水反應的劇烈程度減弱；與酸反應的劇烈程度減弱；NaOHMg(OH)2Al(OH)3強堿中強堿兩性最高價氧化物水化物堿性減弱金屬性減弱單質氧化性增強；與H2反應越容易，越劇烈；SiH4PH3H2SHCl氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4

弱酸中強酸強酸最強酸最高價氧化物水化物酸性增強。非金屬性增強學習小結主

族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA第一周期H

第二周期

BCNOF第三周期NaMgAlSiPSCl最高價氧化物H2ONa2OMgOB2O3Al2O3CO2SiO2N2O5P2O5SO3Cl2O7最高價氧化物對應的水化物NaOHMg（OH）2H3BO3Al（OH）3H2CO3H2SiO3HNO3H3PO4H2SO4HClO4氣態(tài)氫化物

CH4SiH4NH3PH3H2OH2SHFHClAl、Al2O3、Al（OH）3有兩性，非金屬最低負價=-（8-族序數）二、同周期元素性質的遞變NaMgAlSiPSCl同周期（從左到右）

原子半徑

電子層數相同金屬性/還原性/失電子能力

金屬陽離子氧化性

最高價氧化物對應水化物堿性與酸/水置換H2

非金屬性/氧化性/得電子能力非金屬陰離子還原性

氫化物穩(wěn)定性

最高價氧化物對應水化物酸性Na>Mg>AlNa+<Mg2+<Al3+NaOH>Mg(OH)2>

Al(OH)3困難Si<P<S<Cl

P3-

>S2-

>Cl-SiH4<PH3

<H2S<HClH2SiO3<

H3PO4<

H2SO4<

HClO4（硅酸）（磷酸）（硫酸）（高氯酸）【歸納總結】核外電子排布呈周期性變化原子半徑呈周期性變化主要化合價呈周期性變化元素金屬性與非金屬性呈周期性變化練習1：在第三周期元素中，除稀有氣體元素外：(1)原子半徑最小的元素是_____(填元素符號，下同)。(2)金屬性最強的元素是_____。(3)最高價氧化物對應水化物酸性最強的是________(填化學式，下同)。(4)最不穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是______。(5)最高價氧化物對應水化物堿性最強的是_______。(6)氧化物中具有兩性的是_______。ClNaHClO4SiH4NaOHAl2O3練習2：下列各組元素性質遞變情況不正確的是(

)A．原子半徑：N<P<Cl

B．最外層電子數：Li<Be<BC．金屬性：Na<K<Rb

D．氫化物穩(wěn)定性：P<S<ClA練習3：A、B、C為三種短周期元素，A、B同周期，A、C的簡單陰離子半徑：A2?＞C?，B2＋與C?具有相同的電子層結構，下列比較不正確的是(

)A．原子序數：A＞B＞C

B．原子半徑：C＞B＞AC．離子半徑：A2?＞C?＞B2＋

D．原子核外最外層電子數：C＞A＞BB練習4：短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中T所處的周期序數與族序數相等。下列判斷不正確的是(

)A．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：R＞QB．最高價氧化物對應水化物的酸性：Q＜WC．原子半徑：T＞Q＞RD．單質T與NaOH溶液不反應D5.X、Y為同周期元素，如果X的原子半徑大于Y的，則下列判斷不正確的是(

)A.若X、Y均為金屬元素，則X的金屬性強于Y的B.若X、Y均為金屬元素，則X的陽離子的氧化性比Y的陽離子的氧化性強C.