4.2.1 元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律 課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

第1課時元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律【課程目標(biāo)】1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價的周期性變化，認(rèn)識元素周期律并理解其實(shí)質(zhì)。2．會設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律，會比較元素的金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱，促進(jìn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。內(nèi)容索引01.夯基提能02.素養(yǎng)落實(shí)03.課時作業(yè)（二十五）知識點(diǎn)一核外電子排布、原子半徑和主要化合價的變化知識點(diǎn)二同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律題型一粒子半徑大小比較方法題型二主族元素主要化合價的確定方法題型三元素周期律01.夯基提能知識點(diǎn)一核外電子排布、原子半徑和主要化合價的變化1．原子核外電子排布的周期性變化以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究原子最外層電子數(shù)的變化，圖示如下。規(guī)律：短周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律指同一周期主族元素之間的變化規(guī)律，不包括稀有氣體元素同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由一個到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的周期性變化(第一周期除外)。只有K層的原子，2個電子為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，除此之外8個電子為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

2．原子半徑的周期性變化以第二、三周期元素為例，探究元素的原子半徑的變化，圖示如下。規(guī)律：同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)逐漸________的周期性變化。減小【師說·助學(xué)2】主族元素的最高化合價等于其族序數(shù)，這句話對嗎？為什么？

答案：同一周期元素的原子電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子核對核外電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，故原子半徑逐漸減小。3．元素化合價的周期性變化以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究元素化合價的變化，圖示如下。規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈________________變化，即每周期，最高正價為＋1→＋7(O無最高正價、F無正價)

第一周期元素最高正價為＋1→0變化，負(fù)價為________。周期性－4→－1【師說·助學(xué)2】主族元素的最高化合價等于其族序數(shù)，這句話對嗎？為什么？答案：不對。主族元素形成最高化合價時，失去(或偏移)最外層的全部電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但O、F元素因原子半徑很小，非金屬性很強(qiáng)，所以在反應(yīng)中不能失去(或偏移)最外層的全部電子，故O元素沒有最高正化合價、F元素?zé)o正價。即學(xué)即練1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)第二周期元素從左至右，最高正價從＋1價遞增到＋7價：____________________________________________________________。(2)原子半徑最小的元素是氫元素：____________________________。(3)主族元素的最低負(fù)價等于其族序數(shù)－8：____________________________________________________________。錯誤。O無最高正化合價，F(xiàn)無正化合價。正確錯誤。H元素不符合2．下圖表示1～18號元素原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增的變化。該圖中縱坐標(biāo)表示(

)A．電子層數(shù)

B．最外層電子數(shù)

C．最高化合價

D．原子半徑答案：B3．下列各組元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)遞變情況錯誤的是(

)A．Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B．P、S、Cl元素最高正化合價依次升高C．N、O、F最高正化合價依次增大D．Na、K、Rb的電子層數(shù)依次增多答案：C知識點(diǎn)二同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律教材探究——第三周期元素性質(zhì)的遞變1．預(yù)測：元素性質(zhì)的遞變規(guī)律第三周期元素電子層數(shù)相同，由左向右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑依次________，失電子的能力依次________，得電子的能力依次________，它們的金屬性依次________，非金屬性依次________。減小減弱增強(qiáng)減弱增強(qiáng)2．探究金屬性的遞變規(guī)律(1)Na、Mg元素金屬性強(qiáng)弱比較實(shí)驗(yàn)原理金屬與水反應(yīng)置換出H2的難易程度實(shí)驗(yàn)操作Mg與H2O的反應(yīng)看不到Mg(OH)2沉淀，且產(chǎn)生氣泡較少，通過酚酞變色來確定Mg(OH)2的生成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂條表面附著少量氣泡有氣泡產(chǎn)生，溶液變成淺紅色化學(xué)反應(yīng)－__________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論Na與水反應(yīng)置換H2比Mg________，金屬性：________

容易Na>Mg(2)Mg、Al元素金屬性強(qiáng)弱比較已知元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，元素的金屬性越強(qiáng)。原理元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱物質(zhì)Al(OH)3Mg(OH)2操作Al(OH)3可溶于NaOH溶液，不溶于氨水

現(xiàn)象A中沉淀溶解，B中沉淀溶解C中沉淀溶解，D中沉淀不溶解試管中的離子方程式A：__________________________B：__________________________C：__________________________D：__________________________Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O不反應(yīng)Na>Mg>Al3．探究非金屬性的遞變規(guī)律已知元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，元素非金屬性越強(qiáng)。信息獲取判斷依據(jù)SiPSCl與氫氣化合高溫磷蒸氣與氫氣反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃由易到難的順序是________________最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱H2SiO3弱酸不溶于水的酸，酸性比碳酸弱H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸(酸性比H2SO4強(qiáng))最高價含氧酸中酸性最強(qiáng)

酸性：____________________________結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，同周期的Si、P、S、Cl得電子的能力________，非金屬性________。Cl、S、P、SiHClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3增強(qiáng)增強(qiáng)4．元素周期律(1)內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。(2)實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的__________________周期性變化的必然結(jié)果。核外電子排布【師說·助學(xué)】從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同周期元素從左至右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)的原因。

答案：在同一周期中，各元素的原子核外電子層數(shù)雖然相同，但從左至右，隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱，金屬性逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸增強(qiáng)。即學(xué)即練1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)第三周期元素中，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)的為H2SO4：____________________________________________________。(2)Al(OH)3是兩性氫氧化物，與氨水、鹽酸均可反應(yīng)：____________________________________________________________。(3)鹽酸可以與Na2CO3溶液反應(yīng)生成CO2，可由此推出非金屬性：Cl>C：______________________________________________________。錯誤。酸性最強(qiáng)的為HClO4錯誤。Al(OH)3是兩性氫氧化物，與鹽酸可反應(yīng)，但與氨水不反應(yīng)錯誤。鹽酸不是Cl元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物，無法比較Cl、C的非金屬性

答案：A解析：HClO3和H2SO3不是最高價氧化物的水化物，故A不能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；氫化物越穩(wěn)定，元素非金屬性越強(qiáng)，故B能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；Cl2可將Fe氧化為＋3價，而S只能將Fe氧化為＋2價，故C能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；Cl2置換S，故D能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫。3．設(shè)元素為R，將R的氣態(tài)氫化物、最高價氧化物、最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式填入下表。

ⅣAⅤAⅥAⅦA氫化物________________________最高價氧化物________________________最高價氧化物對應(yīng)水化物________________________RH4RH3H2RHRRO2R2O5RO3R2O7H2RO3或H4RO4H3RO4或HRO3H2RO4HRO402.素養(yǎng)落實(shí)題型一

粒子半徑大小比較方法例1試比較下列微粒的半徑大小(填“＞”“＜”或“＝”)。(1)Na____________Mg____________Cl。(2)Li________________Na________________K。(3)Na＋____________Mg2＋____________Al3＋。(4)F－____________Cl－____________Br－。(5)Cl－_________O2－______________Na＋________________Mg2＋。(6)Fe2＋________________Fe3＋。>><<>><<>>>>

【變式演練】1．已知aAn＋、bB(n＋1)＋、cCn－、dD(n＋1)－是具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的離子，關(guān)于A、B、C、D四種元素的敘述正確的是(

)A．離子半徑：A>B>C>DB．原子序數(shù)：b>a>c>dC．原子半徑：D>C>B>AD．四種元素一定屬于短周期元素答案：B解析：由于四種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，可以推知四種元素在周期表中的位置關(guān)系如圖。原子序數(shù)b>a>c>d，B正確；具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，A錯誤；原子半徑A>B>D>C，C錯誤；A和B可以為第四周期元素，D錯誤。

……DCAB……

題型二

主族元素主要化合價的確定方法例2X元素最高價氧化物對應(yīng)水化物為H3XO4，則它對應(yīng)氣態(tài)氫化物為(

)A．HXB．H2X C．XH4D．XH3答案：D解析：X元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為H3XO4，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價之和為0，則X的最高價為＋5價，最低價為－3價，X對應(yīng)的氣態(tài)氫化物為XH3。狀元隨筆(1)最高正價＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)(O、F除外)。(2)最低負(fù)價＝最高正價－8(H、O、F除外)。(3)H的最高價為＋1，最低價為－1；O無最高正價；F無正化合價?！咀兪窖菥殹?．[2024·廣東四會高一期末]某主族元素的最高正價與最低負(fù)價的代數(shù)和為4，則該元素原子的最外層電子數(shù)為(

)A．4B．5 C．6D．7答案：C解析：設(shè)該元素的最高正價為x，最低負(fù)價為y，則

解得x＝6，y＝－2，因此該原子的最外層電子數(shù)為6。題型三

元素周期律例3已知33As、35Br位于同一周期。下列關(guān)系正確的是(

)A．原子半徑：As>Cl>PB．熱穩(wěn)定性：HCl>AsH3>HBrC．還原性：As3－>S2－>Cl－D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4答案：C解析：As與P同主族，P與Cl同周期，原子半徑As>P>Cl，A項(xiàng)錯誤；Cl與Br同主族，As與Br同周期，熱穩(wěn)定性HCl>HBr>AsH3，B項(xiàng)錯誤；元素非金屬性越強(qiáng)，其陰離子的還原性越弱，即離子的還原性As3－>S2－>Cl－，C項(xiàng)正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，所以酸性強(qiáng)弱為H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D項(xiàng)錯誤。【變式演練】3．[2024·北京昌平高一期末]根據(jù)元素在周期表中的位置判斷，下列正確的是(

)A．金屬性：Na>K B．非金屬性：S>ClC．酸性：H3PO4>HNO3 D．堿性：KOH>Mg(OH)2答案：D解析：同主族自上而下金屬性逐漸增強(qiáng)，A錯誤；同周期從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)，同主族自下而上，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，B、C錯誤；由同主族元素的最高價氧化物的水化物堿性遞變規(guī)律可得KOH>NaOH，由同周期元素的最高價氧化物的水化物堿性遞變規(guī)律可得NaOH>Mg(OH)2，則堿性KOH>Mg(OH)2，D正確。4．[2024·重慶合川太和中學(xué)高一期末]X、Y、Z三種元素的電子層數(shù)相同，它們的最高價氧化物分別為酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物，則三種元素的原子序數(shù)的大小順序是(

)A．X>Y>Z B．Y>Z>XC．X>Z>Y D．Z>X>Y答案：C解析：大多數(shù)金屬氧化物屬于堿性氧化物，大多數(shù)非金屬氧化物屬于酸性氧化物，電子層數(shù)相同的元素從左到右按照先金屬、后非金屬的順序排列。即最高價氧化物從左向右依次是堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物，所以X的原子序數(shù)最大，Y的原子序數(shù)最小。03.課時作業(yè)（二十五）題組一1～18號元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律1．(3分)原子序數(shù)為3～10的元素，隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是(

)A．電子層數(shù)

B．核外電子數(shù)C．原子半徑

D．化合價答案：B解析：原子序數(shù)為3～10的元素，原子的電子層數(shù)都為2，A錯誤；除了10號稀有氣體元素原子外，3～9號元素原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，C錯誤；氧無最高正價、氟無正價，D錯誤。2．(3分)下列原子半徑大小順序正確的是(

)A．Li＞Na＞K B．Na＞Mg＞AlC．Na＞F＞Cl D．Cl＞Na＞Mg答案：B解析：Li、Na、K為同族元素，電子層數(shù)依次增多，則半徑依次增大，則半徑：Li＜Na＜K，故A錯誤；Na、Mg、Al三種原子的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則半徑：Na＞Mg＞Al，故B正確；Na、Cl有三個電子層，核電荷數(shù)Na小于Cl，F(xiàn)有兩個電子層，則半徑：Na＞Cl＞F，故C錯誤；Cl、Na、Mg三種原子均含有三個電子層，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則半徑：Na＞Mg＞Cl，故D錯誤。3．(3分)某元素的氣態(tài)氫化物化學(xué)式為H2R，此元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式可能為(

)A．H2RO3

B．H2RO4C．HRO3

D．H3RO4答案：B解析：由H2R知R元素最低價為－2價，則最高價為8－2＝＋6，故R的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2RO4。4．(3分)下列遞變規(guī)律不正確的是(

)A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增強(qiáng)B．鈉、鎂、鋁的還原性依次減弱C．HCl、H2S、PH3的穩(wěn)定性依次減弱D．P、S、Cl三種元素的最高正化合價依次升高答案：A解析：非金屬性：Cl＞S＞P，元素的非金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，則HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次減弱，故A項(xiàng)錯誤；金屬性：Na＞Mg＞Al，元素的金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，則鈉、鎂、鋁的還原性依次減弱，故B項(xiàng)正確；非金屬性：Cl＞S＞P，元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，故C項(xiàng)正確；P、S、Cl三種元素原子的最外層電子數(shù)分別為5、6、7，最高正化合價分別為＋5、＋6、＋7，故D項(xiàng)正確。題組二元素周期律5．(3分)下列關(guān)于元素周期律的敘述正確的是(

)A．隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1→8重復(fù)出現(xiàn)B．元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化C．隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高化合價從＋1→＋7(O、F除外)，最低化合價從－7→－1重復(fù)出現(xiàn)D．元素性質(zhì)的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化及元素主要化合價的周期性變化答案：B6．(3分)門捷列夫?qū)瘜W(xué)這一學(xué)科發(fā)展的最大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律。下列事實(shí)不能用元素周期律解釋的是(

)A．堿性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2B．穩(wěn)定性：H2O>H2S>H2SeC．揮發(fā)性：HNO3>H3PO4>H2SO4D．原子半徑：P>S>Cl答案：C解析：元素的金屬性越強(qiáng)，其原子失電子能力越強(qiáng)，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性越強(qiáng)，金屬性K>Ca>Mg，則堿性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2，A不符合題意；元素的非金屬性越強(qiáng)，其對應(yīng)的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，同主族元素非金屬性O(shè)>S>Se，則穩(wěn)定性：H2O>H2S>H2Se，B不符合題意；揮發(fā)性與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無關(guān)，C符合題意；同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，D不符合題意。7．(3分)下表中的事實(shí)與推論不符的是(

)選項(xiàng)事實(shí)推論A與冷水反應(yīng)，Na比Mg劇烈金屬性：Na>MgBCa(OH)2的堿性強(qiáng)于Mg(OH)2金屬性：Ca>MgCH2SO3的酸性比H2CO3強(qiáng)非金屬性：S>CDHCl熱穩(wěn)定性比H2S強(qiáng)非金屬性：Cl>S答案：C解析：用與水反應(yīng)的劇烈程度判斷元素金屬性的強(qiáng)弱，與冷水反應(yīng)，Na比Mg劇烈，說明Na的金屬性比Mg強(qiáng)，A項(xiàng)正確；用對應(yīng)堿的堿性判斷元素金屬性的強(qiáng)弱，Ca(OH)2的堿性強(qiáng)于Mg(OH)2，金屬性：Ca>Mg，B項(xiàng)正確；亞硫酸不是最高價含氧酸，亞硫酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，不能說明S與C的非金屬性的強(qiáng)弱，C項(xiàng)錯誤；用氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性判斷非金屬性的強(qiáng)弱，熱穩(wěn)定性HCl>H2S，說明非金屬性Cl>S，D項(xiàng)正確?！揪C合練|選考通關(guān)】8．(3分)A、B、C為三種短周期元素，A、B同周期，A、C的最低價離子分別為A2－、C－，離子半徑：A2－＞C－，B2＋與C－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列比較不正確的是(

)A．原子序數(shù)：A＞B＞CB．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(shù)：C＞A＞B答案：B解析：根據(jù)“A、C的最低價離子分別為A2－、C－”可知，A位于ⅥA族，C位于ⅦA族；根據(jù)“A、B同周期”“B2＋與C－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)”可知，A在C的左下方，B位于A的左側(cè)。A、B、C的相對位置如圖所示由圖可知，原子半徑的大小關(guān)系應(yīng)該是B＞A＞C，B項(xiàng)錯誤。

CB……A

9．(6分)元素A原子獲得2個電子或元素B原子失去1個電子后形成的離子都與OH－具有相同的電子數(shù)，則(1)A是____________，B是____________。(2)離子半徑大?。篈2－_____________(填“＞”“＜”或“＝”)B＋。(3)在由兩種元素形成的化合物中，標(biāo)出它們的化合價________________。氧(或O)鈉(或Na)＞解析：(1)OH－電子數(shù)為10，故A原子核外電子數(shù)為8，B原子核外電子數(shù)為11，即A為O，B為Na。(2)O2－與Na＋具有相同電子層結(jié)構(gòu)，則r(O2－)＞r(Na＋)。(3)Na與O形成Na2O和Na2O2兩種化合物，其中化合價為

10．(6分)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(qiáng)的元素是________________。(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的是________(填化學(xué)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(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的是________________。(6)最高價氧化物中具有兩性的是_________________________。ClNaHClO4SiH4NaOHAl2O311．(8分)下圖中的曲線分別表示元素的某種性質(zhì)與核電荷數(shù)的關(guān)系(Z為核電荷數(shù)，Y為元素的有關(guān)性質(zhì))。把與元素有關(guān)性質(zhì)相符的曲線的標(biāo)號填入相應(yīng)位置。(1)第ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)___________________________；(2)第三周期元素的最高正化合價______________________________；(3)F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋四種離子的離子半徑________________；(4)第二周期元素的原子半徑(不包括稀有氣體)_______________