1、第2课时元素周期律1.原子核外电子排布变化2.元素原子半径的变化3.元素化合价变化随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子的排布、原子半径和元素的主要化合价都呈周期性变化。4元素金属性和非金属性的周期性变化：(1)钠、镁、铝金属性强弱的比较方法a钠、镁与水的反应b镁、铝与盐酸的反应c钠、镁、铝最高价氧化物对应水化物的碱性碱性由强到弱：NaOHMg(OH)2Al(OH)3。结论金属性由强到弱的顺序为NaMgAl。(2)硅、磷、硫、氯非金属性强弱的比较方法a与氢气化合b最高价氧化物对应水化物的酸性酸性由强到弱的顺序为HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3。结论非金属性由强到弱的顺序为ClSPS
2、i。(3)同周期元素性质的递变规律(自左向右)。元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。5元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这个规律叫做元素周期律。说明：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果，即元素原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化，也就是原子结构决定元素性质。元素的性质一般指的是元素的化合价、金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性，气态氢化物的稳定性等。探究点一元素周期律中元素性质的变化规律 以第三周期元素为例说明：已知HF是弱酸，酸性HClHF，能否说明非金属性ClF?提示：不能。不能依据氢化物水溶液的酸
3、性强弱判断元素的非金属性强弱，应该依据氢化物的稳定性判断。或根据最高价氧化物对应的水化物的酸性判断。【例1】下列关于物质性质变化的比较，不正确的是()A离子半径大小：S2O2NaB气态氢化物稳定性：HBrHClNaOHLiOHD还原性强弱：FClBrI【思路分析】解答元素性质的变化规律题目的一般思路：(1)首先判断所给元素的相对位置，即是同周期还是同主族。(2)然后根据元素周期律得出相应的结论。(3)最后考虑应用一般规律解答的对象是否有特殊性。【解析】核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以O2Na，电子层数越多的离子，半径越大，因此离子半径大小为S2O2Na，A正确；非金属性
4、：FClBr，气态氢化物的稳定性为HBrHClNaLi，对应最高价氧化物的水化物的碱性为KOHNaOHLiOH，C正确；非金属性：FClBrI，对应离子的还原性为FClBrAl3S2Cl氢化物的稳定性：HFHClH2SPH3SiH4离子的还原性：S2ClBrI氧化性：Cl2SSeTe酸性：H2SO4H3PO4H2CO3HClO4非金属性：ONPSi金属性：BeMgCaClKAl3；中离子还原性应为S2IBrCl；中非金属性ClSPC，故其最高价氧化物对应水化物的酸性应为：HClO4H2SO4H3PO4H2CO3，错，故选B。探究点二微粒半径大小比较 1原子半径的比较(1)同周期的元素(电子层数
5、相同)，从左到右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)。如r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)同主族的元素(最外层电子数相同)，从上到下原子半径逐渐增大。如r(Li)r(Na)r(K)；r(O)r(S)r(Se)。2离子半径的比较(1)同种元素的不同微粒，核电荷数相同，其半径的大小取决于电子层数及电子数的多少，电子层数越多半径越大，电子数越多半径越大，故r(阳离子)r(原子)r(阴离子)；价态越高，微粒的半径越小，如r(Fe3)r(Fe2)r(Mg2)r(Al3)。同周期元素(电子层数相同)的原子形成的阴离子，从左到右阴离子半径逐渐减小。如r(P3)r(S2)r
6、(Cl)。注意：同周期元素的阳离子半径均小于其阴离子半径。(3)同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)；r(F)r(Cl)r(Br)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。3简单粒子的半径大小可按“三看”方法比较。(适用于高中阶段)“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。如何比较既不同周期也不同主族元素的原子半径大小？以Si、Ca为例说明。提示：Mg、Si处于同一周期，Mg的核
7、电荷数小于Si的核电荷数，故Mg的原子半径大于Si的原子半径。Mg、Ca处于同一主族，原子半径r(Ca)r(Mg)，故Ca的原子半径大于Si的原子半径，即r(Ca)r(Si)。【例2】已知短周期元素的四种离子A2、B、C3、D具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A原子序数：DCBAB离子半径：C3DA2BC原子半径：BACDD氧化性：A2B，还原性：C3B，C、D在同一周期，为非金属元素，且原子序数DC，由电子层数越多的原子序数越大，同周期从左向右原子序数在增大，所以原子序数为ABDC，A项错误；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，原子序数为ABDC，则离子半径为C3DB
8、A2，B项错误；电子层数越多，半径越大，同周期原子序数越大，半径越小，则原子半径为BACD，C项正确；金属性越强，其阳离子的氧化性越弱，金属性为BA，则氧化性：A2B，非金属性：CD，D项错误。【答案】C下列各组粒子，按半径由大到小顺序排列正确的是(B)AMg、Ca、K、Na BS2、Cl、K、NaCBr、Br、Cl、S DNa、Al3、Cl、F解析：K、Ca比Na、Mg多1个电子层，故有：r(K)r(Ca)r(Na)r(Mg)，A错。S2、Cl、K三离子核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，又因K比Na多1个电子层，故有r(S2)r(Cl)r(K)r(Na)，B正确。Br比Br多1个
9、电子，半径大，Br比Cl多1个电子层，故：r(Br)r(Br)r(Cl)，但r(Cl)r(F)r(Na)r(Al3)，D错。探究点三比较元素金属性、非金属性的方法 1元素金属性是指金属原子失去电子的能力，金属原子越易失电子，则元素金属性越强；反之，元素金属性越弱。元素非金属性是指非金属原子得到电子的能力，非金属原子越易得到电子，则元素非金属性越强；反之，元素非金属性越弱。2元素金属性强弱的判断依据(1)从元素原子结构判断当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强。即同主族元素从上到下，金属性逐渐增强。当电子层数相同时，核电荷数越多越难失去电子，金属性越弱。即同周
10、期元素从左到右，金属性逐渐减弱。(2)单质的还原性单质与水或酸反应置换出氢气的难易：金属单质与水或酸(非氧化性酸)置换出氢气越容易(反应越剧烈)，表明元素的金属性越强。金属单质之间的置换反应：一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来，表明前一种金属元素金属性较强，被置换出的金属元素金属性较弱。与同一种非金属单质反应，在其他条件相同的情况下：如果反应条件越苛刻，则金属元素的金属性越弱；如果反应越剧烈，则金属元素的金属性越强。(3)金属阳离子的氧化性：金属阳离子(只有一种阳离子)的氧化性越弱，其对应金属元素的金属性越强。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性：最高价氧化物对应水化物的碱性越强，表明
11、元素的金属性越强。 (5)元素在周期表中的位置：在同一周期中，从左到右，金属性逐渐减弱；在同一主族中，从上到下，金属性逐渐增强。即元素在周期表中的位置越处于左下方，元素的金属性越强。(后面会讲到)3元素非金属性强弱的判断依据(1)从元素原子结构判断当电子层数相同时，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强。即同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强。当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱。即同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱。(2)单质的氧化性单质与氢气化合的难易程度：非金属单质与氢气化合越容易，则元素的非金属性越强。非金属单质之间的置换反应：对于特定的置
12、换反应，一种非金属单质能把另一种非金属元素从它的盐溶液或酸溶液中置换出来，表明前一种元素非金属性较强，被置换出的元素非金属性较弱。 与同一种金属单质反应，在其他条件相同的情况下：如果反应条件越苛刻，非金属元素的非金属性就越弱；如果反应越剧烈，非金属元素的非金属性就越强。与同种变价金属反应被氧化后的金属价态越高，非金属元素的非金属性越强。(3)气态氢化物的稳定性：气态氢化物越稳定，则元素的非金属性越强。(4)气态氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，元素非金属性越强。(5)最高价氧化物对应水化物的酸性：最高价氧化物对应水化物的酸性越强，表明元素的非金属性越强。(6)元素在周期表中的位置在同一周期中，
13、从左到右，非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上到下，非金属性逐渐减弱。即元素在周期表中的位置越处于右上方，元素的非金属性越强。(后面会讲到)注意：(1)氟元素没有正价态，氟没有含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。(2)不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断元素的非金属性强弱，应该依据氢化物的稳定性判断。(3)不能依据元素所有含氧酸的酸性判断元素的非金属性强弱，应该依据元素最高价含氧酸的酸性强弱判断。Na在反应中失去1个电子，而Mg在反应中失去2个电子，所以，金属性顺序为MgNa，对吗？提示：不对。元素金属性和非金属性强弱判断的依据是元素失去或得到电子的难易程度，与失去或得到电子
14、的多少无关，因此，金属性强弱顺序应为NaMg。【例3】下列叙述中肯定A金属性比B金属性强的是()AA原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少BA原子的电子层数比B原子的电子层数多C1 mol A与足量酸反应生成的H2比1 mol B与足量酸反应生成的H2多D常温时，A能从水中置换出氢，而B不能【思路分析】解答此类题时，除牢记判断方法外，还应注意一些特殊情况的存在。【解析】选项A中只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，而没有指明它们的电子层数多少，不正确。在选项B中指出了A、B原子的电子层数的多少，但是电子层数少的不一定比电子层数多的原子的金属性弱，比如Na比Cu少一个电子层，但是Na
15、比Cu活泼，不正确。选项C中说明等物质的量的A、B与酸反应生成氢气的多少，未说明与酸反应时速率的快慢，等物质的量的A、B与酸反应生成氢气多的金属活泼性不一定强，如1 mol Al比1 mol Na与足量盐酸反应时生成的氢气多，但Al没有Na活泼，不正确。选项D正确，因为只有很活泼的金属(如K、Ca、Na等)在常温下才可与水反应，而较不活泼的金属在常温下与水不反应。【答案】D下列事实不能作为实验判断依据的是(B)A钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱B铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱C酸性：H2CO3r(Mg2)r(Al3)r
16、(H)。对比它们的氧化性，根据学过的金属活动性顺序表，它们原子的还原性由钾到氢逐渐减弱，反过来它们离子的氧化性逐渐增强。前半部分是正确的，但题中后半部分I、Br、Cl、F还原性应由强到弱，故C项不正确。D项某元素最高价氧化物化学式为R2O5，则R为5价，负价应为3价，其气态氢化物为RH3。根据已知，100%8.8%，Mr(R)31。答案为B。3同一周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为HXO4H2YO4H3ZO4，则下列判断错误的是(A)A原子半径：XYZB气态氢化物的稳定性：HXH2YZH3C元素原子得电子能力：XYZD阴离子的还原性：Z3Y2X解析：非金属性越强，
17、最高价氧化物对应水化物的酸性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性为HXO4H2YO4H3ZO4，则非金属性为XYZ，同周期元素的原子从左到右，非金属性增强，原子半径逐渐减小，所以原子半径：XYYZ，所以气态氢化物的稳定性：HXH2YZH3，故B正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：HXO4H2YO4H3ZO4，则非金属性：XYZ，即得电子能力：XYZ，故C正确；元素非金属性越强，阴离子的还原性越弱，由于非金属性：XYZ，所以阴离子的还原性：Z3Y2X，故D正确。4下列说法正确的是(C)ASiH4比CH4稳定BO2的半径比F的小CNa和Cs属于第A族元素，Cs的失电子能力比Na的强DP和As属于第A
18、族元素，H3PO4的酸性比H3AsO4的弱解析：元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C的非金属性强于Si的非金属性，P的非金属性强于As的非金属性，因此CH4的稳定性强于SiH4，H3PO4的酸性强于H3AsO4。同主族元素，核电荷数越大，原子半径越大，失电子能力越强。故选C。5下列排列顺序不正确的是(D)A原子半径：钠硫氯B最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4H3PO4C最高正化合价：氯硫磷D热稳定性：硫化氢氯化氢解析：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，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，最高正化合价逐渐增大，最高价氧
19、化物对应的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。因为非金属性为ClS，所以气态氢化物的稳定性为HClH2S。6下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(B)HCl比H2S稳定HClO的氧化性比H2SO4强HClO4的酸性比H2SO4强Cl2能与H2S反应生成SCl原子最外层有7个电子，S原子最外层只有6个电子Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeSCl与S为同周期元素，且Cl的核电荷数比S的大HCl的水溶液比H2S的水溶液酸性强A BC D解析：通过含氧酸的酸性强弱来判断元素的非金属性强弱，一定要注意是用最高价的含氧酸，错误；没有说明电子层数相同，所以错误；可以说明Cl与S为同周期，且Cl在S的右面，根据元素周期律，同一周期从左到右非金属性逐渐增强，所以正确；用HCl、H2S比较非金属性强弱，不是比较其水溶液的酸碱性强弱，而是比较其稳定性，故错误。7用“”或“H2SiO3，H2SiO3Mg(OH)2，Mg(OH)2Al(OH)3(3)气态氢化物的稳定性：H2OH2S，H2SHCl(4)还原性：H2OHCl(5)酸性：H2SO4H2SO3，HClO4HClO从以上答案中可以归纳出：元素的非金属性越强，其对应最高价氧化物的水化物的酸性越强。元素的金属性越强，其对应最高价氧化物的水化物的碱性越强。