1、第二节 元素周期律 第1课时 元素性质的周期性变化规律 课前自主学习 学习任务一 118号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律 任务驱动:从前面我们所学的碱金属和卤族元素的知识可知,核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间,在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性,在其他的核电荷数不同的元素之间,是否也存在着某种关系或规律呢?1.原子核外电子排布的周期性变化(1)图示。(2)规律。随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第1 周期除外)。2.元素原子半径的周期性变化(1)图示。(2)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_到_的
2、周期性变化。3.元素主要化合价的周期性变化(1)图示。大 小(2)规律(同周期元素随着原子序数的递增)。元素的最高正化合价呈现_的周期性变化(O、F除外)。元素的最低负化合价呈现_的周期性变化。+1+7-4-1【想一想】(1)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径是否也逐渐减小?提示:不是。如Cl-Na+。(2)第二周期元素从左到右,最高正价是否也从+1递增到+7?提示:否。第二周期氟元素没有正价。(3)短周期的元素中,原子半径最大的是哪种元素?提示:短周期的元素中,原子半径最大的是钠。(4)元素周期表中,从第几族开始出现负价?提示:第A族。学习任务二 元素金属性和非金属性 的周期性
3、变化 任务驱动:元素周期表第三周期元素的金属性和非金属性呈现出一定的递变性规律。1.钠、镁、铝的金属性的递变规律 元素 Na Mg Al 单质与水反应 与冷水反应_ _,产生_ 与冷水反应_ 与沸水反应_,放出_ 常温或加热下遇水 无明显现象 剧 烈 氢气 缓慢 迅速 氢气 元素 Na Mg Al 单质与酸 反应 与酸反应极为迅速 与酸反应_,产生_ 与酸反应_,产生_ 最高价 氧化物 对应的 水化物 化学 式 _ _ _ 类别 _ 中强碱 _ 结论 Na、Mg、Al与水(或酸)反应置换出氢气由易到难的顺序为 _ Na、Mg、Al最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的 顺序为_ Na、Mg、
4、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序为_ 剧烈 氢气 迅速 氢气 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 强碱 两性氢氧化物 NaMgAl NaOHMg(OH)2Al(OH)3 NaMgAl 2.硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律 元素 Si P S Cl 单质与氢气 反应条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃 气态氢化物 的稳定性 SiH4极易分解 PH3不稳定,易分解 H2S受热可分解 HCl很稳定 元素 Si P S Cl 最高价 氧化物 对应水 化物 化学 式 _ _ _ _ 类别 _ 中强酸 _ 强酸 结论 单质与氢气生成气态氢化物由易到难的顺序:_ _ Si、P、S、Cl气
5、态氢化物的稳定性顺序为_ _ Si、P、S、Cl最高价氧化物对应的水化物的酸性由强 到弱的顺序为_ Si、P、S、Cl非金属性由强到弱的顺序为_ H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 强酸 Cl2S PSi HClH2S PH3SiH4 HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3 ClSPSi 3.同周期元素性质递变规律 4.元素周期律【做一做】用“”或“课堂合作探究【探究任务一】元素周期律 【实验情境】在如图的实验装置中,锥形瓶中是硅酸钠溶液,分液漏斗中盛装的是稀硫酸,向硅酸钠溶液中滴加稀硫酸,溶液由澄清变浑浊,原因是生成了硅酸沉淀。【问题探究】1.如何通过实验证明H3PO
6、4的酸性强于H2SiO3?提示:向Na2SiO3溶液中加入H3PO4溶液,产生白色沉淀,则证明H3PO4的酸性强于H2SiO3。2.硫酸为强酸,次氯酸为弱酸,据此能确定非金属性硫大于氯吗?提示:不能。判断元素的非金属性强弱可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而HClO中氯元素不是最高价。3.盐酸(HCl)的酸性强于氢硫酸(H2S),据此能得出氯元素比硫元素的非金属性强吗?提示:不能。气态氢化物的酸性强弱与元素的非金属性强弱没有必然联系,不能作为判断元素非金属性强弱的依据。如氢碘酸(HI)的酸性强于盐酸(HCl),但氯元素比碘元素的非金属性强。4.试根据同周期元素非金属性的变化规律,比较Si
7、H4、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,非金属性逐渐增强,故非金属性:SiPSCl,所以它们氢化物的稳定性顺序为SiH4PH3H2SMgAlSiPSCl。简单离子半径由大到小的顺序为P3-S2-Cl-Na+Mg2+Al3+。单质置换出水或酸中氢的能力NaMgAl。最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3;单质与H2化合的能力SiPSCl2。气态氢化物的稳定性由弱到强的顺序为SiH4PH3H2SHCl。最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为H2SiO3H3PO4H2SO4 HC
8、lO4 B.气态氢化物稳定性:PH3H2SHCl C.非金属性:PSCl D.还原性:H2SHCl 3.X、Y是元素周期表第A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是()A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来 C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应 D.同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强【补偿训练】1.下列说法正确的是()A.第二周期元素从碳到氟,非金属性逐渐减弱 B.第三周期元素从Na到Cl,原子半径逐渐增大 C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强 D.LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强【解析】选D。第
9、二周期从碳到氟,非金属性逐渐增强,A错误;同周期,从左向右原子半径逐渐减小,B错误;非金属性FClBrI,则HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,C错误;金属性KNaLi,则LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强,D正确。2.元素周期律和元素周期表揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质与它的原子结构的关系。下列大小关系符合元素周期律的是()A.酸性:HNO3H3BO3H2CO3 B.稳定性:HFPH3H2O C.碱性:Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2 D.单质的还原性:KMgAl【探究任务二】微粒半径大小比较 【教材情境】对于O、F、Na、Mg、Al元素,核电荷数依次增大
10、,其简单离子的电子层结构相同,原子半径和简单离子半径有何变化规律?【问题探究】1.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小吗?提示:不是。比较同周期的原子半径时,往往只比较主族元素,因为非主族元素的原子半径的测量方法与主族元素不同。2.第三周期中离子半径最大的元素是什么?提示:P3-。第A族元素不形成简单阴、阳离子,第三周期中简单阴离子的电子层数比简单阳离子多一层,故第三周期中的阴离子半径大于阳离子半径,又因同周期简单阴离子电子层结构相同,根据“同结构序大径小”,P3-半径最大。3.在短周期元素中,原子的电子层数越多,原子半径就一定大吗?提示:不一定。锂原子半径反常,仅比第三周期的钠、镁原子半径
11、小。【探究总结】【典例】下列粒子半径大小的比较中,正确的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlRb+Na+K+【易错提醒】“三看”法比较简单粒子的半径大小(1)“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。(2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。(3)“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。【探究特训】1.比较下列各组微粒半径,正确的是()ClCl-Br-F-Mg2+Al3+Ca2+CaBa S2-Se2-Cl,电子层数Br-Cl-,则离子半径Br-Cl-,正确;电子层结构相同的粒子,
12、核电荷数大的半径小,不正确;阳离子半径小于同元素的原子半径,正确;中应为Se2-Br-S2-,不正确。2.(2020上海市杨浦区高一检测)下列原子半径大小顺序正确的是()A.LiNaK B.NaMgAl C.NaFCl D.ClNaMg【解析】选B。Li、Na、K为同主族元素,电子层依次增多,则半径依次增大,即LiNaMgAl,故B正确;Na、Cl有三个电子层,核电荷数Na小于Cl,F有两个电子层,则NaClF,故C错误;Cl、Na、Mg三种原子均含有三个电子层,核电荷数越大,半径越小,则NaMgCl,故D错误。【补偿训练】1.(2020乐山高一检测)四氢硼锂(LiBH4)、四氢铝锂(LiAl
13、H4)都是重要还原剂,在有机合成中用途广泛。比较半径:r(Li+)_r(H-)(填“”“”或“=”),理由是_。答案:YZ B.单质沸点:XYZ C.离子半径:X2-Y+Z-D.原子序数:XYZ【解析】选D。依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F元素。原子最外层电子数:FSNa(ZXY),A错误;单质沸点:NaSF2(YXZ),B错误;离子半径:S2-F-Na+(X2-Z-Y+),C错误;原子序数:SNaF(XYZ),D正确。1.下列事实能作为判断依据的是()A.根据N2在空气中能稳定存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,判断非金属性:NP B.根据盐酸除去水垢时发生CaCO3+2HC
14、l=CaCl2+CO2+H2O,判断碳与氯的非金属性强弱 C.向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,判断碳与硅的非金属性强弱 D.根据元素原子最外层电子数越多,判断该元素金属性越强 课堂素养达标【易错提醒】非金属性强弱比较误区(1)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,不能用无氧酸的酸性强弱来判断。(2)非金属性强弱与该单质的稳定性无关。2.(2020汉中高一检测)四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中只有 M为金属元素。下列说法不正确的是()A.简单离子半径大小:MY C.非金属性:YX D.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 3.(2020吉林高一检测)下列排列
15、顺序正确的是()A.微粒半径:Na+K+Cl-S2-B.稳定性:HIHBrHClHF C.酸性:H2SO4HClO4H3PO4H2SiO4 D.金属性:KNaMgAl 4.短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表的相对位置如下,五种元素的最外层 电子数之和为24,则下列判断正确的是()A.元素A的最高价氧化物的化学式为AO B.五种元素中原子半径最大的是C C.气态氢化物稳定性:DE D.E元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HEO4 A B C D E 5.五种短周期元素的原子半径及主要化合价如下:下列说法正确的是()A.离子半径大小:r(M3+)T D.L、Q形成的简单离子核外电子数相
16、等 元素符号 L M Q R T 原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.089 0.074 主要化合价+2+3+6、-2+2-2 6.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径DCAB,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:(1)这四种元素分别是 A_,B_,C_,D_。(2)A、B、C三种元素中在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大而小的顺序是_。(3)A与B形成的三原子分子的化学式是_,B与D形成的原子个数比为11的化合物的化学式是_。(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成B单质的化学方程式是_。
