《元素周期律》课件

《元素周期律》素养目标学法指导1.分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化，理解原子半径、第一电离能和电负性的递变规律及其原因，培养宏观辨识与微观探析的核心素养2．通过原子半径、第一电离能和电负性的数据和图示，掌握相关规律，培养证据推理与模型认知的核心素养

1.通过实例归纳总结微粒半径大小、第一电离能强弱、电负性强弱的规律，通过练习巩固落实2．掌握一般规律的同时，注意个别特殊情况的例子，落实规律判断的应用

知识导图

课前·新知导学

原子半径1．影响因素【答案】越大越大减小2．递变规律【答案】电子的能层数增大减小元素周期表中除0族元素外，原子半径最小和最大的元素都在第ⅠA族，该说法是否正确？微思考【答案】正确。原子半径最小的是H，原子半径最大的是Fr，二者都在第ⅠA族。判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)原子半径：r(Si)＞r(C)＞r(B)。 (

)(2)离子半径：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。 (

)(3)能层数多的元素的原子半径一定比能层数少的元素的原子半径大。 (

)(4)电子层数越多，原子半径一定越大。 (

)(5)同周期从左到右元素简单离子的半径逐渐减小。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

电离能1．第一电离能(1)概念：______态电中性____________失去一个电子转化为______态______________所需要的最低能量。(2)变化规律。①一般地，同一周期从左到右，元素的第一电离能呈逐渐__________的趋势。②同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐________。气基态原子气基态正离子增大减小2．第ⅢA族和第ⅥA族电离能“异常”的原因(1)第ⅢA族如B和Al的第一电离能较第ⅡA族Be、Mg________的原因：失去的能量最高的电子处于np能级，该能级的能量比同周期第ⅡA族的ns能级的能量__________。(2)第ⅥA族如O、S的第一电离能较第ⅤA族N、P________的原因是：第ⅤA族N、P的np能级的电子排布____________，比较稳定，第一电离能较________。低高低半充满高非金属性越强的元素，其第一电离能就越大吗？举例说明。微思考【答案】不是。如氧的非金属性比氮的非金属性强，但氧的第一电离能小于氮。判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)原子失去2个电子所需要的能量是其失去1个电子所需能量的2倍。 (

)(2)同周期元素从左到右，第一电离能有增大的趋势，故第一电离能C＜N＜O。 (

)(3)第三周期所含元素中钠的第一电离能最小。 (

)(4)元素的电离能越大，元素的非金属性越强。 (

)(5)同族从上到下，元素的电离能越来越小。 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

电负性1．键合电子元素相互化合时原子间产生_________，形象地称为___________。原子中用于形成____________的电子称为键合电子。2．电负性用来描述不同元素的原子对键合电子__________的大小。电负性______的原子，对键合电子的吸引力______。衡量标准：以氟的电负性为______，锂的电负性为______作为相对标准。化学作用力化学键化学键吸引力越大越大4.0

1.0

3．递变规律(1)同周期自左向右，元素的电负性逐渐变______(稀有气体元素除外)。(2)同主族自上而下，元素的电负性逐渐变______。4．应用：判断元素金属性和非金属性的强弱。(1)金属元素的电负性一般________1.8。(2)非金属元素的电负性一般______1.8。(3)位于非金属三角区边界的“__________”，电负性在1.8左右，既表现金属性，又表现非金属性。大小小于大于类金属元素周期表中电负性最大的元素和最小的元素分别是什么元素(放射性元素除外)?微思考【答案】电负性最大的元素是F，电负性最小的元素是Cs。判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)一般认为元素的电负性小于1.8的为金属元素，大于1.8的为非金属元素。 (

)(2)元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小。 (

)(3)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大。 (

)(4)元素的电负性越大，元素的非金属性越强。 (

)(5)一般情况下，电负性相差越大的两种元素，越易形成离子键。 (

)【答案】(1)√

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√课堂·素养初培任务一微粒半径素养探源核心素养考查途径宏观辨识与微观探析通过对原子半径影响因素及实质的分析与比较判断，考查学生根据微粒半径的内在实质和影响因素的理解，比较微粒半径的大小[情境导入]已知短周期元素，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构。(1)A、B、C、D的原子半径大小顺序是怎样的？A2＋、B＋、C3－、D－的离子半径呢？【答案】原子半径：B＞A＞C＞D；离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋。(2)请比较A与A2＋、D与D－的半径大小。【答案】微粒半径：A＞A2＋、D＜D－(3)比较微粒半径大小的关键要素是什么？【答案】①不同周期不同主族元素原子半径比较，先看周期再看主族。②对于离子半径的比较，要借助于电子层结构相同的离子半径的递变规律和元素周期律进行判断。③同一元素的阳离子半径小于原子半径；阴离子半径大于原子半径。微粒半径的大小比较[深化理解]原子半径同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小(稀有气体除外)。例如：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。例如：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)离子半径同种元素的粒子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。例如：r(Cl－)＞r(Cl)；r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)；r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例如比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)四种元素基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。四种原子按半径由大到小的顺序排列正确的是 (

)A．①＞②＞③＞④ B．②＞①＞③＞④C．②＞①＞④＞③ D．①＞②＞④＞③【答案】B[典例精练]【解析】由四种元素基态原子的电子排布式可知，①为S原子，②为P原子，③为N原子，④为F原子，原子半径由大到小的顺序为P＞S＞N＞F。试比较以下微粒半径的大小。(1)根据元素周期律，原子半径：Ga________As，第一电离能：Ga______(填“＞”或“＜”)As。(2)原子半径：Al______Si(填“＞”或“＜”)。

(3)随原子序数的递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。比较d、e常见离子的半径大小：_____＞_______(用化学式表示)。【答案】(1)＞

＜

(2)＞

(3)r(O2－)

r(Na＋)【解析】(1)同周期主族元素的原子半径随核电荷数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，As位于第ⅤA族，则原子半径：Ga＞As。Ga、As原子的价层电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p能级处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga＜As。(3)由图示可知，这八种元素分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl，O2－和Na＋具有相同的电子层结构，根据“序小径大”规律可知r(O2－)＞r(Na＋)。任务二电离能素养探源核心素养考查途径宏观辨识与微观探析通过对电离能影响因素及实质的分析与比较判断，考查学生根据电离能内在实质和影响因素的理解，进行比较元素电离能大小的应用能力[情境导入](1)据上图可知，第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比同周期的相邻元素都高，解释原因。【答案】同周期元素中，第ⅡA族元素的价层电子排布式为ns2，第ⅤA族元素的价层电子排布式为ns2np3，最外层s能级分别为全充满、p能级分别为全空或半充满状态，比较稳定，失去一个电子需要的能量相对较大，故其第一电离能比同周期相邻元素的要高。(2)根据Na、Mg、Al的电离能数据(见教材24页)，回答：①为什么同一元素的电离能逐级增大？【答案】同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1＜I2＜I3＜……这是由于原子失去一个电子变成＋1价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对电子的吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难失去，即失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量，同理I3＞I2、I4＞I3……In＋1＞In。②为什么Na、Mg、Al的化合价分别为＋1、＋2、＋3?【答案】Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成＋2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。1．第一电离能与原子核外电子排布的关系(1)第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。例如P的第一电离能比S的大，Mg的第一电离能比Al的大。(2)第三周期元素第一电离能的大小关系为：I1(Ar)＞I1(Cl)＞I1(P)＞I1(S)＞I1(Si)＞I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(Na)。[深化理解]2．电离能的应用(1)比较元素金属性的强弱：一般情况下，元素的第一电离能越小，元素的金属性越强。(2)确定元素原子的核外电子层排布。由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难失去，因此当元素原子失去不同能层的电子时电离能会发生突变。(3)确定元素的化合价。如果电离能在In与In＋1之间发生突变，则元素的原子易形成＋n价离子，或主族元素的最高化合价为＋n价。某元素的逐级电离能若I2≫I1，则该元素通常显＋1价；若I3≫I2＞I1，则该元素通常显＋2价；若I4≫I3＞I2＞I1，则该元素通常显＋3价。第一电离能I1是指气态电中性基态原子X(g)失去一个电子成为气态基态正离子X＋(g)所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。[典例精练]请回答以下问题：(1)认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。(2)从上图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是______________________。

(3)N元素的第一电离能比C、O元素的第一电离能大的原因是______________________________。

(4)气态锂原子失去核外不同电子所需的能量分别为：失去第一个电子为519kJ·mol－1，失去第二个电子为7296kJ·mol－1，失去第三个电子为11799kJ·mol－1，由此数据分析锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量的原因是__________。【答案】(1)(2)从上到下依次减小(3)N原子2p能级半充满，相对稳定(4)Li原子失去一个电子后变成Li＋，Li＋已形成稳定结构，再失去电子很困难下列叙述正确的是 (

)A．第三周期所含元素中，钠的第一电离能最小B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大C．在所有元素中，氟的第一电离能最大D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大【答案】A【解析】同周期元素中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，A正确，C错误；由于镁的3s能级全充满，3p能级全空，而铝的3s能级全满，3p能级中有一个电子，故铝的第一电离能小于镁，B错误；钾比镁电子层数多，原子半径大，更易失去电子，故钾的第一电离能小于镁，D错误。任务三电负性素养探源核心素养考查途径宏观辨识与微观探析通过对电负性影响因素及实质的分析与比较判断，考查学生根据电负性内在实质和影响因素的理解，进行元素电负性强弱比较的应用能力[情境导入](1)同主族元素的电负性有何变化规律？同周期主族元素的电负性与原子半径之间有何关系？【答案】同主族元素，核电荷数越大电负性越小。同周期主族元素的电负性随原子半径的减小而增大。(2)元素周期表中电负性最大的元素是哪种元素？电负性最小的元素是哪种元素(放射性元素除外)?【答案】电负性最大的元素为F元素；电负性最小的元素为Cs元素。(3)钙元素的电负性应该在哪两种主族元素之间？【答案】根据Ca元素在周期表中的位置，可知电负性：K＜Ca＜Mg。1．依据电负性判断元素的金属性和非金属性(1)金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于金属、非金属分界线两侧的元素的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。(2)金属元素的电负性越小，金属性越强；非金属元素的电负性越大，非金属性越强。[深化理解]2．依据电负性判断元素的化合价(1)电负性数值小的元素，在化合物中吸引键合电子的能力弱，元素的化合价为正值。(2)电负性数值大的元素，在化合物中吸引键合电子的能力强，元素的化合价为负值。3．利用电负性解释元素的“对角线规则”在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。“对角线规则”可以通过元素的电负性进行解释：Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2；Be、Al的电负性分别为1.5、1.5；B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，它们表现出的性质相似。如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO；Be(OH)2、Al(OH)3均属于难溶的两性氢氧化物；B、Si的最高价含氧酸都是弱酸等。不同元素的原子在化合物中吸引键合电子的能力大小可用电负性表示，若电负性越大，则原子吸引键合电子的能力越大，在所形成的分子中成为显负电性的一方。下面是某些短周期元素的电负性：[典例精练]元素LiBeBCOF电负性1.01.52.02.53.54.0元素NaAlSiPSCl电负性0.91.51.82.12.53.0(1)通过分析电负性的变化规律，确定N、Mg的电负性(x)范围：________＜x(N)＜__________；__________＜x(Mg)＜__________。

(2)推测电负性(x)与原子半径的关系是___________________。

(3)某有机物的分子中含有S—N键，在S—N键中，你认为共用电子对偏向__________(写原子名称)。

(4)经验规律告诉我们当成键两元素的电负性的差值大于1.7时，一般形成离子键，当电负性差值小于1.7时，一般形成共价键，试推断AlBr3中化学键的类型是____________。

(5)在元素周期表中，电负性最小的元素的位置为________________(放射性元素除外)。

【答案】(1)2.5

3.5

0.9

1.5(2)电负性越小，原子半径越大(3)氮(4)共价键(5)第六周期第ⅠA族【解析】由所给数据分析可知，同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小。