高中化学 第四章 第二节 第1课时 元素性质的周期性变化规律

第二节元素周期律

第1课时元素性质的周期性变化规律

［核心素养发展目标］1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化.认识元素周期律并

理解其实质。2.会设计实验探究同周期元素性质的变化规律、会比较元素的金属性或非金属性的强弱，促进“证据

推理与模型认知”化学核心素养的发展。

一、核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化

1.原子核外电子排布的周期性变化

以原子序数为1~18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下：

I2345678910II121314151617IB原子序数

幡期%—第二周期一第三周期T

规律:随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现的周期性变化(第一周期除外)。

2.原子半径的周期性变化

以第二、三周期元素为例,探究元素的原子半径的变化，图示如下：

原子序数(Z)原子序数(Z)

第二周期第三周期

规律:随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现的周期性变化。

【思考11试比较下列微粒的半径大小(填或“二”)。

(l)MgCaK;

(2)PSCl;

(3)Fe计Fe2+Fe;

2+2+

(4)S-CLNaMgO

■归纳总结口

“三看法”比较微粒半径的大小

一看层，层多径大；

二看核，层同核多径小；

三看电子,层同核同电子多径大，如Cl>CkFe2+>Fe3+o

3.元素化合价的周期性变化

以原子序数为1-18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下:

最

高

正

化

合

价

或

最

低

负

化

合

价

规律:随着原子序数的递增，元素的化合价呈__________变化，即每周期，最高正价为(O无

最高正价、F无正价),负价为。

【思考21主族元素的最高化合价等于其族序数,这句话对吗?为什么？

■归纳总结，

主族元素主要化合价的确定方法

(I)最高正价二主族序数二最外层电子数(0、F除外)。

(2)最低负价二最高正价-8(H、0、F除外)。

(3)H的最高价为+1,最低价为-1。

r应用体验」

1.判断正误

(1)第二周期元素从左至右，最高正价从+1递增到+7()

(2)原子半径最小的元素是氢元素()

⑶氢元素除了有+1价外，也可以有-1价，加NaH()

(4)主族元素的最低负价等于其族序数-8()

(5)第三周期原子半径最大的元素为钠()

2.下列说法正确的是()

A.原子序数越大，原子半径一定越大

B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大

C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复

D.按C、N、O、F的顺序，元素的最高正化合价依次升高

3.(2024•海口长流中学高一月考)若某非金属元素X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为

则X元素的族序数为，它的最高价氧化物的化学式为，氨化物的化学式

为。

二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律

以第三周期元素为例探究元素性质的递变规律。

1.预测:元素性质的递变规律

第三周期元素电子层数，由左向右核电荷数依次增多,原子半径依次，失电子

的能力依次，得电子的能力依次，预测它们的金属性依次非金属

性依次O

2.实验探究:金属性的递变规律

(l)Na>Mg元素金属性强弱比较

原理金属与水反应置换出比的难易程度

n

酚

1L献

-溶

>液

5一

操作找

、

俱

美

>才

现象镁条表面附着__________剧烈反应，溶液变成浅红色

△

化学反应-

Mg+2H2。Mg(OH)2+H2t

结论结合Na与水的反应的现象,Na与水反应置换出比Mg_________，则金属性:__________

(2)Mg、Al元素金属性强弱比较

原理金属的最高价氧化物对应的水化物的减性强弱

物质A1(OH)3Mg(OH)2

］氨水

|■氨水

T•

2mL1mol-L-12mL1mol-L'1

溶液溶液

操作

12mol-L'1t_2mo!L-,12mol-L-112mol-L-1

工盐酸溶液

工盐酸£NaOH溶液£NaOH

■T

Mg(OH);Mg(OH),

Al(OH)AI(OH)39沉淀〉沉淀

》胶状沉淀;t》胶状沉淀

CD

AB

A中沉淀__________C中沉淀__________

现象

B中沉淀__________D中沉淀__________

A、B、C、D试管A:_____________________C:_____________________

中的离子方程式B:_____________________D:__________

A1(OH)3是两性氢氧化物淇碱性弱于Mg(OH)2(中强碱),更弱于NaOH(强

结论

碱)，则金属性:__________

【思考1】下列物质①NaHCCh②Na2cO3③A1(OH)3④AICI3⑤Al⑥ALCh中,既能与盐酸反

应，又能与氢氧化钠溶液反应的是

3.信息获取:非金属性的递变规律

SiPSC1

磷蒸气与光照或

高温加热

判断依据与氢气化合氢气反应点燃

由易到难的顺序是__________

HC1CU强酸

最高价氧化物H2SiO3H3PO4H2sO4

(酸性比

判断依据对应的水化物弱酸中强酸强酸

H2s04强)

的酸性强弱

酸性:_______>________>________>________

随着原子序数的递增，同周期的Si、P、S、Cl得

结论

电子的能力_________，非金属性___________

4.元素周期律

(1)内容:元素的性质随着的递增而呈周期性的变化。

(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子的周期性变化的必然结果。

【思考21从原子结构角度解释同周期元素从左至右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强的原因。

r应用体验」

1.判断正误

⑴第三周期元素中,最高价氧化物对应水化物的酸性最强的为H2s04()

(2)可以通过简单气态氢化物的稳定性比较元素的非金属性()

(3)A1(OH)3是两性氢氧化物，与氨水、盐酸均可反应()

(4)盐酸可以与Na2cCh溶液反应生成CCh,可由此推出非金属性:C1>C()

(5)因为金属钠常失去1个电子，而铝失去3个电子，所以钠的金属性小于铝的金属性()

2.除第一周期外，下列关于同周期主族元素的变化规律的叙述不正确的是()

A.从左到右，原子半径逐渐减小

B.从左到右，单质的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强

C.从左到右，元索最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱.酸性逐渐增强

D.从左到右,元素最高正化合价从+1递变到+7(氧、氟除外)，最低负化合价从-4递变到-1

3.下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是()

A.Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性:Na>Mg

B.F2比02更容易与H2化合，非金属性:F>0

C.K0H的碱性强于Ca(OH)2,金属性:K>Ca

D.盐酸的酸性强于H2s03,非金属性:C1>S

随堂演练知识落实——

1.某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4,则该元素原子的最外层电子数为()

A.4B.5C.6D.7

2.(2024•安徽宿州高一期末)下列性质的比较，不能用元素周期律解群的是()

A.氧化性:C12>Bl*2>l2

B.失电子能力:K>Na>Li

C.酸性:HCIOQH2so4>H2s。3

D.原子半径:N>O>H

3.下列有关微粒半径大小关系比较中，正确的是()

A.r(Cu)>r(Cu+)>r(Cu2+)

B.原子X与Y的原子序数:X>Y,则原子半径一定是X<Y

C.微粒X+与Y-的核外电子排内相同，则离子半径:X+>Y-

D.同一主族非金属元素原子半径:X>Y,则非金属性:X>Y

4.C、0、Na、Al、Si、S、Cl是常见的几种元素。请回答下列问题：

(1)C在元素周期表中的位置为，在C、O、Si、S、Cl元素形成的简单氢化物中，稳

定性最差的氢化物的化学式为。

⑵用"v”或"="填空。

离了半径酸性得电了能力

H2s。4

O2-Al3+35cl37cl

HC104

(3)利用如图所示的装置可.验证同主族元素非金属性的变化规律。

①仪器B的名称为，干燥管D的作用是o

②若要证明非金属性:C1>I,则A中加浓盐酸,B中加KMnOMKMnO4与浓盐酸常温下反应生成C12),C

中加KI-淀粉溶液,观察到C中溶液的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑,此装置

缺少尾气处理装置，请用离子方程式表示尾气处理原理:o

③已知FhSiCh是白色沉淀,酸性比H2cCh弱。若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸、B中加

CaC03.C中加NazSiCh溶液,观察到C中溶液的现象，即可证明。但有的同学认

为盐酸具有挥发性,可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有溶液的洗气瓶。

答案精析

1.由1到8

2.由大到小

思考1(1)<<(2)>>(3)<<

(4)>>>

3.周期性+1—+7

思考2不对。主族元素形成最高化合价时，失去(或偏移)最外层的全部电子达到稳定结构，但0、F元素因原

子半径很小，非金属性很强，所以在反应中不能失去(或偏移)最外层的全部电子，故0元素没有最高正化合

价、F元素无正价。

应用体验

1.⑴x(2)4(3)4(4)x(5)7

2.C

3.2/71-/IX2O2*"H(8-2W+H)X

解析H“X0,”中H为+1价，0为-2价，则X为+(2〃?-〃)价，元素的主族序数等于最外层电子数，则X元素的族

序数为2m-n；它的最高价氧化物的化学式为XoO^-n,其最低负价为2〃?-止8=-(8-2〃什〃),则其氢化物为H(8.

2?«+//)Xo

1.相同减小减弱增强减弱增强

3+

2.(1)少量气泡容易Na>Mg(2)溶解溶解溶解不溶解A1(OH)3+3H+——A1+3H2OA1(OH)3+OH-

+2+

[A1(OH)4J-Mg(OH)2+2H1—Mg+2H2O不反应Na>Mg>Al

思考]

3.CKS、P、SiHCIO4H2SO4H3PO4H2SiO3逐渐增强逐渐增强

4.(1)原子序数(2)核外电子排布

思考2在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左至右，随核电荷数的增加，原子半径逐

渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，得电子能力逐渐增

强，非金属性逐渐增强。

应用体验

1.⑴x(2)4(3)x(4)x(5)x

2.B

3.D［依据元素周期律，金属与水反应越剧烈，失电子能力越强，金属性越强，Na比Mg与冷水反应剧烈，则

金属住：Na>Mg,A不符合题意；非金属性越强，非金属单质与氢气化合越剧烈，F?比02更容易与H?化合，

所以非金属性：F>0,B不符合题意；金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，K0H的碱性强

于Cai；OH)2,所以金属性：K>Ca,C不符合题意；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，虽

然盐酸的酸性强于H2s03,但盐酸是无氧酸，且H2sCh也不是S元素的最高价含氧酸，所以不能得出：非金属

性：C1>S,D符合题意。］

随堂演练知识落实

l.C2.C

3.A［同一元素不同粒子，核外电子数越多，半