《元素性质的周期性变化规律》化学授课课件教案

第四章物质结构元素周期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素养目标学法指导1.以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯为例，借助实验探究，结合原子结构知识，掌握同周期主族元素金属性和非金属性的递变规律，从而培养科学探究与创新意识的素养2.通过对元素周期律内容和实质的探究过程，建构微观原子结构特点决定宏观性质的探究思路和模式结合有关数据和实验事实认识同周期元素的核外电子排布、主要化合价(最高正化合价和最低负化合价)、原子半径等性质的周期性变化规律，逐步构建元素周期律知识导图课前·新知导学元素性质的周期性变化规律第三周期元素的金属性和非金属性(1)Na、Mg、Al金属性的比较。①与水反应。钠与冷水剧烈反应，生成强碱NaOH和氢气，同时放出大量的热。而镁与冷水反应缓慢，加热至水沸腾，Mg可与水反应，生成____________和氢气。②最高价氢氧化物的生成与溶解。Al(OH)3

：______________________________________________、____________________________________。Mg(OH)2

AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4ClAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2OMg(OH)2

：___________________________________________、Mg(OH)2在NaOH溶液中不溶解。③氢氧化铝的两性。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与强碱溶液反应生成盐和水，Al(OH)3为两性氢氧化物。反应的离子方程式分别为：____________________________、_____________________________。结论：NaOH是强碱，Mg(OH)2是________，Al(OH)3是________________，Na、Mg、Al的金属性____________。MgCl2＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4ClAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O中强碱两性氢氧化物逐渐减弱(2)Si、P、S、Cl非金属性的比较。结论：Si、P、S、Cl的非金属性逐渐_________。元素SiPSCl最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)名称____________________________化学式____________________________酸性强弱________________________(酸性比H2SO4强)硅酸磷酸硫酸高氯酸H2SiO3

H3PO4

H2SO4

HClO4

弱酸中强酸强酸强酸增强(3)第三周期元素的金属性、非金属性递变规律。【答案】减弱增强【答案】Al2O3与水不能直接化合生成Al(OH)3，可将Al2O3先溶于稀盐酸得到AlCl3，再向所得溶液中加入足量稀氨水即可得到Al(OH)3。Al(OH)3是Al2O3的水化物，如何由Al2O3生成Al(OH)3?

对于第二周期元素从左到右(稀有气体元素除外)，下列说法中不正确的是(

)A．原子半径逐渐减小B．最外层电子数逐渐增多C．最高正化合价逐渐升高D．元素的非金属性逐渐增强【答案】C【解析】对于同周期元素，从左到右，随着原子序数的递增，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小，最高正化合价逐渐升高(但第二周期O、F例外)，元素的非金属性逐渐增强。故A，B，D均正确，C错误。1．内容：元素的性质随着原子序数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原子______________的周期性变化的必然结果。元素周期律核外电子排布【答案】核外电子层数相同，随着原子序数(核电荷数)的递增，原子核对核外电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，最终导致元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。试从原子结构角度解释同周期元素性质存在周期性变化的原因。

下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中纵坐标表示(

)A．电子层数 B．最外层电子数C．最高化合价 D．原子半径【答案】B课堂·素养初培

任务一同周期元素性质的周期性变化素养探源核心素养考查途径宏观辨识与微观探析通过对元素周期律的分析，考查学生根据原子结构周期性变化预测元素性质的能力[情境导入]元素周期表是元素周期律的具体表现形式，是学习化学的一种重要工具。过去，门捷列夫曾用元素周期律预言未知元素并得到了证实。以第三周期元素为例思考下列问题。(1)Na、Mg、Al金属性强弱的比较。①依据：a．Na、Mg、Al置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为________________。b．Na、Mg、Al的最高价氧化物的水化物的碱性由强到弱的顺序为______________________。②结论：Na、Mg、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序为________________。【答案】①a.Na、Mg、Al

b．NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3②Na＞Mg＞Al(2)Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较。①依据：a．Si、P、S、Cl的单质与H2化合时条件由易到难的顺序为__________________。b．Si、P、S、Cl的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为__________________________。②结论：Si、P、S、Cl的非金属性由强到弱的顺序为__________。【答案】①a.Cl、S、P、Si

b．HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3②Cl＞S＞P＞Si[深化理解]同周期、同主族元素性质的递变规律项目同周期(自左至右)同主族(从上到下)原子半径减小增大主要化合价＋1→＋7－4→－1(F，O无最高正价)相似金属性减弱增强非金属性增强减弱项目同周期(自左至右)同主族(从上到下)离子阳离子氧化性增强减弱阴离子还原性减弱增强单质氧化性增强减弱还原性减弱增强氢化物稳定性增强减弱还原性减弱增强最高价氧化物对应水化物酸性增强减弱碱性减弱增强[典例精练]

下列有关元素周期律的叙述中，正确的是(

)A．氧化性强弱：F2＜Cl2B．金属性强弱：K＜NaC．酸性强弱：H3PO4＜H2SO4D．碱性强弱：NaOH＜Mg(OH)2【答案】C【解析】同主族，从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，非金属单质的氧化性逐渐减弱，A，B均错误；同周期，从左到右，元素的金属性减弱，非金属性增强，即最高价氧化物的水化物的碱性减弱，酸性增强，C正确，D错误。

下列叙述中不正确的是(

)A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强C．同周期元素的原子半径以第ⅦA族的为最大D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱【答案】C【解析】Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强，A正确；P、S、Cl的最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，由于P、S、Cl的非金属性依次增强，其对应的简单气态氢化物的稳定性也依次增强，B正确；除稀有气体元素外，同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小，C错误；因Na、Mg、Al的金属性依次减弱，故它们的氢氧化物的碱性依次减弱，D正确。

任务二原子或离子半径的大小比较素养探源核心素养考查途径宏观辨识与微观探析原子或离子半径的大小比较在考试中通常考查同周期、同主族原子半径的比较或者核外电子层排布相同的离子半径比较[情境导入]微观粒子尽管微乎其微，小到肉眼无法观察到，但与宇宙天体有很多相似之处，其中之一是都存在半径问题。(1)同周期元素(除零族元素)中，原子半径最小的是哪族元素？【答案】第ⅦA族元素。(2)请比较下列各组粒子半径大小。①C、N、O、Na、Si②O2－、F－、Na＋、Al3＋、S2－【答案】①Na＞Si＞C＞N＞O②S2－＞O2－＞F－＞Na＋＞Al3＋[深化理解]粒子半径大小比较的“四同”[典例精练]

下列粒子半径大小比较正确的是(

)A．r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(O2－)B．r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)>r(Al3＋)C．r(Na)<r(Mg)<r(Al)<r(S)D．r(Cs)<r(Rb)<r(K)<r(Na)【答案】B【解析】4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，即r(Al3＋)<r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(O2－)，A错误；Na、Mg、Al、S同属于第三周期，其原子半径依次减小，C错误；Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径r(Cs)>r(Rb)>r(K)>r(Na)，D错误；S2－和Cl－核外电子数相同，核电荷数Cl>S，则r(S2－)>r(Cl－)，Na＋和Al3＋核外电子数相同，核电荷数Al>Na，则r(Na＋)>r(Al3＋)，电子层数Cl－＞Na＋，则r(Cl－)＞r(Na＋)，B正确。

已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(

)A．原子半径：A>B>D>CB．原子的最外层电子数目：A>B>D>CC．原子序数：d>c>b>aD．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋【答案】D辨析·易错易混例1下列说法正确的是(

)A．第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强B．同周期非金属氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强C．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小D．第ⅦA族元素形成氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱错解：A或B

元素性质变化规律的应用的误区错因分析：本题易忽略“同周期”的应用前提而错选A项，或忽略“最高价氧化物”的限制条件而错选B项。第三周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，阴离子半径逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，C错误。满分策略：(1)元素性质的周期性变化并不是简单的重复。而是指后一周期元素性质及其变化趋势再呈现前一周期元素性质及其变化趋势，并非对应元素的性质完全相同。(2)应用元素周期律时，一定要注意“同周期”“同主族”等限制条件，防止机械应用规律出错。正解：D例2有X、Y两种元素，原子序数≤20，X的原子半径小于Y，且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法正确的是(

)A．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m错解：D

忽视一般规律中存在的特殊性的误区错因分析：本题易只顾及一般规律，忽略了特殊情况的存在，如F元素无正化合价等而错选D项。X、Y原子的最外层电子数相同，则X、Y处于同一主族；X的原子半径小于Y，则X的金属性小于Y，X的非金属性强于Y。HNO3为强酸，而NH3的水溶液显碱性，B错误；O和S元素处于同主族，O元素可形成O2、O3等单质，S元素的单质为S，C错误。满分策略：(1)非金属元素中，F元素无正价，O元素无最高正价。(2)大多数非金属元素形成氢化物的水溶液显酸性，但NH3的水溶液显碱性。(3)同主族元素及其化合物的结构与性质不一定相同，如第ⅠA族中H元素与其他碱金属元素不同。正解：A小练·素养达成1．下列关于元素周期律的叙述正确的是(

)A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B．元素的性质随着原子质量的递增而呈周期性变化C．随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从＋1到＋7，最低化合价从－7到－1重复出现D．元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化【答案】D

【解析】电子层数为1时最外层电子数是从1到2，A错误；元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，B错误；O、F没有正价，最低负价也不是从－7开始出现，C错误。2．借助碱金属元素和卤族元素性质的递变性分析下面的推断，其中正确的是(

)A．已知Ca是第四周期第ⅡA族元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱B．已知As是第四周期第ⅤA族元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大【答案】D【解析】金属性越强，对应最高价氧化物的水化物碱性越强，则Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的强，A错误；非金属越强，对应氢化物越稳定，则AsH3的稳定性比NH3的弱，B错误；金属性越强，与水反应越剧烈，则Cs与水反应比Na与水反应剧烈，C错误；同主族，原子序数大的原子半径大，则Cl的原子半径比F的大，D正确。3．以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是(

)A．将氧化铝溶于水B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水C．将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液D．将氧化铝溶于氢氧化钾【答案】B4．下列各组粒子，按半径由大到小顺序排列正确的是(

)A．Mg、Ca、K、Na B．S2－、Cl－、K＋、Na＋C．Br－、Br、Cl、S D．Na＋、Al3＋、Cl－、F－【答案】B【解析】K、Ca比Na、Mg多1个电子层，故有r(K)＞r(