新教材2023年高中化學(xué)第4章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第2節(jié)元素周期律第1課時元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律課件新人教版必修第一冊

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)元素周期律第1課時元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．認(rèn)識同周期元素的核外電子排布、主要化合價、原子半徑等性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。2．以第三周期元素為例，掌握同周期主族元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律。1．通過對“同周期元素性質(zhì)”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。2．通過對“元素周期律內(nèi)容和實質(zhì)”的學(xué)習(xí)，建構(gòu)微觀原子結(jié)構(gòu)特點決定宏觀性質(zhì)的探究思路和模式。課前素能奠基課堂素能探究課堂達標(biāo)驗收新課情境呈現(xiàn)新課情境呈現(xiàn)核外電子是處在一定的軌道上繞核運行的，正如太陽系的行星繞太陽運行一樣；核外運行的電子分層排布，按能量高低而距核遠(yuǎn)近不同。這個模型被稱為“玻爾原子模型”?，F(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論在新的實驗基礎(chǔ)上保留了“玻爾原子模型”合理的部分，并賦予其新的內(nèi)容。你想知道核外電子是如何排布的嗎？請讓我們一起走進教材學(xué)習(xí)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。課前素能奠基新知預(yù)習(xí)一、原子結(jié)構(gòu)的周期性變化結(jié)合圖1、圖2、圖3完成下表：21～8大小＋1＋5－4－1031～8大?。?＋7－4－10核外電子排布、原子半徑、化合價都呈周期性變化二、第三周期元素性質(zhì)的遞變1．鈉、鎂與水的反應(yīng)鈉熔成小球，浮于水面，四處游動，有“嘶嘶”的響聲，反應(yīng)后溶液加酚酞變紅加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色2Na＋2H2O══2NaOH＋H2↑2．兩性氫氧化物(1)概念：既能與強酸反應(yīng)又能與強堿反應(yīng)，且均生成鹽和水的氫氧化物。(2)氫氧化鋁的兩性①向AlCl3溶液中加入過量氨水，現(xiàn)象：________________，反應(yīng)方程式：_________________________________________。產(chǎn)生白色沉淀AlCl3＋3NH3·H2O══3NH4Cl＋Al(OH)3↓②向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量，現(xiàn)象：___________________________________，反應(yīng)方程式：____________________________________、___________________________________。③向Al(OH)3沉淀中加入鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________。先產(chǎn)生白色AlCl3＋3NaOH══3NaCl＋NaOH＋Al(OH)3══NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋3H＋══Al3＋＋3H2O沉淀，后白色沉淀溶解Al(OH)3↓3．鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性

NaOHMg(OH)2Al(OH)3分類強堿中強堿(屬于弱堿)兩性氫氧化物堿性強弱NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3結(jié)論金屬性：Na>Mg>Al4．Si、P、S、Cl的非金屬性的遞變規(guī)律Si<P<S<ClHClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強5．同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律三、元素周期律1．內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。2．實質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是原子的________________的周期性變化的必然結(jié)果。減弱增強核外電子排布應(yīng)用體驗1．下列各組元素中，按從左到右的順序，原子序數(shù)遞增、元素的最高正化合價也遞增的是

(

)A．C、N、O、F

B．Na、Be、B、CC．P、S、Cl、Ar D．Na、Mg、Al、Si解析：F無正化合價，A項錯誤；Na原子序數(shù)最大，B項錯誤；Ar為稀有氣體，最高價一般為0，C項錯誤；Na、Mg、Al、Si位于同周期，原子序數(shù)依次增大，最高正化合價遞增，D項正確。D2．元素的性質(zhì)呈周期性變化的根本原因是 (

)A．相對原子質(zhì)量遞增，量變引起質(zhì)變B．原子半徑呈周期性變化C．原子核外電子排布呈周期性變化D．元素的最高正化合價呈周期性變化解析：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，元素原子的核外電子排布的周期性變化導(dǎo)致元素性質(zhì)的周期性變化，故選C。C3．在“世界硒都”——恩施硒資源相對豐富和集中，屬于高硒區(qū)，該地盛產(chǎn)富硒茶，含有人體所必需的硒元素，有一定的保健作用。已知硒元素與氧元素同族，與鈣元素同周期。下列關(guān)于硒的描述不正確的是 (

)A．原子序數(shù)為24B．最高價氧化物是SeO3，是酸性氧化物C．原子半徑比鈣小D．氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是H2Se，穩(wěn)定性比HCl差解析：由題中信息知Se在周期表中的第四周期第ⅥA族，原子序數(shù)是34，故選A。A要點歸納課堂素能探究知識點元素周期表中主族元素的周期性變化規(guī)律1．根據(jù)P、S、Cl在周期表中位置進行比較(1)H3PO4、H2SO4、HClO4酸性強弱。(2)P3－、S2－、Cl－還原性強弱。2．試根據(jù)同周期元素非金屬性的變化規(guī)律，比較SiH4、PH3、H2S和HCl的穩(wěn)定性。探究提示：1．(1)非金屬性：Cl>S>P，酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4。(2)非金屬性：Cl>S>P，還原性：P3－>S2－>Cl－。2．元素的非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期元素，隨著原子序數(shù)的遞增，非金屬性逐漸增強，故非金屬性：Si<P<S<Cl，所以它們的氫化物的穩(wěn)定性順序為SiH4<PH3<H2S<HCl。知識歸納總結(jié)：內(nèi)容同周期(從左到右)同主族(從上到下)原子結(jié)構(gòu)電子層數(shù)相同依次增加最外層電子數(shù)依次增加相同原子半徑逐漸減小逐漸增大主要化合價從＋1→＋7，從－4→－1相似(最高正價相同)元素的性質(zhì)得電子能力逐漸增強逐漸減弱失電子能力逐漸減弱逐漸增強金屬性逐漸減弱逐漸增強非金屬性逐漸增強逐漸減弱內(nèi)容同周期(從左到右)同主族(從上到下)單質(zhì)氧化性逐漸增強逐漸減弱還原性逐漸減弱逐漸增強離子陽離子氧化性逐漸增強逐漸減弱陰離子還原性逐漸減弱逐漸增強氫化物穩(wěn)定性逐漸增強逐漸減弱還原性逐漸減弱逐漸增強最高價氧化物的水化物酸性逐漸增強逐漸減弱堿性逐漸減弱逐漸增強點撥：(1)主族元素的最高正價＝最外層電子數(shù)(O、F除外)。(2)只有非金屬才有負(fù)價，且|最低負(fù)價數(shù)值|＋|最高正價數(shù)值|＝8。(3)比較元素的非金屬性，可以通過最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比較，而不是氫化物溶液的酸性。例如已知酸性HCl>H2S，但是不能說明氯的非金屬性比硫的強。元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要工具。過去，門捷列夫曾用元素周期律預(yù)言未知元素并得到了證實。下列關(guān)于元素周期律的敘述中不正確的是 (

)A．Na、Mg、Al最外層電子數(shù)依次增多，單核離子的氧化性依次增強B．P、S、Cl最高正化合價依次升高，對應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增強C．同周期元素的原子半徑以第ⅦA族的為最大D．Na、Mg、Al的氫氧化物的堿性依次減弱典例1C解析：元素周期表中，同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，只有C不正確?！菜仞B(yǎng)應(yīng)用1〕a，b，c，d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同；d與a同族，下列敘述正確的是 (

)A．原子半徑：d>c>b>aB．4種元素中b的金屬性最強C．c的氧化物的水化物是強堿D．d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強B解析：由a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同，則a的原子序數(shù)應(yīng)為2或8，原子序數(shù)為2時為He，故a原子序數(shù)為8，則a為O；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同，則c只能為Al；由于d與a同族，d為S；則b為Na或Mg。由于b、c、d在第3周期，則原子半徑為b>c>d，d與a同主族，則原子半徑d>a，故A項錯誤；同周期從左到右，金屬性逐漸減弱，則金屬性b>c，a、d為非金屬，金屬性較弱，故B正確；c為Al，其氧化物的水化物為氫氧化鋁，為兩性氫氧化物，不是強堿，故C項錯誤；d與a屬于第ⅥA族元素，分別為S和O，同一主族的元素非金屬性從上到下逐漸減弱，因此a單質(zhì)的氧化性比d單質(zhì)的氧化性強，故D錯誤。問題探究：1．根據(jù)元素周期表中各元素原子半徑的變化規(guī)律，比較碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半徑大小。2．如何比較電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒的半徑大小？以O(shè)2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋為例說明。知識點粒子半徑大小的比較探究提示：1．C和F是同周期元素，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，故原子半徑C大于F；O和S為同主族元素，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，所以原子半徑S大于O。2．電子層結(jié)構(gòu)相同時，核外電子數(shù)必定相等，其微粒半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小，故離子半徑：O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。知識歸納總結(jié)：粒子半徑大小比較的“四同”微觀粒子盡管微乎其微，小到肉眼無法觀察到，但與宇宙天體有很多相似之處，其中之一是都存在半徑問題。(1)微粒半徑與電子層數(shù)、核電荷數(shù)、電子數(shù)有什么關(guān)系？(2)同周期元素中，原子半徑最小的是哪族元素？(3)同一周期的陰離子和陽離子比較，哪個的半徑更大？(4)比較下列各組微粒半徑，正確的是________。①Cl<Cl－<Br－

②F－<Mg2＋<Al3＋

③Ca2＋<Ca<Ba

④S2－<Se2－<Br－典例2答案：(1)電子層數(shù)越多、核電荷數(shù)越小、電子數(shù)越多，半徑越大。(2)第ⅦA族元素。(3)陰離子與同周期的稀有氣體的核外電子排布相同，陽離子與上周期的稀有氣體的核外電子排布相同，故陰離子比同一周期的陽離子多一個電子層，故半徑大于陽離子。(4)①和③。①陰離子半徑大于同元素的原子半徑，所以Cl－>Cl，電子層數(shù)Br－>Cl－，所以①正確；②電子層結(jié)構(gòu)相同的粒子，核電荷數(shù)大的半徑小，②不正確；③陽離子半徑小于同元素的原子半徑，③正確；④中應(yīng)為Se2－>Br－>S2－，④不正確?！菜仞B(yǎng)應(yīng)用2〕下列粒子半徑大小的比較中，正確的是 (

)A．Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋C．Na<Mg<Al<SD．Cs＋>Rb＋>Na＋>K＋B解析：Na＋、Mg2＋、Al3＋、O2－的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，微粒的半徑就越小，應(yīng)是Al3＋<Mg2＋<Na＋<O2－，A項錯誤；S2－、Cl－具有相同的電子層排布，但Cl－的核電荷數(shù)較大，所以其半徑較小，Na＋、Al3＋的核外電子排布相同，Na＋的核電荷數(shù)較小，故其半徑較大，而且Cl－比Na＋多一個電子層，顯然Cl－的半徑大于Na＋，這四種微粒半徑的大小順序應(yīng)是S2－>Cl－>Na＋>Al3＋，B項正確；C項中Na、Mg、Al、S原子的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大者，其半徑越小，故其半徑大小順序為Na>Mg>Al>S，C項錯誤；D項中粒子半徑K＋>Na＋，D項錯誤。課堂達標(biāo)驗收1．(2022·宿遷高一檢測)下列實驗不能作為判斷依據(jù)的是 (

)A．鈉和銫分別與冷水反應(yīng)的劇烈程度，判斷鈉和銫金屬性強弱B．鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅，判斷鈉比鐵的金屬活動性弱C．硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，判斷碳酸與硅酸的酸性強弱D．根據(jù)Br2和I2分別與H2反應(yīng)的難易，判斷溴與碘的非金屬性強弱B2．四種短周期元素在周期表中的位置如圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是 (

)A．原子半徑：Z<MB．Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比X的弱C．X的最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的大D．Z位于元素周期表中第二周期ⅥA族BC解析：根據(jù)各元素在周期表中的相對位置及只有M為金屬元素可知，M為Al，X為Si，Y為N，Z為O。同一周期隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，同一主族隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，所以原子半徑Z<M，A項正確；Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是HNO3，X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，HNO3酸性