专题5 第一单元 第1课时 元素周期律.docxVIP

第一单元元素周期律和元素周期表

第1课时元素周期律

[核心素养发展目标]1.了解元素的原子核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。2.能从物质变化的实验事实和有关数据中提取证据，能从宏观和微观结合的视角进行分析、比较、得出规律性的结论。

一、原子结构的周期性变化

1．原子序数

(1)概念：化学家按照核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号，这种编号叫作原子序数。

(2)数量关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

2．原子结构变化规律

(1)原子最外层电子排布的规律性变化

如图为核电荷数为1～18号的元素原子最外层电子数

规律：随着元素核电荷数的递增，除H、He外，元素原子最外层电子数呈现从1到8的周期性变化。

(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)

结合课本表5－1的数据，以元素原子核外最外层电子数为横坐标，原子半径为纵坐标，在坐标系中表示出3～9号元素、11～17号元素原子的最外层电子数和原子半径所对应的点，并把这两组点分别用光滑的曲线连接起来，绘制如图所示。

从上图可以得出：随着原子序数的递增，元素原子半径(稀有气体除外)呈现周期性变化。原子序数为3～9号元素和11～17号元素原子半径随着核电荷数的递增都逐渐减小。

(1)原子序数越大，原子半径一定越小()

(2)最外层电子数：NaAl，原子半径：NaAl()

(3)电子层数越多，半径越大()

(4)随着原子序数的递增，最外层电子排布均呈现由1个电子递增到8个电子的周期性变化()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×

二、元素性质的周期性变化

1．元素化合价

结合课本表5－2，对1～18号元素，以元素的原子序数为横坐标，元素的最高化合价和最低化合价为纵坐标，绘制折线图如图所示：

结论：①随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1到＋7(氧、氟除外)的周期性变化、最低负化合价呈现－4到－1的周期性变化。

②元素的最高正化合价＝最外层电子数(O、F及稀有气体除外)

|元素的最低负化合价(非金属具有)|＝8－最外层电子数

元素的最高正化合价＋|元素的最低负化合价|＝8(氢除外)

根本原因：随着核电荷数的递增，原子的最外层电子数排布呈周期性变化。

2．金属性和非金属性

通常情况下，元素原子失电子能力越强，元素的金属性越强，它的单质越容易从水或酸中置换出氢，该元素最高价氧化物的水化物的碱性越强；元素原子得电子能力越强，元素的非金属性越强，它的单质越容易与氢气反应形成气态氢化物，气态氢化物的热稳定性越强，该元素最高价氧化物的水化物的酸性越强。

(1)金属性强弱比较

①按表中实验操作要求完成实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

实验结论

在250mL烧杯中加入少量水，滴加两滴酚酞溶液，再将绿豆大小的一小块金属钠投入烧杯中

钠熔成小球，浮在水面上并四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液变红

钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

将已用砂纸打磨除去氧化膜的镁条、铝片分别放入滴有酚酞冷水的试管中，然后加热试管

①镁与水：常温下，没有明显的变化；加热，反应缓慢，酚酞变浅红色；

②铝与冷水、热水均看不到明显的变化

镁与冷水几乎不反应，但能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑

在两支试管中分别加入已用砂纸打磨除去氧化膜的镁条和铝片，再向试管中各加入2mL2mol·L－1盐酸

两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中逸出气体的速率较快

镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

由上述实验可知：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是NaMgAl。

②钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为NaMgAl。

(2)非金属性强弱比较

填写下表空格：

元素

Si

P

S

Cl

最高价氧化物的化学式

SiO2

P2O5

SO3

Cl2O7

最高价氧化物的水化物的化学式及酸性

H4SiO4

(或H2SiO3)弱酸

H3PO4

中强酸

H2SO4

强酸

HClO4

酸性更强

单质与H2的反应条件

高温

磷蒸气与

H2能反应

加热

光照

或点燃

气态氢化物的化学式及其热稳定性

SiH4

不稳定

PH3

不稳定

H2S受

热分解

HCl

稳定

分析上表，回答下列问题：

①硅、磷、硫、氯的单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为Cl2SPSi。

②硅、磷、硫、氯最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4H2SO4H3PO4H4SiO4(或H2SiO3)。

③硅、磷、硫、氯元素非金属性由