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《元素性质的周期性变化规律》教案

[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、1～18号元素性质的周期性变化规律

观察教材表4－5，完成下列表格

1．原子最外层电子排布变化规律

周期序号

原子序数

电子层数

最外层电子数

结论

第一周期

1→2

1

1→2

同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)

第二周期

3→10

2

1→8

第三周期

11→18

3

1→8

规律：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现周期性变化

2.原子半径的变化规律(稀有气体除外)

周期序号

原子序数

原子半径(nm)

结论

第一周期

1→2

……

同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)

第二周期

3→9

0.152→0.071大→小

第三周期

11→17

0.186→0.099大→小

规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现周期性变化

3．元素的主要化合价

周期序号

原子序数

主要化合价

结论

第一周期

1→2

＋1→0

①同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高(＋1→＋7，O和F无最高正价)；

②元素的最低负价由ⅣA族的－4价逐渐升高至ⅦA族的－1价；

③最高正价＋|最低负价|＝8

第二周期

3→9

最高价＋1→＋5(不含O、F)

最低价－4→－1

规律：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化

(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()

(3)同周期元素最外层电子数都是从1递增到8()

(4)氢元素除了有＋1价外，也可以有－1价，如NaH()

答案(1)×(2)√(3)×(4)√

1．(1)同周期元素随核电荷数增加原子半径逐渐减小的原因是什么？

(2)电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？

提示(1)同周期元素电子层数相同，核电荷数增多，即原子核所带正电荷增多，原子核对核外电子吸引力增大，原子半径减小。

(2)不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。

2．34号元素硒(Se)被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”“抗癌之王”“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉，其原子结构示意图为。

(1)推断该元素在周期表中的位置：第四周期ⅥA族。

(2)按要求写化学式：①气态氢化物为H2Se；②最高价氧化物对应的水化物为H2SeO4。

(3)推测35Br的最高正化合价和最低负化合价的数值分别是＋7、－1，原子半径的大小关系为：r(Se)r(Br)(填“”或“”)。

1．主族元素主要化合价的确定方法

(1)最高正价＝主族的序号＝最外层电子数(O、F除外)。

(2)最低负价＝最高正价－8(H、O、F除外)。

(3)H最高价为＋1，最低价为－1；O最低价为－2；F无正化合价，最低价为－1。

2．氢化物及其最高价含氧酸的关系

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

氢化物

RH4

RH3

H2R

HR

最高价氧化物对应的水化物

H2RO3或H4RO4

H3RO4或HRO3

H2RO4

HRO4

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．第三周期元素电子层数相同，由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加，原子半径依次减小，失电子的能力依次减弱，得电子的能力依次增强，预测它们的金属性依次减弱，非金属性依次增强。

2．钠、镁、铝元素金属性的递变规律

(1)钠、镁元素金属性强弱的实验探究

①原理：金属与水反应置换出H2的难易。

②实验操作：

③现象：加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。

④结论：镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑。

结合前面所学钠与水的反应，可得出金属性：NaMg。

(2)镁、铝元素金属性强弱的实验探究

Al

Mg

原理

最高价氧化物对应水化物的碱性强弱

实验操作

沉淀溶解情况

沉淀逐渐溶解

沉淀逐渐溶解

沉淀溶解

沉淀不溶解

相关反应的化学方程式

Al(OH)3＋3HCl

===AlCl3＋3H2O

Al(OH)3＋NaOH

===NaAlO2＋2H2O

Mg(OH)2＋2HCl

===MgCl2＋

2H2O

实验结论

金属性：MgAl

(3)钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性

NaOH

Mg(OH)2

Al(OH)3

分类

强碱

中强碱(属于弱碱)

两性氢氧化物

碱性强弱

NaOH