2025年高中化学新教材同步 必修第一册 第4章　第2节　第1课时　元素性质的周期性变化规律 - ty.docx

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:

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由1到8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:

规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。

提醒原子半径的递变规律指同一周期第ⅠA族~第ⅦA族之间的变化规律,不包括稀有气体元素。

思考1试比较下列微粒的半径大小(填“”“”或“=”)。

(1)MgCaK;?

(2)PSCl;?

(3)Fe3+Fe2+Fe;?

(4)S2-Cl-Na+Mg2+。?

提示(1)(2)(3)(4)

“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-Cl、Fe2+Fe3+。

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:

规律:随着原子序数的递增,元素的化合价呈周期性变化,即每周期,最高正价为+1→+7(O无最高正价、F无正价),负价为-4→-1。

思考2主族元素的最高化合价等于其族序数,这句话对吗?为什么?

提示不对。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O、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O元素没有最高正化合价、F元素无正价。

主族元素主要化合价的确定方法

(1)最高正价=主族序数=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的最高价为+1,最低价为-1。

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 ()

(3)氢元素除了有+1价外,也可以有-1价,如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 ()

答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√

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

答案C

解析主族元素的原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A错误;氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径:r(Li)r(Cl),故B错误;元素性质的周期性变化不是简单的重复,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C正确;氟是最活泼的非金属元素,它只有负化合价,没有正化合价,故D项错误。

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HnXOm,则X元素的族序数为,它的最高价氧化物的化学式为,氢化物的化学式为。?

答案2m-nX2O2m-nH(8-2m+n)X

解析HnXOm中H为+1价,O为-2价,则X为+(2m-n)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X2O2m-n,其最低负价为2m-n-8=-(8-2m+n),则其氢化物为H(8-2m+n)X。

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相同,由左向右核电荷数依次增多,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.实验探究:金属性的递变规律

(1)Na、Mg元素金属性强弱比较

原理

金属与水反应置换出H2的难易程度

操作

现象

镁条表面附着少量气泡

剧烈反应,溶液变成浅红色

化学反应

-

Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑

结论

结合Na与水的反应的现象,Na与水反应置换H2比Mg容易,则金属性:NaMg

(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碱性强弱

物质

Al(OH)3

Mg(OH)2

操作

现象

A中沉淀溶解

B中沉淀溶解

C中沉淀