第四章物質結構元素周期律第二節元素周期律第1課時元素性質的周期性變化規律【課標要求】以第三周期元素為例，結合已有知識和實驗探究，從宏觀上認識元素性質的周期性變化，從結構上理解周期性變化的本質，總結同周期、同主族元素原子結構、性質的規律，發展宏觀辨識與微觀探析、科學探究與創新意識化學學科核心素養。【學業質量水平及學業要求】水平2：能從原子結構視角說明元素的性質遞變規律，并能結合實驗及事實進行說明；能觀察并如實記錄實驗現象和數據，進行分析和推理，得出合理的結論。【學習目標】結合有關數據和實驗事實認識原子結構、元素性質呈周期性變化的規律，建構元素周期律。以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例，了解同周期主族元素性質的遞變規律。【教學內容】學習任務一、1～18號元素性質的周期性變化規律（一）原子核外電子排布的周期性變化1、原子核外最外層電子數與原子序數變化的關系圖2、規律：隨著原子序數的遞增，同周期元素原子的最外層電子排布呈現由1到8的周期性變化(第一周期除外)。（二）元素化合價的周期性變化1、元素化合價與原子序數變化的關系圖2、規律：隨著原子序數的遞增，元素的化合價呈周期性變化，即每周期，最高正價：＋1到＋7；最低負價：－4到－1。【總結】①主族元素的最高正價=最外層電子數=族序數②最高正價+|最低負價|=8③金屬無負價，F無正價，O無最高正價，H：0、+1、-1。（三）原子半徑的周期性變化1、元素的原子半徑與原子序數變化的關系圖2、規律：隨著原子序數的遞增，同周期元素的原子半徑呈現由大到小的周期性變化。同主族，由上到下，原子半徑逐漸增大；同周期，從左至右，原子半徑逐漸減小。【總結】粒子半徑的比較方法：①優先比較電子層數，電子層數越大，半徑越大；②電子層數相同，則比較核電荷數，核電荷數越大，半徑越小；③電子層數與核電荷數相同時，比較電子數，電子數越大，半徑越大。（四）同周期元素的金屬性和非金屬性變化【點撥】金屬性、非金屬性強弱的比較方法金屬性非金屬性金屬和水、酸反應置換出氫氣的難易程度非金屬與氫氣化合的難易程度、或氫化物的穩定性最高價氧化物對應水化物的堿性最高價氧化物對應水化物的酸性置換反應，性質強的可置換出性質弱的離子的一種性質越強，相對應單質的另一種性質就越弱1、鈉、鎂、鋁金屬性的遞變規律元素鈉鎂鋁判斷依據與水反應與冷水反應劇烈2Na+2H2O=2NaOH+H2↑與沸水緩慢反應常溫或加熱下遇水無明顯現象與酸反應與酸反應極為迅速2Na+2H+=2Na++H2↑與酸反應劇烈Mg+2H+=Mg2++H2↑與酸反應較快2Al+6H+=2Al3++3H2↑最高價氧化物對應水化物的堿性NaOH強堿Mg(OH)2中強堿Al(OH)3兩性氫氧化物結論Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱【復習】Al(OH)3的制備與兩性①制備：AlCl3溶液中加足量氨水，化學方程式為_Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+__。②兩性：Al(OH)3與鹽酸、NaOH溶液反應的離子方程式分別為_Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O_、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O________。2、硅、磷、硫、氯非金屬性的遞變規律元素SiPSCl判斷依據與氫氣化合的條件高溫磷蒸氣與氫氣反應加熱光照或點燃最高價氧化物對應水化物及其酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強酸H2SO4強酸HClO4強酸

(酸性比H2SO4強)結論硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強學習任務二、元素周期律元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化。元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。第2課時元素周期表和元素周期律的應用課程解讀課標要點學科素養元素周期表認識元素周期表是學習、研究和應用化學的一種重要工具元素周期律的應用通過掌握元素周期表的結構和元素在周期表中的位置培養學生的證據推理與模型認知能力1．金屬和非金屬元素分區規律虛線附近的元素既能表現出一定的__金屬__性，又能表現出一定的__非金屬__性。2．元素化合價與元素在周期表中位置的關系主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA元素符號NaMgAlSiPSCl最外層電子數1234567最高正化合價＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7最低負化合價———－4－3－2－1(1)主族元素最高正化合價＝__主族序數__＝__最外層電子數__。(2)非金屬元素的化合價①最高正價等于原子所能失去或偏移的__最外層電子數__。②最低負價等于使它達到__8電子__穩定結構所需得到的電子數。③最高正價與最低負價絕對值之和等于__8__。3．元素周期律和元素周期表的意義和應用(1)根據元素在周期表中的位置推測其__原子結構__和__性質__。(2)根據元素的__原子結構__推測元素在周期表中的位置和性質。(3)指導新元素的發現及預測它們的__原子結構和性質__。(4)尋找新物質①在金屬與非金屬分界線附近尋找__半導體__材料，如硅、鍺等。②研究__氟、氯、硫、磷、砷等__附近的元素，制造新農藥。③在__過渡元素__中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)根據元素周期律可知金屬性最強的是銫，非金屬性最強的是氦。(×)(2)鍺元素屬于金屬元素，但也具有一定的非金屬性。(√)(3)主族元素最高正價與最低負價的絕對值之和等于8。(×)(4)金屬元素只表現金屬性，非金屬元素只表現非金屬性，不表現金屬性。(×)(5)高氯酸(HClO4)是酸性最強的含氧酸，所以氯元素是非金屬性最強的元素。(×)(6)在周期表中的氯、磷、硫元素附近探索研制農藥的材料，所以這幾種元素的化合物都有毒。(×)2．下列說法中不正確的是(D)A．19世紀中葉，門捷列夫的突出貢獻是發現元素周期律B．在金屬元素和非金屬元素交界處最容易找到半導體材料C．在過渡元素中容易找到制造優良催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素D．根據硼在元素周期表中的位置，推測硼的最高價含氧酸的化學式可能是HBO3【解析】A項，19世紀中葉，門捷列夫的突出貢獻是發現元素周期律，正確；B項，在金屬元素和非金屬元素交界處的元素具有一定的金屬性和非金屬性，因此最容易找到半導體材料，正確；C項，過渡元素都是金屬元素，從中可以找到制造優良催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素，正確；D項，硼與鋁同主族，鋁的最高價氧化物對應的水化物為Al(OH)3或H3AlO3，則硼的最高價含氧酸的化學式可能是H3BO3，錯誤。3．(1)短周期元素R的氫化物的化學式為H2R，則該元素最高價氧化物對應水化物的化學式是什么？(2)為什么說元素周期表是元素周期律的具體表現形式？(3)從第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹連成一條斜線，即為金屬元素和非金屬元素的分界線，分界線附近元素的性質有何特點？這些元素可制取什么材料？(4)如何比較氫氧化鈣和氫氧化鋁的堿性強弱？答：(1)該元素最高價氧化物對應水化物的化學式為H2RO4。(2)元素周期表的編排是按元素原子序數遞增的順序進行的，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結構和元素的性質，我們可以根據元素在周期表中的位置推測其原子結構和性質，也可以根據元素的原子結構推測它在周期表中的位置。(3)分界線附近的元素既有一定的金屬性，又有一定的非金屬性，這些元素可以制取半導體材料。(4)鈣與鋁既不在同一周期也不在同一主族，可借助鎂來比較，金屬性：Ca>Mg>Al，故堿性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。eq\o(\s\up7(),\s\do5(元素“位、構、性”的關系))元素的原子結構、元素在周期表中的位置和元素的主要性質三者之間的關系如圖所示：(1)原子結構eq\o(→,\s\up7(決定))元素在周期表中的位置結構eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外層電子數＝主族序數,電子層數＝周期序數))→位置(2)原子結構eq\o(→,\s\up7(決定))元素的化學性質最外層電子數越少，電子層數越多→越易失電子，金屬性越強；最外層電子數越多，電子層數越少→越易得電子，非金屬性越強。(3)位置eq\o(→,\s\up7(體現),\s\do5(或推測))原子結構和元素性質eq\a\vs4\al(例1)如圖是部分短周期元素原子序數與主要化合價的關系圖，X、Y、Z、W、R是其中的五種元素。下列說法不正確的是(D)A．原子半徑：Y>XB．最高價氧化物對應水化物的酸性：R>WC．簡單氣態氫化物的穩定性：X>WD．單質與水(或酸)反應的劇烈程度：Z>Y【解析】由圖可知，X的化合價為－2價，沒有正化合價，故X為O元素；Y的化合價為＋1價，沒有負化合價，原子序數大于O元素，故Y為Na元素；Z的化合價為＋3價，沒有負化合價，原子序數大于Na元素，故Z為Al元素；W的化合價為＋6價、－2價，故W為S元素；R的最高正價為＋7價，應為Cl元素。Na的電子層比O多一個，故原子半徑：Na>O，故A正確；S、Cl同周期，自左而右非金屬性逐漸增強，最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸增強，故B正確；O、S同主族，自上而下非金屬性逐漸減弱，簡單氣態氫化物的穩定性逐漸減弱，故C正確；Na、Al同周期，自左而右金屬性逐漸減弱，單質與水或酸反應的劇烈程度逐漸減弱，故D錯誤。eq\a\vs4\al(例2)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如表所示，這四種元素的原子最外層電子數之和為21。下列說法不正確的是(C)WXYZA．原子半徑大小：X>Y>ZB．W、Y兩種元素都能與氧元素形成化合物WO2、YO2C．氧化物對應水化物的酸性：Z>Y>WD．Y能形成化合物H2Y、H2YO4【解析】根據題意及元素在周期表中的位置，設W的最外層電子數為n，則n＋n＋n＋2＋n＋3＝21，得n＝4，則W為C，X為Si，Y為S，Z為Cl,同周期元素從左向右原子半徑減小，則原子半徑大小：X>Y>Z，故A正確；W、Y兩種元素與氧元素分別形成化合物CO2、SO2，故B正確；非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，故C錯誤；Y能形成化合物H2S、H2SO4，故D正確。1．四種短周期元素在周期表中的位置如圖所示，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是(D)A．原子半徑：Z＜MB．Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族C．X的最簡單氣態氫化物的熱穩定性比Z的弱D．Y的最高價氧化物對應水化物的酸性比X的弱【解析】根據元素在周期表中的位置可知，M為Al，X為Si，Y為N，Z為O。電子層數越多，原子半徑越大，因此原子半徑：Z＜M，故A正確；O原子含有2個電子層，最外層含有6個電子，因此O位于元素周期表中第二周期第ⅥA族，故B正確；非金屬性：O＞Si，所以氣態氫化物的穩定性：H2O＞SiH4，故C正確；非金屬性：N＞Si，所以最高價氧化物對應水化物的酸性：HNO3＞H2SiO3，故D錯誤。2．已知Xn－、Yn＋、Z三種單核粒子具有相同的核外電子層結構，下列分析中正確的是(B)A．離子半徑：Xn－<Yn＋B．Z一定是稀有氣體元素的原子C．原子序數：Z>Y>XD．原子半徑：Y<X【解析】題給三種單核粒子電子層結構相同，Xn－、Yn＋為離子，最外層電子達到穩定結構，Z為稀有氣體元素。根據“陰上陽下”的規律可知Y在X的下一周期，故三種元素的相對位置如圖：，則元素的原子序數大小關系為Y>Z>X，原子半徑：Y>X，電子層結構相同的離子，原子序數越大，離子半徑越小，則離子半徑：Xn－>Yn＋。3．部分短周期元素的性質或原子結構如表所示：元素編號元素性質或原子結構TM層上有6個電子X最外層電子數是次外層電子數的2倍Y常溫下單質為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性Z元素最高正價是＋7價(1)元素X的一種同位素可用于測定文物年代，這種同位素的符號是__eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C__。(2)元素Z與元素T相比，非金屬性較強的是__Cl__(填元素符號)，下列表述中能證明這一事實的是__b__(填字母)。a．常溫下Z的單質和T的單質狀態不同b．Z的氫化物比T的氫化物穩定c．一定條件下Z和T的單質都能與氫氧化鈉溶液反應(3)探尋物質性質的差異性是學習化學的重要方法之一，T、X、Y、Z四種元素的最高價氧化物對應的水化物中化學性質明顯不同于其他三種的是__H2CO3__，理由是__H2CO3屬于弱酸