第4章 第2节 第1课时 元素性质的周期性变化规律-【精讲精练】2023-2024学年高中化学必修第一册人教版（教师用书）

第二节　元素周期律 第1课时　元素性质的周期性变化规律 [知识素养目标] 1．结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，认识元素周期律并理解其实质，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 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。 知识点一　1～18号元素性质的周期性变化规律 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，同周期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 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。 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：__＋1→＋7__(O无最高正价、F无正价)，最低负价：__－4→－1__。 1．比较人体中含有的部分元素的原子或其离子半径大小(用“＞”或“＜”表示)。 (1)Cl________Br，S________Si________Al。 (2)O2－________F－________Na＋________Mg2＋。 (3)Cl－________Cl，Mg________Mg2＋。 (4)K________Mg，S________F。 提示：(1)＜　＜　＜　(2)＞　＞　＞　(3)＞　＞　(4)＞　＞ 2．第三周期元素中，哪种元素的简单离子的半径最小？ 提示：铝元素。 3．如果两种微粒，在元素周期表中不是同周期或同主族，应该如何比较其半径大小？ 提示：先看电子层数，电子层数越多，半径越大。如电子层数相同，看核电荷数，核电荷数越大，半径越小。 4．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：不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。 [归纳提升] 粒子半径大小比较的“四同” 1．某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为(　　) A．4　　　　　　　 B．5 C．6 D．7 解析　设该元素的最高正价为x，最低负价为y， 则　解得x＝6，y＝－2，因此该原子的最外层电子数为6。 答案　C 2．下列粒子半径大小顺序正确的是(　　) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 解析　四种离子核外电子排布相同，随着核电荷数的增加，离子半径依次减小，即Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，A错误；由于S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一个电子层，则S2－、Cl－的半径比Na＋、Al3＋的大，而S2－、Cl－和Na＋、Al3＋分别为核外电子排布相同的离子，则核电荷数越大，离子半径越小，故S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，B正确；Na、Mg、Al、S属于同周期元素，随着核电荷数的增加，原子半径依次减小，C错误；Cs、Rb、K、Na属于同主族元素，同主族元素随着核电荷数增加，原子半径依次增大，D错误。 答案　B 3．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为元素核电荷数，Y为元素的有关性质。) 把与下面的元素有关性质相符的曲线图的字母填在相应横线上。 (1)第ⅡA族元素的最外层电子数：________。 (2)第三周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径：________。 (3)第二、三周期主族元素随原子序数递增，原子半径的变化：________。 解析　(1)第ⅡA族元素的最外层电子数为2，随核电荷数增大，最外层电子数不变，故图B符合。(2)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋、P3－＞S2－＞Cl－，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以离子半径：Cl－＞Na＋，所以离子半径：P3－＞S2－＞Cl－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，故图C符合。(3)同周期主族元素，随原子序数递增原子半径减小，故图D符合。 答案　(1)B　(2)C　(3)D [题后总结] “三看”法比较简单粒子的半径大小 “一看”电子层数：当最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 知识点二　元素性质的周期性变化 1．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