4.2.1 元素性质的周期性变化规律 -【巅峰讲义】2023-2024学年高一化学同步精品讲义+随堂检测（人教版2019必修第一册）

第四章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 4.2.1 元素性质的周期性变化规律 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 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 【温馨提示】元素原子核外电子排布的周期性变化 同周期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 【温馨提示】元素原子半径的周期性变化 同周期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 【温馨提示】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： 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(F无正价，O无最高正价)，负价：－4→－1。 【归纳总结】 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 【即学即练】 1．如图是部分1～18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是 A．原子半径：Z>Y>X B．离子半径：Z>Y>X C．元素W的最高价和最低价代数和为4 D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应 2．几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表，下列说法正确的是 元素代号 A B C D E F 化合价 -2 ＋4、-4 -1 ＋5、-3 ＋3 ＋1 原子半径/nm 0.074 0.077 0.099 0.110 0.143 0.186 A．A和B只能形成一种常见化合物 B．D元素的单质不存在同素异形体 C．C的氧化物对应水化物的酸性一定比B的强 D．A、E的简单离子半径由大到小的顺序是A>E 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＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。 结合前面所学钠与水的反应，可得出金属性：Na>Mg。 (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＋