专题15 元素周期律 （教材深度精讲）-【核心素养系列】2023-2024学年高一化学知识整合讲练（人教版2019必修第一册）

专题15 元素周期律 （教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析:从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,能从宏观和微观相结合的视角分析元素周期律的递变性。 2.证据推理与模型认知:具有证据意识,基于实验现象和事实对物质的组成、结构及其变化分析得出元素周期律;基于元素周期律理解元素周期表的编排方法,能运用元素周期表揭示元素周期律。 3.科学探究与创新意识:发现和提出有探索价值的原子结构与性质的问题,如核外电子排布、元素的特殊性等,面对异常现象敢于提出自己的见解。 【知识导图】 【目标导航】 1．通过原子核外电子排布、元素最高化合价和最低化合物、原子半径等有关数据和实验事实，能够认识随原子序数递增而呈周期性变化的规律，能理解元素周期律的形成原因是原子核外电子排布的周期性变化结果。 2．通过第三周期元素性质递变规律为例，能认识同周期元素的金属性、非金属性等随原子序数递增而呈周期性变化的规律，建构元素周期律。 3．通过对第三周期原子微观结构的变化到元素性质变化的推理过程，能够设计并完成实验，探究第三周期元素性质递变规律。 4．通过周期表中金属元素、非金属元素分区，能掌握“位、构、性”的关系。 5．通过进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式，能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。 6．通过元素周期律、元素周期表在化学研究、工农业生产中的具体应用，能利用元素周期表、元素周期律指导科学研究和工农业生产的模型认知。 【重难点精讲】 一、元素性质的周期性变化规律 1.理论分析 （1）原子结构的变化规律 原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数 1～2 1 1→2 2 3～10 2 1→8 8 11～18 3 1→8 8 结论：随着原子序数的递增，元素原子核外的电子排布呈现周期性的变化 （2）原子半径的变化规律 3～10号元素 Li Be B C 原子半径/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 3～10号元素 N O F Ne 原子半径/nm 0.075 0.074 0.071 - 11～18号元素 Na Mg Al Si 原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 11～18号元素 P S Cl Ar 原子半径/nm 0.110 0.102 0.099 - 变化趋势 同周期内自左至右逐渐减小 结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现周期性变化 （3）元素主要化合价的变化规律 原子序数 主要化合价的变化 1～2 +1→0 3～10 +1→+5　-4→-1→0 11～18 +1→+7　-4→-1→0 结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化 （4）结论：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。 【思考与讨论】p102参考答案： 2.实验探究——第三周期元素性质的递变 1）钠、镁、铝的金属性比较 (1)预测：钠、镁、铝同属于第三周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引力逐渐增强，将会导致失电子能力减弱，金属性逐渐减弱。 (2)实验过程 ①实验探究：钠、镁与水的反应 实验操作 实验现象 实验结论及化学方程式 钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，向反应结束的溶液中加入酚酞溶液，溶液变红 钠与冷水反应剧烈。化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 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，溶液变为粉红色 镁条与冷水反应缓慢，镁条表面有非常少的小气泡，入酚酞，溶液颜色变化不明显；加热液体至沸腾后，镁与热人较快反应，镁条表面产生较多气泡，试管中溶液变红。镁与冷水几乎不反应，能与热水反应。化学方程式为Mg+2H2OH2↑+Mg(OH)2 结论：金属性：Na>Mg ②实验探究：氢氧化铝、氢氧化镁分别和盐酸、氢氧化钠溶液的反应 实验操作 实验现象及离子方程式 向试管中加入 2 mL 1 mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中 向一支试管中滴加 2 mol/L 盐酸，边滴加边振荡 向氢氧化铝中加入盐酸，白色沉淀逐渐溶解，最后沉淀消失，溶液无色透明；离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液，边滴加边振荡 加入氢氧化钠溶液，白色沉淀逐渐溶解，最后沉淀消失，溶液无色