内容正文:
选择性必修二
高中化学
第一章 原子结构与性质 第二节 第2课时
ATOMIC STRUCTURE AND PROPERTIES - PERIODIC LAW OF ELEMENTS
元素周期律
学习目标
LEARNING OBJECTIVES
分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化,理解原子半径、第一电离能和电负性的递变规律及其原因,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
通过原子半径、第一电离能和电负性的数据和图示,掌握相关规律,培养证据推理与模型认知的核心素养 。
构建元素周期律模型,能列举元素周期律的应用,进一步建立基于“位置”“结构”“性质”关系的系统思维框架。
【复习回顾】
【思考交流】
问题1:回顾并描述元素周期律的内容。
元素周期律:元素的性质随元素原子的核电荷数递增而呈周期性的变化。
问题2:回顾所学知识,请列举元素周期律具体体现在哪些方面?
随元素原子核电荷数的递增,元素的以下性质会呈现周期性变化:
元素化合价
金属性和非金属性
原子半径
元素周期律
【复习回顾】
【思考交流】
问题3:根据以下信息,复习回顾元素化合价的变化规律。
第三周期元素化合价
第VIIA族元素化合价
元素最高正价=主族序数;最低负价的绝对值=8-主族序数
同周期,从左至右,元素的最高正价依次升高
同主族元素的最高正价相等
【注意】金属元素无负价;O、F无正价
元素周期律
【思考交流】
问题4:回顾元素金属性和非金属性的变化规律。
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
同周期主族元素:从左至右,元素金属性减弱,非金属性增强
同主族元素:从上至下,元素金属性增强,非金属性减弱
【复习回顾】
元素周期律
【任务1】掌握原子半径的变化规律
【思考交流】
问题5:回顾元素原子半径的变化规律。
图:主族元素原子半径的周期性变化
同周期主族元素:从左至右原子半径逐渐减小
同主族元素:从上至下原子半径逐渐增大
元素周期律
【任务1】掌握原子半径的变化规律
【思考交流】
问题6:如何解释同周期主族元素及同主族元素原子半径的变化趋势?
图:主族元素原子半径的周期性变化
同周期主族元素:
能层数相同;
从左至右,核电荷数逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐增强,原子半径逐渐减小 。
同主族元素:
从上至下,能层数逐渐增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,原子半径逐渐增大。
元素周期律
【任务1】掌握原子半径的变化规律
【思考交流】
问题7:根据问题5和问题6,请你总结归纳,影响原子半径的主要因素有哪些?
原子半径
能层数
能层越多,原子半径越大
核电荷数
核电荷数越多,原子半径越小
元素周期律
【方法技巧】
讨论原子半径的变化趋势时,需要同时考虑上述两个因素的综合作用,在不同的情境下,要注意分析哪一个因素起主导作用。
一般情况下,越靠近元素周期表的左下角,原子半径越大。
如:比较Al和As的原子半径:
先沿着左下角做一个辅助线(红色的箭头)
再做若干条垂直于红线的辅助线(蓝色的线)
可见Al相对于As更靠左下,因此原子半径:Al >As
元素周期律
【知识拓展】对角线规则
由于这些位于“对角线”的元素原子半径相近,原子核对电子的吸引能力相近,在化学反应中表现出的得失电子能力相似,因此具有相似的化学性质。如:锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物,而不是过氧化物。这种相似性被称为对角线规则。
对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的经验规则,不是定理。
根据上述规律,某些主族元素与位于其右下方主族元素的原子半径相差不大。如:Li和Mg、Be和Al 、B和Si等。
元素周期律
【任务2】认识元素第一电离能的变化规律
元素周期律
化合价
金属性
非金属性
原子半径
电离能
电负性
元素周期律
【任务2】认识元素第一电离能的变化规律
第一电离能
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量
意义
第一电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
第一电离能数值越小,表示在气态时该原子失去电子越容易,即元素的金属性越强;
第一电离能数值越大,表明在气态时该原子失去电子越难,即元素的金属性越弱。
元素周期律
【任务2】认识元素第一电离能的变化规律
【思考交流】
问题8:下图为元素的第一电离能数据图。请据此总结:同周期元素的第一电离能的变化趋势?
同周期主族元素:第一电离能从左至右呈现升高的趋势。
元素周期律
【任务2】认识元素第一电离能的变化规律
【思考交流】
问题9:试从原子结构的角度解释同周期元素第一电离能的变化趋势?
同周期元素,能层数相同,核电荷数依次增大,原子半径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引力增大,失去电子越来越困难,因此,第一电离能从左至右呈现升高的