4.2.1元素周期律-课件-2024-2025学年高一上学期人教版（2019）必修一

第二节 元素周期律 课时1 元素性质的周期性变化规律 第四章 物质结构 元素周期律 【旧知回顾】碱金属元素、卤族元素的原子结构和性质上的相似性和递变性？ 原子序数递增原子半径增大 观看 归纳总结 原子核外电子层数依次增多 原子半径逐渐增大 失电子能力逐渐增强 得电子能力逐渐减弱 单质的还原性 同主族最外层电子数相同 对e-的束缚能力减弱 金属元素 非金属元素 金属性 非金属性 单质置换氢的能力 离子的氧化性 最高价ROH的碱性 单质的氧化性 单质结合氢的能力 离子的还原性 最高价含氧酸酸性 思考：同一周期元素的性质又有什么变化规律？ 通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究，我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。那么，同一周期元素的性质又有什么变化规律？ 4 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、 原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化？ 5 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 【数据分析 任务1】 依据教材中表4-5， 以原子序数为横坐标，原子最外层电子数及化合价为纵坐标，制作折线图（最外层电子数）和柱状图（主要化合价）。 6 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 1. 元素原子结构的周期性变化 最外层电子排布呈现周期性变化（1 →2，1 →8） 7 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 2. 元素化合价的周期性变化 同周期： 除第一周期，从左→右，元素的最高正价呈现＋1→＋7(O、F 除外)的周期性变化。 主族最高正价=最外层电子数= 主族序数 O难失6个电子 F不失电子 元素的最低负价呈现-4→ -1的周期性变化， 金属元素无负价 非金属元素的最高正价＋|最低负价|＝8 8 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 【数据分析 任务2】 依据教材中表4-5， 以原子序数为横坐标，原子半径为纵坐标，制作折线图。 H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl 9 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 3. 原子半径的周期性变化规律 H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl 同周期：左→右，随着原子序数的递增，元素原子半径呈现大→小周期性变化。 为什么？ 原子结构解释： 同周期， 电子层数 相同， 核电荷数 增多， r原子 减小 （核外电子数增多，r原子 增大） (主要因素) (次要因素) 10 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 谁是半径最小的原子？ 短周期主族元素中，原子半径最大的是哪种元素？ 原子半径逐渐增大 原子半径逐渐减小 Na H 11 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl 同主族：从上往下，电子层数依次递增， r原子 增大。 （核电荷数增多，r原子 减小） (主要因素) (次要因素) 小结：影响原子半径大小的因素 1.电子层数(最主要因素) 2. 核电荷数(主要因素) 3. 核外电子数(次要因素) 12 活动元一 数据分析 初探元素性质的周期性变化规律 【特殊】 rMg > rLi > rAl 13 电子层数 核电荷数 核外电子数 离子半径变化规律探讨 ①同种元素的微粒： 阳离子<中性原子<阴离子 价态越高，微粒半径越小。 ③电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小 ②带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大 r(Na)>r(Na＋) r(Cl)<r(Cl−) r(Li+) < r(Na+) < r(K+ ) r(F－) < r(Cl－) < r(Br－) < r( I－) O2－ > F－ > Na+ > Mg2+ > Al3+ S2- Na+ Al3+ Cl- ； S2->Cl->Na+>Al3+ 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 请预测：请推测同一周期元素的性质有什么变化规律？ 结构 性质 决定 反映 原子半径 主要化合价 金属性和非金属性 最外层电子数 呈现周期性变化 呈现周期性变化？ 15 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【理论预测】请根据原子核外电子排布规律，推测该周期元素金属性具有 怎样的变化规律？并说出预测依据。 预测2: 金属性Na>Mg>Al， 依据：电子层数相同，核电荷数增大，半径减小，对核外电子的束缚能力增强，失去电子的能力减弱。 预测1: 金属性Na>Mg>Al， 依据：金属活动顺序表K>Ca>Na>Mg>Al>…… 预测3: 金属性Na>Mg>Al， 依据：最外层电子数目依次增加，失去电子的能力减弱。 √ × √ 16 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【设计实验】请根据预测结果设计实验证明金属性的变化规律。 金属性 Na>Mg>Al 金属性强弱的判断依据 ① 其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度； ② 它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断； ③ 活泼金属置换不活泼金属； ④ 金属阳离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。 17 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【进行实验1】 18 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 实验现象 实验结论 钠熔成小球,浮于水面,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后溶液变红　 钠与冷水反应剧烈,反应的化学方程式为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,铝片没有明显现象 镁与冷水几乎不反应,而能与热水反应,反应的化学方程式为： 铝与冷水、热水均不反应 20 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【设计实验2】 22 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【进行实验】 Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3＋NaOH=Na[Al(OH)4] Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+ Al(OH)3白色沉淀在强酸或强碱中都能够溶解 Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸 Mg(OH)2+ 2H+ = Mg2+ +2H2O 24 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务1：探究第三周期元素金属性的变化规律 【分析结论】 Na Mg Al 与水或酸置换出氢的难易程度 极易 易 一般 最高价氧化物对应的水化物碱性强弱 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 两性氢氧化物 金属性 Na>Mg>Al 25 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务2：探究第三周期元素非金属性的变化规律 【理论预测】请根据原子核外电子排布规律，推测该周期元素非金属性 具有怎样的变化规律？并说出预测依据。 电子层数相同，核电荷数增大，半径减小 原子核对核外电子的束缚能力增强，得到电子的能力增强 非金属性增强 26 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 任务2：探究第三周期元素非金属性的变化规律 【设计实验】请根据预测结果设计实验证明金属性的变化规律。 ① 其最高价氧化物的水化物的酸性强弱； ② 与氢气生成气态氢化物的难易程度； ③ 氢化物的稳定性来判断； ④ 活泼非金属置换不活泼非金属。 非金属性强弱的判断依据 27 Si P S Cl 判断依据 与氢气反应难易程度 高温 磷蒸气与氢气能反应 加热 光照或 点燃 难易顺序： 气态氢化物稳定性 稳定性顺序： 对应最高价含氧酸酸性 强弱顺序： 结论 逐 渐 容 易 逐 渐 增强 H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4< HClO4 SiH4 PH3 H2S HCl H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 （硅酸） （磷酸） （硫酸） （高氯酸） 弱酸 中强酸 强酸 强酸(酸性比硫酸强) 非金属性逐渐( ) 增强 Si、P、S、Cl四者非金属性的强弱？ 活动元二 实验探究 再识元素化学性质的周期性变化 预测：根据第三周期元素原子核外电子排布规律，推测该周期元素 金属性和非金属性具有怎样的变化规律？ Na Mg Al Si P S Cl 电子层数相同，核电荷数增大，半径减小 失电子能力减弱，得电子能力增强 金属性减弱，非金属性增强 29 4.同周期元素金属性和非金属性的递变规律 金属性逐渐减弱， 非金属性逐渐增强 电子层数相同，核电荷数增大，半径减小 （原子核对核外电子的束缚能力增强） 失电子能力减弱，得电子能力增强 【总结归纳】 元素周期律 含义：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。本质：元素原子的核外电子排布呈周期性变化。 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.4 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$