第1章 第3节 第1课时 认识同周期元素性质的递变规律（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第3节　元素周期表的应用 第1课时　认识同周期元素性质的递变规律 课程标准要求 学业质量水平 1.以第3周期的元素为例，了解同周期元素性质的递变规律。 2．能运用原子结构理论解释同周期元素性质的递变规律。 3．体会元素周期律和元素周期表在科学研究中的重要作用。 1.能够根据相关事实辨识同周期元素性质的变化规律。(水平1) 2．能从原子结构视角说明同周期主族元素的性质递变规律。(水平2) 3．能根据原子结构和同周期元素性质的递变规律评估元素的性质。(水平3) [对应学生用书P22] 一、第3周期元素原子得失电子能力的比较 1．Na、Mg、Al三种元素原子失电子能力的比较 (1)元素原子失电子能力的判断方法 ①比较元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度，一般来说，置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强。 ②比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性，一般来说，碱性越强，元素原子的失电子能力越强。 (2)元素原子失电子能力的判断依据 ①单质与水或酸反应的难易程度 金属单质 Na Mg Al 与水(或 酸)反应 与冷水剧烈反应，与酸反应更为剧烈，甚至发生爆炸，生成H2 与冷水几乎不反应，与沸水反应缓慢，生成H2；与酸反应剧烈，生成H2 与水不反应，与酸反应较快，生成H2 变化规律 从水或酸中置换H2能力逐渐减弱 [注意]　a.镁条和铝条表面积相同；b.酸的浓度相同，如等浓度的稀盐酸、稀硫酸等。 ②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 最高价氧 化物对应 水化物 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 与酸碱 反应 与盐酸反应 与盐酸反应，与NaOH溶液不反应 既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应 碱性强弱 变化规律 强碱 中强碱 两性 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱 [点拨]　Al(OH)3是两性氢氧化物，既具有碱性能跟强酸反应生成盐和水，又具有酸性能跟强碱溶液反应生成盐和水，其反应的离子方程式为：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (3)元素原子失电子能力的强弱顺序： Na>Mg>Al。 2．Si、P、S、Cl四种元素原子得电子能力的比较 (1)元素原子得电子能力的判断方法 ①比较元素的单质与氢气化合的难易程度和氢化物的稳定性，一般来说，反应越易进行，生成的气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。 ②比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性，一般来说，酸性越强，元素原子得电子的能力越强。 (2)元素原子得电子能力的判断依据 元素 Si P S Cl 单质与 H2化合 反应条件 高温 较高温度 加热 光照或点燃 化合能力 难→易 气态氢化物 的稳定性 SiH4 很不稳定 PH3 不稳定 H2S 较稳定 HCl 很稳定 弱→强 最高价氧化物对应 水化物的酸性 H4SiO4 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 强于硫酸 弱→强 (3)元素原子得电子能力的强弱顺序：Cl＞S＞P＞Si。 二、同周期主族元素原子得失电子能力的变化规律 1．变化规律：同周期主族元素，从左到右，元素原子得电子能力(即非金属性)逐渐增强，失电子能力(即金属性)逐渐减弱。 2．理论解释：同周期元素原子的核外电子层数相同，从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，原子核对电子的引力逐渐增强，元素原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。 [注意]　金属和非金属之间并没有严格的界限，元素周期表中位于金属元素(Al、Ge、Sb、Po)和非金属元素(B、Si、As、Te、At)交界处附近的元素既表现出一定的金属元素的性质，又表现出一定非金属元素的性质。 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)第3周期非金属元素氢化物的稳定性从左到右依次增强(√) (2)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强(×) (3)Na、Mg、Al的最高价氧化物对应的水化物均为强碱(×) (4) 同周期从左到右随着核电荷数的增加，离子半径依次减小(×) (5)已知酸性：盐酸>碳酸>硅酸，则证明元素原子得电子能力：Cl>C>Si(×) [对应学生用书P23] 学习任务　同周期主族元素原子结构与元素性质的递变规律 1．在化学反应中，一个钠原子失去1个电子，而一个镁原子失去2个电子，能否说明镁的失电子能力比钠强？ 提示　元素原子得失电子的能力是指原子得失电子的难易程度，而与原子得失电子的多少没有关系。在化学反应中，虽说一个钠原子失去1个电子，而一个镁原子失去2个电子，但钠比镁更容易失去电子，则钠的失电子能力比镁强。 2．氯原子的得电子能力比硫原子强，那么氯元素的含氧酸的酸性一定比硫元素的含氧酸的酸性强吗？ 提示　不一定，只能根据非金属元素最高价含氧酸的酸性比较非金属元素原子得电子能力的强弱，不能根据其他价态含氧酸的酸性强弱比较。如氯原子的得电子能力比硫原子强，但HClO的酸性比H2SO4弱。 3．同周期元素的简单离子半径从左到右依次减小吗？试比较第3周期元素简单离子半径的大小。 提示　同周期元素的简单离子半径从左到右不是依次减小。如第3周期元素简单离子半径的大小顺序为P3－＞S2－＞Cl－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。 4．讨论比较Mg2＋与Al3＋的氧化性强弱和S2－与Cl－的还原性强弱。 提示　Mg2＋与Al3＋的电子层结构相同，但Al3＋的核电荷数大于Mg2＋，则Al3＋原子核对电子的引力大于Mg2＋，故氧化性：Al3＋＞Mg2＋；S2－与Cl－的电子层结构相同，但Cl－的核电荷数大于S2－，则Cl－原子核对电子的引力大于S2－，故还原性：S2－＞Cl－。 同周期主族元素原子结构、元素性质、物质性质的递变规律 内容 递变规律(从左到右) 原子结构 电子层数相同，最外层电子数1个→7个(第1周期除外)，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐减小 元 素 性 质 原子得失电子能力 失电子能力减弱，得电子能力增强 金属性和非金属性 金属性减弱，非金属性增强 单质性质 还原性减弱，氧化性增强 离子性质 阳离子氧化性增强，阴离子还原性减弱 主要化合价 最高正价：＋1→＋7(O、F除外) 最低负价：－4→－1 非金属气态氢化物的形成与性质 生成由难到易，稳定性增强，还原性减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性增强，碱性减弱 1．(2020·北京顺义期中)具有相同电子层数的X、Y、Z三种元素，已知它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断正确的是(　　) A．离子半径：X>Y>Z B．单质的氧化性：X>Y>Z C．气态氢化物的稳定性：X<Y<Z D．阴离子的还原性：X>Y>Z B　[可以根据最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断出同周期元素X、Y、Z在周期表中的位置从左到右的顺序为Z、Y、X，也可以根据最高化合价(分别为＋7、＋6、＋5)进行判断，进而再运用同周期原子结构、元素性质和物质性质变化规律即可判断B项正确。] 2．X、Y为同一周期的元素，如果X原子半径大于Y的原子半径，则下列说法不正确的是(　　) A．若X、Y均为金属元素，则X的失电子能力强于Y B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子的氧化性比Y的阳离子氧化性强 C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定 D．若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸Y的酸性强于X的 B　[X、Y为同周期的元素，原子半径：X>Y，则原子序数：X<Y，即Y在X的右边。若X、Y均为金属元素，失电子能力：X>Y，阳离子氧化性：X<Y。若X、Y均为非金属元素，氢化物的稳定性：X<Y，最高价含氧酸的酸性：X<Y。] [易错警示]　辨析同周期元素性质递变规律的几个易错点 (1)元素原子得失电子的能力是指原子得失电子的难易程度，而与原子得失电子的多少没有关系。 (2)非金属元素原子得电子的能力与其最高价氧化物的水化物的酸性强弱有关，而与其他价态的含氧酸和无氧酸的酸性强弱无关。 (3)金属元素原子失电子的能力与其最高价氧化物的水化物的碱性强弱有关，而与对应碱的稳定性和溶解性无关。 (4)同周期元素阳离子的半径或阴离子的半径从左到右都是分别减小，但阴离子半径大于阳离子半径。 1868年，门捷列夫经过多年的艰苦探索发现了自然界中一个极其重要的规律——元素周期律，这个规律的发现是继原子－分子论之后近代化学史上的又一个光彩夺目的里程碑。同周期元素性质的递变规律其实就是元素周期律的具体表现。试根据同周期元素性质的变化规律回答下列问题： (1)由实验可知，LiOH是一种与Mg(OH)2碱性相当的碱。试比较LiOH和Be(OH)2的碱性强弱，试推断Be(OH)2的酸碱性强弱，并写出表现其酸碱性强弱的离子方程式。 提示　Li和Be同属于第2周期元素，Be位于Li的右侧，金属性：Be＜Li，则碱性：Be(OH)2＜LiOH；又由于LiOH是一种与Mg(OH)2碱性相当的碱，Al(OH)3碱性小于Mg(OH)2，则Be(OH)2的碱性与Al(OH)3相当，故Be(OH)2也具有两性，既能与强酸反应又能与强碱反应，其离子方程式分别为：Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O。 (2)试设计实验验证氮元素的非金属性大于碳元素。 提示　验证氮元素的非金属性大于碳元素，可通过验证两种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。其实验方案为：取少量碳酸钠粉末放于试管中，用胶头滴管吸取少量稀硝酸滴入试管中，若看到有大量气泡产生，则说明硝酸的酸性大于碳酸，由此可验证氮元素的非金属性大于碳元素。 [对应学生用书P25] 1．能证明Al的金属性比Mg弱的实验事实是(　　) A．Al的导电性比Mg强 B．Al的原子半径比Mg小 C．Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2则不能 D．Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大 C　[金属性是指金属原子失电子能力的强弱，与金属的导电性、相应碱的溶解度等物理性质无关，与原子半径大小也没有必然的联系；Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2则不能，说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3强，根据元素金属性强弱的判断依据，可知Al的金属性比Mg弱。] 2．下列排列顺序错误的是(　　) A．原子半径：O<S<Na B．酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4 C．稳定性：PH3>H2S>HCl D．氧化性：F2＞O2＞N2 C　[氧原子核外有两个电子层，硫和钠原子核外有三个电子层，且钠原子的核电荷数小于硫原子，则原子半径：O<S<Na，A项正确；由于非金属性：P＜S＜Cl，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，稳定性：PH3＜H2S＜HCl，B项正确，C项错误；由于非金属性：F＞O＞N，所以氧化性：F2＞O2＞N2，D项正确。] 3．(2020·山东师大附中月考)同周期X、Y、Z三种元素的单质与H2化合时的难易程度为X>Y>Z，下列判断不正确的是(　　) A．元素原子得电子能力：X>Y>Z B．原子半径：X<Y<Z C．阴离子还原性：Z>Y>X D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序逐渐增强 D　[元素的单质与H2越容易化合，其非金属性越强，故非金属性：X>Y>Z，气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序逐渐减弱，则在同一周期中由左到右的排列顺序为Z、Y、X，由此即可判断。] 4．(2020·天津南开附中检测)短周期元素的离子cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是(　　) A．质子数：c>d B．离子还原性：Y2－>Z－ C．氢化物稳定性：H2Y>HZ D．最高化合价：Z>Y B　[根据短周期元素的离子cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，可知Y和Z属于同一周期，且Y属于ⅥA族，Z属于ⅦA族，所以质子数d>c，离子还原性Y2－>Z－，氢化物稳定性为HZ>H2Y，最高化合价Z不一定大于Y，如O与F都没有正价。] 5．根据同周期元素性质的变化规律填空：在第3周期元素中，除稀有气体元素外，原子半径最小的元素是________；金属性最强的元素是________，单质最易与氢气反应生成氢化物的元素是_____；最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)；最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________；最不稳定的气态氢化物是________；具有两性的氧化物是________。 答案　Cl　Na　Cl　 HClO4　NaOH　SiH4　Al2O3 学科网（北京）股份有限公司 $$