4.2 元素周期律 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（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 卤素 原子 半径 原子得电 子能力 单质的 氧化性 结合氢 的能力 最高价氧化物对 应水化物的酸性 F Cl Br I 离子的 还原性 Li Na K Rb Cs 碱金属 原子 半径 原子失电 子能力 单质的 还原性 置换氢 的能力 氢氧化物 的碱性 离子的 氧化性 金属性增强 非金属性减弱 回忆：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？ 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？ 请观察表4-5，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？ 一、元素性质的周期性变化 （一）元素原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律 1、随原子序数的递增， 元素原子最外层电子排布呈现由1—8的周期性变化（H、He除外） 结构 性质 决定 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 反映 2、随原子序数的递增， 原子半径的变化原因(稀有气体除外) ①原子电子层数相同时，最外层电子数越多，半径越小，因核电荷数增多，核对电子的引力增大。 ②最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大，随核电荷数增多，核对电子的引力减小。 元素原子半径呈现由大→小经过稀有气体后，又重复出现由大到小的周期性变化。 微粒半径比较的一般规律： 微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定。 讨论2：比较 r Mg2+ r Na+ F - r 、 、 讨论1：比较 r Ca r Na F r 、 、 讨论3：比较 rH 、 r 、r H + H - 1、X元素阳离子与Y元素阴离子具有相同电子层结构，下列叙述中正确的是（ ） A.X原子比Y原子最外层电子数多 B.X原子序数比Y原子序数小 C.X离子半径比Y离子半径大 D.X原子半径比Y原子半径大 2、 X元素的阴离子，Y元素的阴离子和Z元素的阳离子具有相同的电子层结构，已知X的原子序数比Y的大，则X、Y、Z的三种离子半径大小的顺序是（分别用r1、r2、r3表示）（ ） A. r1 >r2>r3 B. r2 > r1 >r3 C. r3>r1 >r2 D. r3>r2> r1 3、随原子序数的递增， 注意： ① 金属元素无负价。 ② O、F化合价的特殊性。 最高正价 = 最外层电子数 最低负价 = 最外层电子数－ 8 （H为2） 最高正价 + 最低负价 = 8 （H为2） 判断元素化合价的一般规律： 元素的最高正价呈现 +1→+7 （O、F除外）；最低负价呈现 -4 → -1→ 0 的周期性变化。 3.两元素X、Y均为18号以前的元素， 它们可以形成化学式为X2Y和X2Y2 两种化合物，已知X原子半径大于 Y，则这两种元素的原子序数之和可能为（ ） A. 9 B. 18 C. 19 D. 39 1.有18号以前的X、Y两种元素，已知ZX2+ 比Y2-少8个电子，则Y的原子序数为（ ） A. Z + 2 B. Z + 4 C. Z + 6 D. Z + 8 2.下列各组指定原子序数的元素，不能形成XY2型化合物的是（ ） A. 6 和 8 B. 12 和 17 C. 16 和 8 D. 13和16 （二）元素金属性和非金属性的周期性变化 注意：金属性(非金属性)的强 弱 只与原子失(得)电子的难易有关，与失(得)电子的多少无关。 （2）间接判据 1、元素金属性和非金属性的判断标准 （1）直接判据 实验探究同周期元素性质递变规律 【实验比较】 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2 mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何?生成了什么物质? 实验现象及结论 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 钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是 。 2、第三周期元素金属性与非金属性的变化情况 Na Mg Al Si P S Cl 金属元素 非金属元素 失电子能力： 得电子能力： 电子层数： 核电荷数： 原子半径： 最外层电子数： 金属性： 非金属性： 结构 性质 决定 Na Mg Al 与水反应 与酸反应 最高价氧化物对应水化物 氢氧化物与NaOH反应 氢氧化物碱性强弱 结论 科学探究 （1） 元素的金属性递变规律 Si P S Cl 简单气态 氢化物 最高价氧化物 对应的水化物 结论 （2）元素的非金属性递变规律 综上所述可知： Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强 得出： 电子层数相同的元素，随着核电荷数的递增， 原子最外层电子数递增，原子半径逐渐减小， 元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 Ar 稀有气体元素 结论：元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。 元素周期律的概念与实质 元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化 的规律。 实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变 化的必然结果。 原子结构的周期性变化 决定 元素性质的周期性变化 反映 二、元素周期表和元素周期律的应用 同主族（上→下） 同周期（左→右） 核电荷数 电子层数 原子半径 元素的金属性和非金属性 讨论：结合ⅠA族、ⅦA族元素性质递变规律，推测ⅡA族、ⅥA族元素性质递变规律。 （一）元素性质与元素在周期表中位置的关系 非金属性逐渐增强 非 金 属 性 逐 渐 增 强 金 属 性 逐 渐 增 强 金属性逐渐增强 注意：1、非金属性最强的元素：F； 金属性最强的元素：Cs B Al Si Ge As Sb Te Po At 2、元素的金属性与非金属性之间没有严格的界限，处于分界线附 近的元素二者均有体现。 预测： 硅能与氢氧化钠反应吗？ 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置，而元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。我们可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测未知元素的主要性质。 2Al＋2OH－＋6H2O=2Al(OH)4－＋3H2↑ Si+2NaOH+H2O ═ Na2SiO3+2H2↑ “在野外的环境里，为了迅速得到氢气，可以用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到氢气。” （二） 元素化合价与元素在周期表中位置的关系 决定 决定 反映 决定 元素的构、位、性三者之间的关系 结构 位置 性质 反映 反映 核电荷数＝原子序数 电子层数＝周期序数 最外层电子数＝主族序数 （1）结构决定位置： 最外层电子数＝主族元素的最高正价数 ︱负价数︱+ 最外层电子数 ＝ 8 （2）结构决定性质： 最外层电子数原子半径 原子得失电子的能力 元素的金属性、非金属性强弱 单质的氧化性、还原性强弱 决定 决定 决定 同周期：从左到右，递变性 金属元素、非金属元素的分区： 分界线左边是金属元素，分界线右边是非金属元素，最右边的纵行是稀有气体元素。 同主族 从上到下，递变性 相似性 （3）位置反映性质： （三）元素周期律和元素周期表的意义 1、是学习和研究化学的重要工具 2、为发展物质结构理论提供了客观依据 3、指导工农业生产 4、论证了事物变化中量变引起质变的规律性 农药： 半导体： 催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料： 1．已知1-18号元素的简单离子aA2+、bB+、cC-、dD3-都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是 A．原子序数：a-2= d B．原子半径：B>A>C>D C．离子半径：dD3-> cC-> bB+>aA2+ D．单质的还原性：B>A>C>D 2．如图所示为元素周期表中短周期的一部分。若a原子的最外层上有5个电子，则下列说法中不正确的是 A．d的单质可与b的氢化物的水溶液反应置换出b的单质 B．a的最高价氧化物对应的水化物比b的最高价氧化物对应的水化物的酸性弱 C．b的氢化物比c的氢化物稳定 D．原子半径：a>b>c 3．A、B、C、D、E五种同周期元素从左向右按原子序数递增(原子序数为短周期的5个连续的自然数)的顺序排列如下所示，下列正确的是 A．E元素的最高化合价为+7价时，D元素的最低化合价可为－2价 B．A(OH)n为强碱时，B(OH)m也一定为强碱 C．HnDOm为强酸时，E的非金属性一定很强 D．HnCOm为强酸时，E的单质可能有强还原性 4、几种短周期元素原子半径及主要化合价如表,下列正确的是（ ） A．X、Y元素的金属性X<Y B．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2 C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D．一定条件W单质可将Z从其氢化物中置换出来 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 $$