4.2.1元素周期律 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版必修第一册

人民教育出版社高中化学必修第一册 第四章 物质结构 元素周期律 第2节 元素周期律 （第1课时——元素周期律） 元素性质的周期性变化规律 原子 结构 最外层电子数 从上到下 电子层数 增多 原子半径 增大 原子核 对最外 层电子 的引力 减弱 失电子 能力增强 得电子 能力减弱 金属性 增强 非金属性 减弱 相同 核电 荷数 电子 层数 知识回顾：原子结构解释同主族元素性质的递变规律 2 元素性质的周期性变化规律 【思考与交流1】请观察教材P107表4-5，思考并讨论：随着原子序数的递增，1-18号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？ 3 元素性质的周期性变化规律 1 2 3 4 5 6 7 8 原子最外层电子排布变化规律 周期序号 原子序数 电子层数 最外层电子数 结论 第一周期 1→2 1 1→2 同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8) 第二周期 3→10 第三周期 11→18 （一）原子核外电子排布的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现 的周期性变化(第一周期除外) 1→8 1→8 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 最外层电子数 原子序数 1→8 4 元素性质的周期性变化规律 周期序号 原子序数 原子半径(nm) 结论 第一周期 1→2 …… 同周期由左向右元素的_________________ (不包括稀有气体) 第二周期 3→9 0.152→0.071_______ 第三周期 11→17 0.186→0.099_______ （二）元素原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递增，同周期元素的原子半径呈 现 的周期性变化 大→小 大→小 原子半径逐渐减小 原子半径的变化规律(稀有气体除外) 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 原子半径 m 原子序数 逐渐减小 5 元素性质的周期性变化规律 元素的主要化合价 6 元素性质的周期性变化规律 周期序号 原子序数 最高、最低 化合价的变化 结论 第一周期 1→2 ＋1→0，-1→0 ①同周期由左向右元素的_________________(＋1→＋7，O无最高正价，F无正价)； ②元素的最低负价由____________价逐渐升高至_____________价。 第二周期 3→9 最高价________ (不含O、F) 最低价________ （三）元素化合价的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化 ＋1→＋5 －4→－1 最高正价逐渐升高 ⅣA族的－4 ⅦA族的－1 元素的主要化合价 |最高正价| ＋|最低负价|＝8（ H除外 H的最高价为＋1，最低价为 ） 元素的最高正价数值上=该元素原子的______________= ( 除外) －1 主族序数 最外层电子数 O、F 7 元素性质的周期性变化规律 【思考与交流2】结合原子结构，讨论影响原子半径大小的因素： 原子 结构 电子层数 最外层电子数 核电荷数 问题：电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？ 不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。 一般而言，电子层数越多原子半径越大 电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小 电子层数与核电荷数均相同时，最外层电子数越大，原子半径越大 8 元素性质的周期性变化规律 【小结1】前三周期周期表中原子半径最大的原子 ，除氢外原子半径最小的原子 （稀有气体的测量标准不同，通常不作比较） Na F 例题3：已知X2+、W3+、Y-、Z2-具有相同的电子层排布，则 （1）X、Y、Z、W在周期表中的相对位置： （2）原子序数大小顺序为 （3）离子半径 （4）原子半径 【小结2】电子层结构相同(核外电子总数相同) 的不同离子，原子序数越大，离子半径 。 越小 9 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 通过上面的讨论我们知道，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。 那么，元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢？ 10 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 【思考与讨论3】：请根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律。 实验探究——第三周期元素性质的递变 第三周期元素电子层数_____，由左向右元素的原子最外层电子数_________，原子半径依次_____，失电子的能力依次_____，得电子的能力依次_____， 相同 逐渐增加 减小 减弱 增强 减弱 增强 预测它们的金属性依次_____，非金属性依次_____。 11 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 实验探究——第三周期元素性质的递变 实验比较： 实验一：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? 12 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 > 金属与水反应置换出H2的难易。 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，滴加酚酞溶液变为_____色。 粉红 冷水 镁与_______几乎不反应，能与热水反应， 反应的化学方程式为_________________________________________________。 结合前面所学钠与水的反应，可得出金属性：Na___Mg。 （1）钠、镁元素金属性强弱的实验探究 原理 现象 结论 13 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 实验探究——第三周期元素性质的递变 实验二：向试管中加入2 mL 1mol/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，向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液。边滴加边振荡，观察现象。 用2 mL 1mol/L MgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。 14 Mg、Al最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱： Na、Mg、Al金属性由强到弱： 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 A B C D 现象 沉淀________ 沉淀________ 沉淀_____ 沉淀_______ 相关反应的离子方程式　　   逐渐溶解 逐渐溶解 溶解 不溶解 Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋3H2O Mg(OH)2＋2H+ ===Mg2+＋2H2O Mg(OH)2 > Al(OH)3 （2）镁、铝元素金属性强弱的实验探究 原理 现象 结论 Al(OH)3＋OH— ===[Al(OH)4] — Al(OH)3 Mg(OH)2 Na＞Mg > Al 15 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 你能依据第三周期元素金属性的研究方法继续研究第三周期元素非金属性的递变规律吗？ 16 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 判断元素非金属性强弱的依据 非金属元素的最高价氧化物对应的水化物——最高价含氧酸的酸性强弱 判断依据二 非金属单质与氢气反应生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性 判断依据一 17 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 元素 单质与氢气化合的难易 氢化物稳定性 Si 硅与氢气在高温条件下能生成气态氢化物——甲硅烷(SiH4) 甲硅烷在高温时可以分解 P 磷蒸气与氢气能反应生成气态氢化物——磷化氢(PH3) 磷化氢在高温时可以分解 S 硫在加热时能与氢气反应生成气态氢化物——硫化氢(H2S) 硫化氢在高温时可以分解 Cl 氯气与氢气能在光照或点燃的条件下反应生成稳定的气态氢化物——氯化氢(HCl) 氯化氢是稳定的气态氢化物 判断元素非金属性强弱的依据 稳定性: SiH4＜PH3＜H2S＜HCl 非金属性：Si＜P＜S＜Cl 硅、磷、硫、氯与氢气化合的难易及氢化物稳定性 18 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 非金属元素 Si P S Cl 最高价氧化物对应的水化物(含氧酸) 的酸性强弱 （教材P109） H2SiO3 (硅酸) 弱酸 H3PO4 (磷酸) 中强酸 H2SO4 (硫酸) 强酸 HClO4 (高氯酸) 强酸(酸性比H2SO4强) 硅、磷、硫、氯是非金属元素，其最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱如下表： 判断元素非金属性强弱的依据 H2SiO3 ＜ H3PO4 ＜ H2SO4 ＜ HClO4 非金属性：Si＜P＜S＜Cl 硅、磷、硫、氯的最高价氧化物对应水化物的酸性 19 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 【结论分析】通过实验比较和信息获取，你得出的结论是什么？与最初的推测一致吗？由此，你对原子结构与元素性质的关系又有哪些认识？ Na Mg Al Si P S Cl 减弱 增强 同一周期从左到右，元素金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____。 同周期元素性质递变规律 20 同周期元素金属性和非金属性的递变规律 【小结】元素周期律 (1)内容：元素的性质（即金属性/非金属性、原子半径、化合价）随着原子序数的递增而呈周期性的变化。 (2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 21 作业 石室金匮课时分层训练P165-167 石室金匮P76-78 22 $