4.1元素周期律 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件围绕原子结构、元素周期表及原子结构与元素性质展开，通过创设情境导入，从核素、同位素等原子结构核心概念，到周期表编排规律，再到碱金属、卤素的结构与性质递变，构建“结构-位置-性质”逻辑链，辅以表格对比、例题变式等学习支架。 其亮点在于以“结构决定性质”化学观念为核心，通过自主探究（如核外电子排布规律）、合作交流（卤素单质置换反应分析）培养科学思维与探究能力，结合大量对比表格（碱金属/卤素结构性质）和应用迁移题（10e⁻/18e⁻微粒）。学生能系统构建知识网络，提升逻辑推理能力，教师可直接利用丰富活动设计提升教学效率。

4.1 原子结构与元素周期表 4.1.1 原子结构 【创设情境】 一、原子构成 核外电子： 每个电子带一个单位负电荷 质子： 中子： 每个质子带一个单位正电荷 不显电性 原子 原子核 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） 1.核素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。表示为ZX A 质量数 质子数 X Z A 粒子符号 质子数（Z） 中子数（N） 质量数（A） 用ZX表示为 O 8 18 Al 14 27 Ar 18 22 Cl 17Cl H 1H A 35 1 10 13 40 17 18 35 1 0 1 18Ar 40 13Al 27 8O 18 质量数 质子数 元素符号 【提出问题】 2.元素 具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。 元素符号 原子符号 原子名称 质子数 中子数 质量数 H 1 H或H 氕 1 H或D 氘 1 H或T 氚 1 1 1 0 1 2 1 2 3 1 2 3 质子数只决定元素种类，质子数、中子数共同决定原子种类 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。 氕、氘、氚（H、D、T)互为同位素。 【自主探究】 3.同位素 (1)定义:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素,即同一元素的不同核素互称为同位素。  (2)特点: ①同位素的化学性质 ,某些物理性质 。 ②天然存在的同位素,相互之间保持一定的比率。 几乎完全相同 略有不同 (3)作用： 用614 C测定一些文物的年代，12 H、13 H用于制造氢弹，235U用于制造原子弹，用放射性同位素释放的射线育种、治疗恶性肿瘤等。 A、所含质子数 = A–n B、所含中子数 = A - Z C、所含电子数 = Z+ n+1 D、核电荷数 = A + Z 例1：某微粒用Z R(n+1)+表示，下列关于该微粒的叙述正确的是（ ） A 【自主探究】 阳离子(Rm＋) 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m 阴离子(Rm－) 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m 变式：与Ne电子层结构相同的简单阳离子有： ；阴离子有： 。 例2：区别核素、元素、同位素和同素异形体   元素 核素 同位素 同素异形体 本质 核电荷数相同的一类原子 含有一定质子数、中子数的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素组成的不同单质 范畴 同类原子 原子 原子 单质 变式：H2和D2互为同位素吗？互为同素异形体吗？ 二、核外电子排布 1.电子层：在原子里,电子分别在能量不同的区 域内运动,人们把不同区域简化为不同的壳层。 序号 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 由内到外，能量逐渐升高 核外电子的排布一般总是先从内层排起，当一层排满后再填充外层。 核外电子排布有何规律？以稀有气体为例 最外电子层所能容纳的电子数最多是 ； 次外层所能容纳的电子数最多是 ；倒数第三层最多能容纳 。 各电子层所能容纳的电子数最多是 、 、 、 。 第n层所能容纳的电子数最多是? 2.排布规律 【自主探究】 例3：元素周期表前18号元素中 (1)最外层电子数为1的原子有　　　　　　　; (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有　　　　　; (3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有　　　　。  (4)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有　　　　。  例4：A元素的原子最外层电子数为a,次外层电子数为b；B元素的原子M层电子数是(a-2b)，L层电子数是(a+b)，则A、B两种元素形成化合物的化学式最可能表示为 (　) A.BA B.AB2 C.B3A2 D.A2B 变式：对第n电子层,若它作为原子的最外层,则可容纳的电子数最多与(n-1)层的相同;当它作为次外层时,则其容纳的电子数比(n+1)层上电子数最少能多10个,那么第n层为 (　) A.L层 B.M层 C.N层 D.任意层 A B 例5：常见“10e-”的微粒（分子、原子、简单离子)有哪些？ 出发点 Ne → Na+ F− ← ↓ HF ↓ OH− CH4 ← →Mg2+ → Al3+ ↓ H2O ↓ H3O+ ↓ NH3 ↓ N3− ← O2− ← 变式：常见“18e-”的微粒有哪些？ 出发点 Ar → K+ Cl− ← ↓ HCl ↓ HS− SiH4 ← → Ca2+ ↓ H2S ↓ PH3 P3− ← S2− ← 2个9电子微粒组合 —F、—OH 变式：常见“18e-”的微粒有哪些？ F2、H2O2等 4.1 原子结构与元素周期表 4.1.2 元素周期表 一、发展历史 1.第一张元素周期表 (1)时间： (2)绘制者： (3)排序依据： (4)意义： 俄国化学家——门捷列夫 1869年 揭示了化学元素的内在联系——里程碑 将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，将化学性质相似的元素放在一个纵行。 (1)排序依据： (2)结构特点： 原子核电荷数 电子层数 原子序数 最外层电子数 电子层数 2.现行元素周期表 观察元素周期表，是按什么规则排列的? 二、元素周期表的结构 1.周期（7） ——七横十八纵 2）特点： 周期数=电子层数 ，同周期元素具有相同的电子层数 3）分类 短周期：第1~3周期 长周期：第4~7周期 1）定义： 周期表中每一横行叫做一个周期。 根据核外电子排布规律，推测每周期能容纳的元素个数并验证 【提出问题】 周期数 电子层数 元素个数 电子排布 1 2 3 4 5 6 7 8 最外层所能容纳的电子数最多是8；次外层是18；倒数第三层32。 第n层所能容纳的电子数最多是2n2 【合作交流】 2.族（16） 主族：1,2,13-17 共7列 7个主族 2）特点： （除He外)同族元素具有相同的价电子数 3）分类 1）定义： 周期表中每一纵列叫做一个族。 副族：3-7,8-12 共10列 8个副族 0族：18 共1列 1个族 含有元素种类最多的族是？ a.短周期和长周期共同构成的族 ，含金属和非金属元素。 b.主族序数=最外层电子数 c.表示方法：ⅠA、ⅡA、ⅢA、IVA、VA、VIA、VIIA 主族 d.特殊称呼： （第1列)IA 族（除了H)：碱金属元素 （第17列)VIIA 族：卤族元素 1,2,13-17 共7列 主族:A 短周期和长周期元素共同构成的族，只含非金属元素，稀有气体元素 七主八副（3）八零 0族 副族 a.完全由长周期元素构成的族,只含金属元素 b.表示方法：ⅠB、ⅡB、ⅢB、 IVB、VB、VIB、VIIB、VⅢ(8,9,10) c. 副族中的元素又称过渡元素 3-7,8-12 共10列 8个副族 18 共1列 1个族 三、元素周期表中相关信息 四、原子结构与位置的关系 1.描述C、Si、Na、Cl、 K 在周期表中的位置 2.已知Se（第四周期第VIA族）、 I（第五周期第VIIA族），我们推测其原子结构的哪些信息？ 元素方格中提供了哪些信息？ 3. 34号元素R在周期表中的位置是? 例1. X、Y、Z均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40,则X、Y、Z分别是 (　) A. N、S、Cl  B. B、Si、P C. C、P、S  D. Be、Al、Si X Y Z 变式： 下图所示为元素周期表中的一部分,表中数字是原子序数,其中X为35的是(　) A　　　　　 B　　　　 C　 　　 　D A A 4.1 原子结构与元素周期表 4.1.3 原子结构与元素性质 1.原子结构 一、碱金属 结构：①相同点：　　　　　 相同， 都为　　　。 ②递变性：从Li到Cs，　　 依次增多，原子半径依次 。 最外层电子数 1个 电子层数 【创设情境】 增大 完成P99思考与讨论 2.单质的物理性质 相似点： 质软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电导热性好 递变性： 1）从Li到Cs,单质密度逐渐增大（K特殊）。 2）从Li到Cs,单质熔沸点逐渐降低。 根据表格，碱金属单质物理性质有什么相似性和递变性？为什么？ 密度比煤油小，保存在石蜡中 【自主探究】 3.单质的化学性质 根据原子结构，类比钠，碱金属单质具有的化学性质？ 1）碱金属单质与水反应 根据原子结构，预测钾与水反应的剧烈程度？ 【合作交流】 化学方程式 反应通式 结论 与水反应剧烈程度:K　　　　Na  金属的还原性:K　　　　Na  2R +2H2O = 2ROH + H2↑ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 从Li到Cs，金属单质的还原性有何变化？与水反应的难易程度？ 2）碱金属单质与氧气反应 Cs K Li Rb Na 反应程度 与O2反应的产物 单质 越来越剧烈 更为复杂 K2O、K2O2、KO2 Li2O 更为复杂 Na2O、Na2O2 2Na+O2 Na2O2   Li Na K Rb Cs 单 质 与氧气反应 反应越来越剧烈,产物越来越复杂 Li2O Na2O、Na2O2 K2O、K2O2、KO2 更复杂氧化物 与水反应 反应越来越容易、越剧烈 缓慢 剧烈反应 剧烈反应,爆炸 剧烈反应,爆炸 最高价氧化物对应水化物 碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 能否根据原子结构解释递变性产生的原因？ 元素金属性强弱判断依据——失电子能力★★★ 1、金属单质与水或酸置换的难易程度。反应越容易，则金属性越强。 2、元素最高价氧化物对应水化物（金属最高价的碱），碱性越强，则该元素的金属性越强。 3.一般金属单质还原性越强,元素金属性越强。 【总结反思】 金属性：元素原子失去电子的能力。 从Li→Cs，元素的金属性增强 4.碱金属的其他性质 1）碳酸盐大都易溶于水，不易分解（Li微溶，热稳定性低）。 2）酸式碳酸盐溶解度小于正盐。 3）单质钠、钾保存在煤油或石蜡油中，Li用固体石蜡密封。 1）锂做高能电池、有机化学中重要的催化剂、制造氢弹和高能燃料。 3）铷铯用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。 2）钾的化合物做钾肥。硝酸钾能做火药。钠钾合金做核反应堆原料。 5.碱金属元素的应用： 【应用迁移】 二、卤素 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 原子半径/nm 0.071 0.099 0.114 0.133 相同点 　最外层电子数均为　　　  递变规律 　随核电荷数逐渐增大,电子层数　　　, 原子半径　　　  1.卤素的原子结构 【创设情境】 卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色 淡黄绿色 　　　色  　　　　色  　　　　色  状态 气态 气态 　　态  　　态  颜色 逐渐　　　  熔沸点 逐渐　　　  黄绿 深红棕 紫黑 液 固 升高 2.卤素单质的物理性质 变深 3.卤素单质的化学性质 根据原子结构，卤素单质具有的化学性质？ ①与金属单质反应。对比Cl2，写出Br2、I2与Fe反应的方程。 ②与 H2 反应。对比Cl2，写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。 通式：X2+2Fe=2FeX3 （X : F、Cl、Br） 1）相似性： 通式：X2 ＋ H2 = 2HX （X : F、Cl、Br、I） 特殊：I2 +Fe=FeI2 最外层电子数为7，易得电子，单质具有氧化性。 3Br2+2Fe=2FeBr3 【提出问题】 Cl2＋ 2Br－=2Cl－＋Br2 Cl2＋ 2I－=2Cl-＋I2 Br2+2I- =2Br-＋I2 Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序： ①卤素单质间的相互置换: 如何检验溶液中的Br－和I-？ 【自主探究】 2)递变性 ②卤素单质与氢气的反应 卤素单质与H2化合的难易关系： 卤化氢的稳定性关系： 最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>HBrO4>HIO4 能否根据原子结构解释递变性产生的原因？ 【合作交流】 卤素的非金属性强弱： 元素非金属性强弱判断——得电子能力★★★ 单质氧化性越强，元素非金属性越强。 非金属单质与氢气反应越容易，生成的氢化物越稳定，非金属性越强。 非金属元素最高价氧化物对应的水化物（最高价含氧酸）酸性越强，则元素的非金属性越强。 ①氟 氟元素在化合物中只显-1价,无正价。 卤化银中只有AgF易溶于水,其他卤化银皆难溶于水。 ②溴 溴单质是常温下唯一呈液态的非金属单质,易挥发,需密封保存,保存液溴的试剂瓶使用玻璃塞,保存少量的液溴时需要加水进行水封。 ③碘 单质碘易升华 碘的提纯。 单质碘遇淀粉变蓝 鉴定碘单质 3）特殊性： 【应用迁移】 例1. 下图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系,下列各性质中不符合图示关系的是(　 ) A.单质还原性 B.单质与水反应的剧烈强度 C.单质密度 D.原子半径 C 例2. 卤素的某种性质随核电荷数的变化趋势如图所示,其中正确的是 (　) A A　　 B　　 　　 　C　　　　　　　D $