4.2 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

第1课时 元素周期律 第四章 第2节 元素周期律 1 复习 · 同族元素性质特点 核外电子层数依次增多 原子半径逐渐增大 原子核对外层电子吸引力减弱 金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 同周期元素的性质有什么变化规律呢？ 2 一、元素性质的周期性变化规律 阅读课本P107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？ 最外层电子数1→2 最外层电子数1→8 最外层电子数1→8 1.核外电子排布的规律： ①同周期元素电子层相同。 ②同周期元素由左→右原子最外层电子数逐渐增加（1→8） 3 一、元素性质的周期性变化规律 2.原子半径的变化规律： 原子半径逐渐减小 原子半径逐渐减小 ①同族元素，从上→下，原子半径逐渐增大。 ②同周期元素由左→右原子半径逐渐减小（不包括稀有气体） 4 一、元素性质的周期性变化规律 (1)原子半径的变化原因： 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。 原子半径逐渐减小（稀有气体除外） 原子半径逐渐增大 ①半径最小的原子？ ②短周期主族元素中，原子半径最大的是哪种元素？(稀有气体除外)。 Na H 5 一、元素性质的周期性变化规律 (2)微粒半径的比较： ①电子层数不同： ②电子层数相同： r(Li) r(Na) r(K) r(O2－) r(F－) r(Na+ ) r(Mg2+) r(Al3+) ＜ ＜ ＜ r(Na) r(Na＋) r(Cl) r(Cl−) ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ r(Li+) r(Na+) r(K+ ) r(F－) r(Cl－) r(Br－) r( I－) r(Na) r(Mg) r(Al) ＞ ＞ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ 6 一、元素性质的周期性变化规律 3.元素化合价的变化规律： 正价：+1→+5，负价：-4 →-1 正价：+1→+7，负价：-4 →-1 ①同周期由左→右元素的最高正价逐渐升高（+1→+7，O和F无最高正价）； ②元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价 7 一、元素性质的周期性变化规律 (1)元素的主要化合价特殊规律： ①最高正价＝主族的序数＝最外层电子数(O、F除外) ②︱最低负价︱+最高正价 = 8(H、O、F除外) ③ H最高价为＋1，最低价为－1； O无最高正化合价，最低价为－2； F无正化合价，最低价为－1。 (2)氢化物及其最高价含氧酸的关系：   ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 氢化物 RH4 RH3 H2R HR 最高价氧化物对应的水化物 H2RO3或H4RO4 H3RO4或HRO3 H2RO4 HRO4 最低负价 最高正价 ①H3XO4、YH3，求主族X、Y族序数？ ②已知Z元素最高正价和最低负价等于2，求主族序数？ 8 练习 【例1】34号元素硒(Se)被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”“抗癌之王”“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉， 其原子结构示意图为 。 (1)推断该元素在周期表中的位置：_______________。 (2)按要求写化学式：①气态氢化物为______；②最高价氧化物对应的水化物为________。 (3)推测35Br的最高正化合价和最低负化合价的数值分别是____、____，原子半径的大小关系为：r(Se)___r(Br)(填“>”或“<”)。 第四周期ⅥA族 H2Se H2SeO4 ＋7 －1 > 9 练习 【例2】某元素X的最高正化合价与最低负化合价的代数和为2，下列说法正确的是（ ） A.元素X为第ⅥA族元素 B.元素X最高价含氧酸的化学式为H2XO4 C.元素X最高价氧化物为XO2 D.元素X的氢化物的化学式为XH3 D 10 思考与讨论 问题讨论：根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，你能推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律吗? 同周期：电子层数相同， 由左向右：最外层电子数增多，原子半径减小 失电子能力减弱，得电子能力增 元素：金属性减弱，非金属性增强；单质：还原性减弱，氧化性增强 一、元素性质的周期性变化规律 4.元素金属性和非金属性变化规律： 思考与讨论 (1)第三周期：金属性强弱比较 Na Mg Al 金属性减弱 1、与水反应越容易/越剧烈 2、与酸反应越容易/越剧烈 3、最高价氧化物对应水化物的碱性越强 4、单质还原性强（强置换弱） 金属性越强 一、元素性质的周期性变化规律 比较金属性强弱方法？ ①、分析： Na 、 Mg 、 Al与水反应难易程度 ②、分析： Na 、 Mg 、 Al与酸反应剧烈程度 ③、分析： Na(OH) 、Mg(OH)2、 Al(OH)3碱性强弱 ④、分析： Na 、 Mg 、 Al单质的还原性强弱 方法P109 一、元素性质的周期性变化规律 原理： 金属与水反应置换出H2的难易。 现象： 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。 结论： 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__________________________。   Na Mg Al 金属性 与水反应的条件 与冷水剧烈反应 与冷水几乎不反应 与沸水缓慢反应 与沸水反应很慢 Na Mg Al ＞ ＞ 一、元素性质的周期性变化规律 【实验】向AlCl3溶液中加入氨水，将生成的沉淀分装在两个试管中，分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象，得出结论。 AlCl3溶液 氨水 HCl溶液 NaOH溶液 白色絮状沉淀 Al(OH)3白色沉淀在强酸或强碱中都能够溶解 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ Al(OH)3+3H+ =Al3+ +3H2O Al(OH)3+OH- =[Al(OH)4]- 两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐的氢氧化物。 一、元素性质的周期性变化规律 【实验】向MgCl2溶液中加入氨水，将生成的沉淀分装在两个试管中，分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象，得出结论。 MgCl2溶液 氨水 HCl溶液 NaOH溶液 白色沉淀 Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸 Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+ Mg(OH)2+2H+ =Mg2+ +2H2O   Na Mg Al 金属性 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 Na Mg Al ＞ ＞ 思考与讨论 (2)第三周期：非金属性强弱比较 非金属性增强 非金属性越强 Si P S Cl 1、与氢气反应越容易 2、氢化物的稳定性越强 3、最高价氧化物对应水化物的酸性越强 4、单质氧化性越强（强置换弱） 一、元素性质的周期性变化规律 比较金属性强弱方法？ 一、元素性质的周期性变化规律 阅读课本P109提供的最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱信息表。 分析科学事实，探究 Si、P、S、Cl 非金属性的强弱 结论：Si、P、S、Cl所对应的最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性逐渐 ，所以非金属性：Si P S Cl。 增强 ＜ ＜ ＜ 17 元素周期律——元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化规律 课堂小结 随着原子序数的递增 原子的核外电子排布 原子半径 化合价 呈现周期性的变化 金属性和非金属性 电子层数相同核电荷数增多 原子半径减小 原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强 同周期元素 从左到右 原子核对最外层电子的吸引力增强 实质:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。 位置 结构 性质 反映 决定 决定 反映 二、元素周期律的应用 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 金属 非金属 最强 最强 既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。 应用一：寻找新物质 ①、在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料，如：Si、Ge、Ga等； ②、研究F、Cl、S、P附近的元素，制造新品种农药； ③、在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素; ④、在第ⅢB族寻找17种“稀土元素”（P84）。 金属性最强： 非金属性最强： 气态氢化物最稳定： 最高价氧化物水化物酸性最强： 最高价氧化物水化物碱性最强： 原子半径最大： 没有正价的非金属： 没有最高正价的非金属： F 元素 Cs F F Cl Cs Cs 物质 Cs F2 HF HClO4 CsOH F、O 元素周期律 · 元素性质 练习 应用二：预测陌生元素性质 【练习1】镭是第7周期第ⅡA族元素，下列关于镭的性质的描述中不正确的是(　　) A. 镭比钙金属性更强 B. 氢氧化物呈两性 C. 在化合物中呈+2价 D. 碳酸盐难溶于水 B 【例2】我国著名化学键张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。 (1)它在元素周期表中的位置 。 (2)二氧化锗能溶于氢氧化钠溶液，二氧化锗与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为： 。 练习 第四周期第ⅣA族 GeO2 + 2NaOH = Na2GeO3 + H2O 练习 阅读P111——门捷列夫的预言，P112第8题 门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下了空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家布瓦博德朗发现了这种元素，将它命名为镓。门捷列夫相信镓和“类铝”是同一种物质，并认为镓的密度应该是5.9~6.0g/cm3，而不是布瓦博德朗发表的4.7g/cm3，布瓦博德朗认为只有他本人才拥有镓，门捷列夫怎么会知道这种金属的密度呢？他没有固执己见，重新提纯了镓，最后测得的密度果然是5.94g/cm3，门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。 练习 应用三：比较元素的性质 酸性 HClO4_______HBrO4_______H2SeO4 稳定性 H2Se_______HBr_______HCl 还原性 Se2－_______Br－______Cl－ > > < < > > 【例3】已知下列顺序，其中错误的是( )。 A．氢化物的稳定性依次增强：HF、H2O、NH3 B．酸性依次减弱：HClO4、HBrO4、HIO4 C．还原性依次增强：Al、Mg、Na D．非金属性依次减弱：Cl、S、P A 练习 【练习4】下列事实不能作为元素的金展性或非金属性强弱判断依据的是（ ） A．Zn和Fe分别与稀硫酸反应，判断金属性强弱：Zn＞Fe B．Mg投入CuCl2溶液中能置换出铜，Ba 投入CuCl2溶液中不能置换出铜，判断金属性强弱：Mg＞Ba C．酸性：H2SiO3<HClO4， 判断非金属性强弱：Cl＞ Si D．依据O2、S分别与H2反应的难易程度，判断非金属性强弱：O＞S B 练习 【练习5】四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是( ) A.W的氢化物比R的氢化物稳定 B.T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱 C.Q的原子半径比T的小 D.W和Q的原子序数相差10 B 练习 $