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

该高中化学课件聚焦元素周期律，涵盖核外电子排布、原子半径、化合价的周期性变化，同周期金属性和非金属性递变及“位-构-性”关系。通过引导学生观察课本表格分析规律，建立原子结构与元素性质的联系，搭建学习支架。 其亮点是结合实验探究（如Na、Mg与水反应，Al(OH)₃两性实验）培养科学探究与实践能力，通过“位-构-性”关系构建知识网络发展科学思维，大量练习强化化学观念。学生提升分析能力，教师获得系统教学资源。

人教版化学必修一 高一化学备课组 第四章 物质结构 元素周期律 第2节 元素周期律 一、元素性质的周期性变化规律 请仔细观察并分析课本P107---P108的表格，核外电子排布，原子半径，最高正化合价或最低负化合价有什么样的变化规律。 （1）核外电子排布 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1----8的周期性变化(第一周期除外)。 （2）原子半径 规律： 原子半径，除稀有气体外， 同主族，从上到下，依次_________，同周期，从左到右，依次_________。 增大 减小 同一主族,最外层电子数相同,从上到下,电子层数越多,原子半径越大。 同一周期,电子层数相同,从左到右,核电荷数越大,原子核对最外层电子的吸引力越大,原子半径越小。 思考：原子半径呈现上述变化规律的原因？ 半径的影响因素：电子层数、核电荷数 3、请对下列粒子半径大小进行排序 O 、S、Si 、Al Na+ 、Mg2+、Al3+、O2-、F- Na、Na+ Cl、Cl- 学以致用 Al3+<Mg2+<Na+< F-<O2- Na>Na+ Cl<Cl- Al>Si>S>O 1、短周期中，原子半径最大的是？ 2、下列各组元素中，按原子半径依次增大的顺序排列的是（ ） A.Na、Mg、Al B.Cl、S、P C.Na、N、F D.Cl、Br、I Na BD （3）化合价 规律： 最高正化合价=族序数=最外层电子数 最低负化合价=最高正化合价-8 金属无负化合价 O无+6价，F无正价 【思考2】　主族元素的最高化合价等于其族序数，这句话对吗？为什么？ 　不对。主族元素形成最高化合价时，失去(或偏移)最外层的全部电子达到稳定结构，但O、F元素因原子半径很小，非金属性很强，所以在反应中不能失去(或偏移)最外层的全部电子，故O元素没有最高正化合价、F元素无正价。 二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律 以第三周期元素为例探究元素性质的递变规律。 1.预测：元素性质的递变规律 第三周期元素电子层数 ，由左向右核电荷数依次增多，原子半径依次 ，失电子的能力依次 ，得电子的能力依次 ，预测它们的金属性依次 ，非金属性依次 。 相同 减小 减弱 增强 减弱 增强 2.实验探究：金属性的递变规律 (1)Na、Mg元素金属性强弱比较 原理 金属与水反应置换出H2的难易程度 操作     现象 镁条表面附着_________ 剧烈反应，溶液变成浅红色 化学反应 － Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 结论 结合Na与水的反应的现象，Na与水反应置换H2比Mg ，则金属性：_______ 少量气泡 容易 Na>Mg (2)Mg、Al元素金属性强弱比较 原理 金属的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱 物质 Al(OH)3 Mg(OH)2 操作     现象 A中沉淀_____ B中沉淀_____ C中沉淀_____ D中沉淀________ A、B、C、D试管中的离子方程式 A：_____________________ ________ B：_____________________ __________ C：_________________ _____________ D：_______ 结论 Al(OH)3是两性氢氧化物，其碱性弱于Mg(OH)2(中强碱)，更弱于NaOH(强碱)，则金属性：___________ [Al(OH)4]－ 溶解 溶解 溶解 不溶解 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋ ＋3H2O Mg(OH)2＋2H＋=== Mg2＋＋2H2O 不反应 Na>Mg>Al Al(OH)3＋OH－=== 3.信息获取：非金属性的递变规律   Si P S Cl 判断依据 与氢气化合 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃 由易到难的顺序是______________ Cl、S、P、Si 判断依据 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4强酸(酸性比H2SO4强) 酸性：_______＞_______＞_______＞_______ 结论 随着原子序数的递增，同周期的Si、P、S、Cl得电子的能力 ，非金属性_________ 逐渐增强 逐渐增强 HClO4 H2SO4 H3PO4 H2SiO3 4.元素周期律 (1)内容：元素的性质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 周期性变化的必然结果。 核外电子排布 【思考1】　从原子结构角度解释同周期元素从左至右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强的原因。 提示　在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左至右，随核电荷数的增加，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。 金属性、非金属性 金属性增强 、非金属性减弱 非金属性增强，金属性减弱 根据P103页可知 1. 金属性越强，与水/酸反应越剧烈 2. 金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强。 3. 金属性较强的金属可将金属性较弱的金属从其盐溶液中置换出来（如Fe+CuSO4==Cu+FeSO4），但是太活泼的金属不行（如Na、K、Ca等会先与水反应）。 1. 非金属性越强，与氢气化合越容易，且化合后的氢化物越稳定。 2. 非金属强的，可以将非金属弱的从其盐溶液中置换出来。 3. 非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。 练习 1、下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(　　)。①HCl比H2S稳定　 ②HClO的氧化性比H2SO4强　 ③HClO4的酸性比H2SO4强　 ④Cl2能与H2S反应生成S　 ⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子 A.②⑤　　B.①②　　C.①②④　　D.①③⑤ 答案　A 2、下列递变规律正确的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强 B.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 C.钠、镁、铝的还原性依次减弱 D.Na+、Mg2+、Al3+的离子半径逐渐增大 答案　C 三、元素周期表/律的应用 (1)分界线的划分:沿着周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之间画一条斜线,斜线的左边是金属元素,右边是非金属元素。 (2)分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性,故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。 增强 非金属 金属 增强 增 强 增 强 ①分界线：如图所示，沿着元素周期表中________、锑、钋与_______、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。 ②各区位置：分界线左下方为____元素区，分界线右上方为_____元素区。 ③分界线附近元素的性质：既表现出一定的_______，又表现出一定的_______。元素的_______和_________之间没有严格的界线。 ④周期表的左下方是______最强的元素(不包括放射性元素)_____，右上方是________最强的元素____。碱性最强的是 ，酸性最强的含氧酸是 。 铝、锗 硼、硅 金属 非金属 金属性 非金属性 金属性 非金属性 非金属性 金属性 CsOH HClO4 铯 氟 2、在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途 分界线 附近元素 寻找 半导体材料，如：硅、锗、镓等 寻找 过渡元素 优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料 探索 氟氯磷硫等元素 研制农药的材料 3、元素化合价与元素在周期表中位置的关系 (1)主族元素最高正化合价＝_________＝____________________。 主族序数 最外层电子数（价电子） (2)非金属元素的化合价 ①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。 ②最低负价等于使它达到8电子稳定结构所需要得到的电子数。 ③最高正价+|最低负价|= 8等于8(O、F除外)。 最高正价-|最低负价|=0、2、4、6则元素处于 ⅣA、 ⅤA、 ⅥA、 ⅦA (3) 金属元素的化合价 金属均显正价。主族元素一般等于最外层电子数，而过渡元素有多种化合价。 (4) 稀有气体的化合价一般为0 课本P105注标 元素的金属性 元素的非金属性 核电荷数 电子层数 原子半径 原子失电子能力 原子得电子能力 原子核对外层电子的吸引能力 同主族从上到下 同周期从左到右： 渐增 渐增 渐增 减弱 渐增 减弱 渐增 减弱 渐增 相同 减弱 渐增 减小 渐增 渐增 减弱 同周期、同主族元素结构和性质的递变规律： 判断元素金属性和非金属性的事实有哪些？ 元素的金属性强弱 ①单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度。 ②它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。 ③单质的还原性强弱 ④阳离子的氧化性强弱 元素的非金属性强弱 ①其最高价氧化物的水化物的酸性强弱， ②与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性。 ③单质的氧化性强弱 ④阳离子的氧化性强弱 元素原子的核外电子排布周期性变化 元素性质的周期性变化 最外层电子数 核电荷数 电子层数 原子半径 金属性 非金属性 （得失电子能力） 化合价 决定 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。 元素周期表： 元素周期律表现形式的，反映了元素之间的内在联系。 1、位置与结构的关系： 决定 反映 一些特殊规律： a．各周期的元素种类 b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置 c．同族上下相邻元素原子序数的关系 d、碱金属、碱土金属与过渡金属最外层电子数都1~2 原子 结构 最外层 电子数 电子层数 核外电子数 元素 位置 = 原子序数 族 周期 四、“位置-结构-性质”认识元素性质 核电荷数 核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 电子层数=周期数 最外层电子数=族序数 2、结构与性质的关系： 原子 结构 最外层 电子数 电子层数 核电荷数 = 核外电子数 元素 性质 化合价 原子半径 金属性 非金属性 决定 反映 a．原子核对最外层电子的引力决定得失电子的能力，决定金属性、非金属性的强弱 b．主族元素的最外层电子数决定化合价 c．电子层数、核电荷数决定原子半径 原子序数 周期 族 化合价 原子半径 金属性、非金属性 3、位置与性质的关系： 元素 性质 元素 位置 推测 反映 a．同周期元素：原子半径逐渐减小，化合价逐渐增大，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 b．同主族元素元素：原子半径逐渐增大，化合价几乎相同，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 原子 结构 最外层 电子数 电子 层数 核电荷数 元素位置 元素性质 原子序数 周期 族 化合价 原子半径 金属性/非金属性 判断依据 得失电子难易程度 小结： 决定 反映 决定 反映 决定 反映 “位-构-性” 课堂练习1：同一周期X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性是 HXO4 > H2YO4 > H3ZO4，则下列说法判断错误的是（ ） A. 阴离子半径 X > Y > Z B. 气态氢化物稳定性 HX > H2Y > ZH3 C. 元素的非金属性 X > Y > Z D. 单质的氧化性 X > Y > Z A 性质 位置 性质 课堂练习2：短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法中正确的是(　　) A. 原子半径Y<Z<W B．元素Y的最高正化合价比元素X的最高正化合价高 C．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的弱 D．元素X的气态氢化物的热稳定性大于元素Y的气态氢化物的稳定性 C 位置 元素 结构和性质 课堂练习3：短周期中的两种元素X和Y，X的原子序数大于Y，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半， Y的二价阴离子和Ne的电子层结构相同，关于X和Y形成的化合物Z的说法中正确的是（ ） Z是酸性氧化物 B. Z的水化物是碱 C. Z 的化学式为X2Y D. Z的水化物的酸性强于碳酸 A 结构 元素 性质 课堂练习4：下表为元素周期表中短周期的一部分,Y元素最高正价与最低负价的代数和为4,下列叙述正确的是 (　　) W X Y Z A.原子半径:W<X<Y B.元素的非金属性:X>Z>Y C.氢化物的热稳定性:W>X D.氧化物对应水化物的酸性:Y<Z B 课堂练习5：镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31,属ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃,沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是(　　) A． 镓是制造高温温度计的上佳材料 B． 镓能溶于强酸和强碱中 C． 镓与锌、锡、铟等金属制成的合金,可用在自动救火的水龙头中 D． 近年来,镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体家族的新成员”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质 D 课堂练习6：元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是 (　　) A．元素的性质总在不断发生明显的变化 B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等) D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料 C　 1 2 3 4 5 6 1.(2022·佛山高一质检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X和Z位于同一主族，Z与冷水反应生成X的单质，X、Y、Z的原子序数之和为20，W的最外层电子数比次外层少2个。下列说法正确的是 A.Y和X形成的化合物液态时只有水 B.简单气态氢化物的稳定性：W>Y C.简单离子半径大小：Y>Z D.X和W形成的化合物中，各原子均为8电子稳定结构 √ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 Z为Na，X为H，Y为O，W为S。根据元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，因此简单气态氢化物的稳定性：Y>W，故B错误； 根据同电子层结构，核多径小原则得到简单离子半径大小：Y>Z，故C正确； X和W形成的化合物为H2S，H原子是2电子稳定结构，故D错误。 1 3 4 5 6 2.(2022·陕西长安一中高一期中)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系错误的是 A.简单气态氢化物沸点：X>W B.氧化物对应水化物的酸性：Z＞W C.Y的氧化物具有两性 D.简单离子的半径：Y＜X √ 2 跟踪训练 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 设W元素原子的最外层电子数为a，则X元素原子 的最外层电子数为a＋1，Y、Z元素原子的最外层 电子数分别为a－2、a＋2，从而得出a＋a＋1＋a －2＋a＋2＝21，a＝5。由短周期元素在周期表中的相对位置，可确定W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl元素。W、X分别为N、O，二者的简单气态氢化物的沸点：H2O＞NH3，A正确； Z、W分别为Cl、N，没有指明氧化物是否为最高价氧化物，若为最高价氧化物对应的水化物，则酸性：HNO3＜HClO4，B不正确； 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 氧化铝属于两性氧化物，C正确； Y、X的简单离子分别为Al3＋、O2－，二者的 电子层结构相同，但Al的核电荷数大于O，所以简单离子半径：Al3＋＜O2－，D正确。 3.(2022·天津高一期末)短周期元素a、b、c、d在元素周期表中的位置如图所示。下列叙述错误的是 A.a与c属于同一主族，化学性质相似 B.a的单质可与b的单质剧烈化合 C.原子半径：c＞d＞b D.b下一周期的同主族元素的单质分别可与a、c、d的单质发生化合反应 1 3 4 5 6 √ 2 跟踪训练 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 根据元素在周期表的位置可知a是H，b是F，c是 Na，d是Mg，然后根据元素周期律及物质的性质 分析解答。a是H，c是Na，二者原子核外最外层 电子数都是1个，位于元素周期表第ⅠA族，但H 是非金属元素，在化学反应中能够表现氧化性、还原性，而Na是活泼的金属元素，只有强还原性，不具有氧化性，因此二者的化学性质不相似，A错误； H2与F2在冷暗处迅速化合形成HF，反应非常剧烈，B正确； 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 同一周期元素，原子序数越大原子半径越小， 不同周期元素，一般原子核外电子层数越多， 原子半径就越大，所以原子半径：c(Na)＞ d(Mg)＞b(F)，C正确； b是F，其下一周期的同主族元素是Cl，Cl2的性质活泼，可与a、c、d的单质发生化合反应，分别生成化合物HCl、NaCl、MgCl2，D正确。 B.X、Y均可形成三氯化物 C.X的原子半径小于Y的 D.Y仅有一种含氧酸 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 √ 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 X与Y最外层电子数之和为8，质子数相差2，且X为金属元素，可推知X为Al元素，Y为P元素，二者都有＋3价，都可以形成三氯化物，B项正确； 同一周期主族元素自左向右，原子半径逐渐减小，故Al的原子半径大于P，C项错误； P元素对应含氧酸不止一种，有磷酸、次磷酸、亚磷酸等，D项错误。 1 3 4 5 6 5.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。m、n、p是由这些元素组成的二元化合物，r是元素Y的常见单质，能使带火星的木条复燃，q为一元强碱，q、s的焰色均呈黄色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 A.原子半径：W＜X＜Y＜Z B.Y的简单气态氢化物的稳定性比X的弱 C.元素的非金属性：X＜Y D.由W、X、Y、Z四种元素只能组成一种化合物 √ 2 跟踪训练 由题意与转化图可推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Na。C、O位于同一周期，C的原子半径大于O，故原子半径：W＜Y＜X＜Z，A错误； C、O为同周期元素，元素的非金属性：C＜ O，其简单气态氢化物的稳定性：H2O＞CH4，B错误、C正确； 由W、X、Y、Z四种元素可组成NaHCO3、CH3COONa等多种化合物，D错误。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 6.现有X、Y、Z三种元素，已知： ①X、Y、Z的单质在常温下均为气体。 ②X的单质在Z的单质中燃烧，生成XZ，燃烧时火焰为苍白色。 ③XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液变红。 ④两分子X的单质与一分子Y的单质化合，生成两分子X2Y，X2Y常温下为液态。 ⑤Z的单质溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 据此推断： (1)3.2 g Y单质的质子数约为_____________________；画出元素Y的离子 结构示意图：_________。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 9.632×1023(或1.6 NA) 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 X、Y、Z的单质在常温下均为气体，X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ，燃烧时火焰为苍白色，是氢气在氯气中燃烧的现象，XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明XZ是HCl，则X为H元素，Z为Cl元素。 两分子X的单质与一分子Y的单质化合，生成两分子X2Y，X2Y常温下为液体，Z的单质即Cl2，溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性，说明X2Y是H2O，则Y为O元素。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 由上述分析可知，Y为O元素，其单质为O2，一个O2分子中含有的质子数为8×2＝16,3.2 g O2的物质的量为 ＝0.1 mol，则含有的质子数目约为0.1×16×NA＝1.6NA；O原子核外有8个电子，得到两个 电子形成O2－，其离子结构示意图为 。 (2)X、Y、Z的原子半径由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 Cl>O>H 一般情况下，电子层数越多，原子半径越大，电子层数：Cl>O>H，则原子半径：Cl>O>H。 (3)请列举Z单质的一种用途：_____________________________________ ___________________。 (4)写出⑤的化学方程式：_______________________。 1 3 4 5 6 2 跟踪训练 制漂白剂、染料、药物、塑料、氯化物等 (写出其中一种即可) Cl2＋H2O HClO＋HCl 元素周期表 元素周期律 应用 元素化合价 外在表现 金属元素 非金属元素 内在表现 同一主族金属性与非金属性 同一周期金属性与非金属性 元素周期律 元素周期表 外在表现 内在表现 原子序数的增大 最高（低）化合价 判断金属性、非金属性 “位-构-性”的相互推断 预测新元素、发现新物质 位 性 构 元素分区 课堂小结 FormatFactory : www.pcfreetime.com 4.(2020·全国卷Ⅰ，11)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子X，得到核素Y，开创了人造放射性核素的先河：X＋He―→Y＋n。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是 A.X的相对原子质量为26 由守恒关系可知元素X的质量数为27，X的相对原子质量近似等于该原子的质量数，A项错误； $