4.2 元素周期律（知识清单）化学人教版必修第一册

该高中化学知识清单系统梳理了元素周期律知识体系。从原子结构（核外电子排布、原子半径）的周期性变化切入，探究元素化合价递变规律，进而分析同周期元素金属性和非金属性的递变，最终建立元素周期表与周期律的联系及应用，形成完整学习支架。 知识链路以“结构-性质-应用”为主线，通过实验探究（如Na、Mg、Al与水反应）和对比表格（同周期同主族性质差异）梳理逻辑。亮点在于结合科学探究与实践培养实验分析能力，通过科学思维构建规律认知框架，融入化学观念中“结构决定性质”思想，配有易错提醒和归纳总结，助力系统掌握。

第四章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 一、元素性质的周期性变化 1.原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 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由1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2.原子半径的周期性变化 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。 3.元素化合价的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期，最高正价为＋1→＋7(O无最高正价、F无正价)，负价为－4→－1。 4.结论 同周期，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。 二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律 1．探究Na、Mg、Al金属性强弱 (1)Na、Mg与水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 Na 将绿豆大小的钠投入水中，滴加2滴酚酞溶液 与冷水发生剧烈反应，有气泡产生，溶液变红 与钠和水的反应相比，镁和水的反应更难，镁在冷水中反应很缓慢，与沸水反应加快，反应生成了碱性物质和H2；Mg与水反应的化学方程式：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ Mg 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入水中，滴加2滴酚酞溶液 与冷水反应缓慢 在之前的基础上加热至液体沸腾 反应加快，有气泡产生，溶液变红 (2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱 Al Mg 实验 操作 沉淀溶解 情况 沉淀逐渐溶解 沉淀逐渐溶解 沉淀逐渐溶解 沉淀不溶解 相关反应 的化学 方程式 Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 实验结论 NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，三者的碱性依次减弱 (3)结论 即随着原子序数的递增，同周期的Na、Mg、Al失去电子的能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。 2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较 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：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 结论 随着原子序数的递增，同周期的Si、P、S、Cl得电子的能力逐渐增强，非金属性逐渐增强 3．同周期元素性质递变规律 三、元素金属性和非金属性的递变 1.元素化合价与元素在周期表中位置的关系 (1)主族元素的族序数＝最外层电子数；周期序数＝电子层数。 (2)化合价规律 2.元素周期表的金属区和非金属区 (1)元素周期表分区图示 金属元素和非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区。图中，虚线左下方是金属元素，虚线右上方是非金属元素。 (2)金属性强的元素在周期表的左下方，最强的是Cs(放射性元素除外)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。非金属性强的元素在周期表的右上方(稀有气体除外)，最强的是F，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4(F无正价)。 (3)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，故元素的金属性与非金属性之间没有严格的界线。 3.元素周期表与元素周期律的关系 (1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。 (2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律 同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 四、元素周期表和周期律的应用 1.在科技生产中的应用 2.在理论上的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。 ②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。 (3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。 (4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。 拓展内容： (1)Mg、Al分别与盐酸反应，Mg与盐酸反应更剧烈，因为Mg的金属性比Al的强。 (2)元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定；同周期元素随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，如非金属性强弱的顺序为Si<P<S<Cl，氢化物的稳定性顺序为SiH4<PH3<H2S<HCl。 (3)因同周期元素原子的电子层数相同，但原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，故金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 易错提醒： (1)元素非金属性和金属性的强弱实质是得失电子的难易。凡是能直接或间接地比较化学变化中元素原子得失电子的难易，即可比较元素非金属性和金属性的强弱。 (2)元素非金属性和金属性的强弱与元素原子得失电子的数目无关，如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性：Na>Al。 归纳总结： 元素非金属性和金属性 (1)元素非金属性和金属性的强弱实质是得失电子的难易。凡是能直接或间接地比较化学变化中元素原子得失电子的难易，即可比较元素非金属性和金属性的强弱。 (2)元素金属性和非金属性的强弱与元素原子得失电子的数目无关。如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性：Na>Al。 拓展内容： (1)在分界线的左侧(第ⅠA族)还包括非金属元素氢。 (2)元素周期表的左下方金属性最强的元素是铯(Fr是放射性元素，除外)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。右上方非金属性最强的元素是氟，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4。 1．O没有＋6价、F无正价。 2．氟元素没有最高正价，不存在含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。 3．元素性质的周期性变化规律 内容 同周期(从左到右)(主族元素) 同主族(从上到下) 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 主要化合价 一般从＋1→＋7(O、F除外)，从－4→－1 最高正化合价＝族序数(O、F除外) 元素 的性质 得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 离子 阳离子氧化性 逐渐增强 逐渐减弱 阴离子还原性 逐渐减弱 逐渐增强 简单氢化物 稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 还原性 逐渐减弱 逐渐增强 最高价氧化物 对应的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱 碱性 逐渐减弱 逐渐增强 4．判断元素金属性强弱的5种依据 比较元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越难失去电子，金属性越弱 金属性：Na>Mg>Al 同主族元素从上到下，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强 金属性：K>Na>Li 单质与水 或酸反应 金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应越剧烈，元素的金属性越强 如Na与冷水反应剧烈，Mg与冷水反应缓慢，则金属性：Na>Mg 金属活动 性顺序 除第ⅠA族、第ⅡA族的金属单质外，前面的金属单质可以把后面的金属单质从其盐溶液中置换出来 如2Al＋3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3＋3Hg，则金属性：Al>Hg 金属阳离子 的氧化性强弱 金属(非变价金属)阳离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱 如氧化性：Na＋<Mg2＋，则金属性：Na>Mg 最高价氧化 物对应水化 物的碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强 如碱性：NaOH>Mg(OH)2，则金属性：Na>Mg 5．判断元素非金属性强弱的6种依据 比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强 非金属性：F>O>N 同主族元素从上到下，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱 非金属性：F>Cl>I 单质与氢气化合的难易及氢化物的稳定性 单质越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，元素的非金属性越强 H2＋F2===2HF，H2＋Cl22HCl，则非金属性：F>Cl。 稳定性：HF>HCl>HBr>HI，则非金属性：F>Cl>Br>I 非金属单质间的置换反应 较活泼的非金属单质可以把较不活泼的非金属单质从其盐溶液中置换出来 如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，则非金属性：Cl>Br 单质的氧化性或阴离子的还原性 非金属元素的简单阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱 还原性：S2－>Cl－，则非金属性：Cl>S 最高价氧化物对应水化物的酸性 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强 酸性：HClO4(高氯酸)>H2SO4，则非金属性：Cl>S 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 一、元素性质的周期性变化 1.原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 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)。 2.原子半径的周期性变化 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现 的周期性变化。 3.元素化合价的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈 变化，即每周期，最高正价为 (O无最高正价、F无正价)，负价为 。 4.结论 同周期，随着 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 的变化。 二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律 1．探究Na、Mg、Al金属性强弱 (1)Na、Mg与水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 Na 将绿豆大小的钠投入水中，滴加2滴酚酞溶液 与冷水发生剧烈反应，有 产生，溶液变 与钠和水的反应相比，镁和水的反应 ，镁在冷水中反应很缓慢，与沸水反应加快，反应生成了 ；Mg与水反应的化学方程式： Mg 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入水中，滴加2滴酚酞溶液 与冷水反应缓慢 在之前的基础上加热至液体沸腾 反应加快，有 产生，溶液变 (2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱 Al Mg 实验 操作 沉淀溶解 情况 沉淀 沉淀 沉淀 沉淀 相关反应 的化学 方程式 实验结论 NaOH是 ，Mg(OH)2是 ，Al(OH)3是 ，三者的碱性 (3)结论 即随着原子序数的递增，同周期的Na、Mg、Al失去电子的能力 ，金属性 。 2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较 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 、 、 、 判断依据 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 强酸(酸性比 H2SO4强) 酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 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 3．同周期元素性质递变规律 三、元素金属性和非金属性的递变 1.元素化合价与元素在周期表中位置的关系 (1)主族元素的族序数＝ ；周期序数＝ 。 (2)化合价规律 2.元素周期表的金属区和非金属区 (1)元素周期表分区图示 金属元素和非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区。图中，虚线左下方是 元素，虚线右上方是 元素。 (2)金属性强的元素在周期表的 方，最强的是 (放射性元素除外)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是 。非金属性强的元素在周期表的 方(稀有气体除外)，最强的是 ，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是 (F无正价)。 (3)分界线附近的元素，既能表现出一定的 ，又能表现出一定的 ，故元素的 与 之间没有严格的界线。 3.元素周期表与元素周期律的关系 (1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。 (2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律 同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 四、元素周期表和周期律的应用 1.在科技生产中的应用 2.在理论上的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2 Al(OH)3、Ca(OH)2 Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2 Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2 溶。 ②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为 色固体，与氢气 化合，HAt不稳定，其水溶液呈 性，AgAt 溶于水等。 (3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。 (4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。 拓展内容： (1)Mg、Al分别与盐酸反应，Mg与盐酸反应更剧烈，因为Mg的金属性比Al的强。 (2)元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定；同周期元素随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，如非金属性强弱的顺序为Si<P<S<Cl，氢化物的稳定性顺序为SiH4<PH3<H2S<HCl。 (3)因同周期元素原子的电子层数相同，但原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，故金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 易错提醒： (1)元素非金属性和金属性的强弱实质是得失电子的难易。凡是能直接或间接地比较化学变化中元素原子得失电子的难易，即可比较元素非金属性和金属性的强弱。 (2)元素非金属性和金属性的强弱与元素原子得失电子的数目无关，如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性：Na>Al。 归纳总结： 元素非金属性和金属性 (1)元素非金属性和金属性的强弱实质是得失电子的难易。凡是能直接或间接地比较化学变化中元素原子得失电子的难易，即可比较元素非金属性和金属性的强弱。 (2)元素金属性和非金属性的强弱与元素原子得失电子的数目无关。如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性：Na>Al。 拓展内容： (1)在分界线的左侧(第ⅠA族)还包括非金属元素氢。 (2)元素周期表的左下方金属性最强的元素是铯(Fr是放射性元素，除外)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。右上方非金属性最强的元素是氟，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4。 1．O没有＋6价、F无正价。 2．氟元素没有最高正价，不存在含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。 3．元素性质的周期性变化规律 内容 同周期(从左到右)(主族元素) 同主族(从上到下) 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 主要化合价 一般从＋1→＋7(O、F除外)，从－4→－1 最高正化合价＝族序数(O、F除外) 元素 的性质 得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 离子 阳离子氧化性 逐渐增强 逐渐减弱 阴离子还原性 逐渐减弱 逐渐增强 简单氢化物 稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 还原性 逐渐减弱 逐渐增强 最高价氧化物 对应的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱 碱性 逐渐减弱 逐渐增强 4．判断元素金属性强弱的5种依据 比较元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越难失去电子，金属性越弱 金属性：Na>Mg>Al 同主族元素从上到下，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强 金属性：K>Na>Li 单质与水 或酸反应 金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应越剧烈，元素的金属性越强 如Na与冷水反应剧烈，Mg与冷水反应缓慢，则金属性：Na>Mg 金属活动 性顺序 除第ⅠA族、第ⅡA族的金属单质外，前面的金属单质可以把后面的金属单质从其盐溶液中置换出来 如2Al＋3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3＋3Hg，则金属性：Al>Hg 金属阳离子 的氧化性强弱 金属(非变价金属)阳离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱 如氧化性：Na＋<Mg2＋，则金属性：Na>Mg 最高价氧化 物对应水化 物的碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强 如碱性：NaOH>Mg(OH)2，则金属性：Na>Mg 5．判断元素非金属性强弱的6种依据 比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强 非金属性：F>O>N 同主族元素从上到下，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱 非金属性：F>Cl>I 单质与氢气化合的难易及氢化物的稳定性 单质越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，元素的非金属性越强 H2＋F2===2HF，H2＋Cl22HCl，则非金属性：F>Cl。 稳定性：HF>HCl>HBr>HI，则非金属性：F>Cl>Br>I 非金属单质间的置换反应 较活泼的非金属单质可以把较不活泼的非金属单质从其盐溶液中置换出来 如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，则非金属性：Cl>Br 单质的氧化性或阴离子的还原性 非金属元素的简单阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱 还原性：S2－>Cl－，则非金属性：Cl>S 最高价氧化物对应水化物的酸性 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强 酸性：HClO4(高氯酸)>H2SO4，则非金属性：Cl>S 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $