4.2.1元素性质的周期性变化规律 学案-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案聚焦元素周期律，核心知识点包括原子核外电子排布、原子半径、化合价及金属性非金属性的周期性变化规律。通过绘制图像、分析1-18号元素数据表格，以第三周期元素实验为载体，搭建从数据归纳到实验验证再到规律建构的学习支架，衔接物质结构与元素周期表知识。 资料特色在于实验探究与数据结合，通过钠镁铝金属性、硅磷硫氯非金属性的实验及数据表格，培养科学探究与实践能力。习题涵盖选择和推断题，强化科学思维中的证据推理，帮助学生形成“结构决定性质”的化学观念，提升应用规律解决问题的能力。

第四章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 4.2.1元素性质的周期性变化规律 【教学目标】 1.结合有关数据和实验事实认识原子核外电子排布、元素最高化合价和最低化合价、原子半径等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。 2.以第三周期元素为例,同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律,建构元素周期律。 【教学重点】元素各性质的周期性变化规律应用 【教学难点】元素各性质的周期性变化规律应用 一、元素性质的周期性变化(以1～18号元素为例)+ （一）元素原子最外层电子排布变化规律 以元素的原子序数为横轴，元素原子的最外层电子数及化合价（最高正化合价、最低负化合价）为纵轴，绘制下列图像 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 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依次递增的周期性变化(第一周期除外) 第二周期 3→10 2 1→8 第三周期 11→18 3 1→8 （二）元素原子半径的原子半径的变化规律(稀有气体除外) 周期序号 原子序数 原子半径(nm) 结论 第一周期 1→2 …… 规律：随着原子序数的递增，元素的原子 (不包括稀有气体)半径呈现依次递减的周期性变化 第二周期 3→9 0.152→0.071 第三周期 11→17 0.186→0.099 （三）元素化合价的变化规律 周期序号 原子序数 主要化合价 结论 第一周期 1→2 ＋1→0 ①同周期由左向右元素的最高正价呈现＋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； ③最高正价＋|最低负价|＝8(H、、O、、F 除外) 第二周期 3→7 最高正价 ( 不含 O、F) 最低负价 名师提醒:(1)在短周期主族元素中,元素原子的最外层电子数=元素所在的主族序数=元素的最高正化合价(O、F除外)。 (2)氟元素只有一1价与0价，没有正化合价,0除了在与F形成的化合物中是正化合价外，没有其他形式的正化合价。 (3)短周期主族元素中，非金属元素都有负化合价,其最高正化合价和最低负化合价的关系:|最低负化合价| +最高正化合价=8(H、B、O、F除外)。 (4)短周期主族元素中,若元素原子的最外层电子数为偶数,则该元素的化合价一般为偶数;若元素原子的最外层电子数为奇数，则该元素的化合价一般为奇数。 二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律 （一）以第三周期元素为例探究元素性质的递变规律 第三周期元素电子层数相同，由左向右元素的原子最外层电子数依次递增，原子半径依次递减，失电子的能力依次减弱，得电子的能力依次增强，预测它们的金属性依次减弱，非金属性依次增强。 （二）钠、镁、铝元素金属性的递变规律 （1）钠、镁元素金属性强弱的实验探究 钠 镁 原理 原理：金属与水反应置换出 H2 的难易。 实验操作 现象 钠浮在水面上，熔成小球，小球在水面上与水剧烈反应发出响声，逐渐变小，最后消失。反应后溶液的颜色逐渐变红。 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， 滴加酚酞溶液变为红色。 相关反应的化学方程式 2Na＋2H2O==2NaOH＋H2↑ Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 实验结论 钠与水反应剧烈；镁与冷水几乎不反应，能与热水反应。金属性：Na >Mg （2）镁、铝元素金属性强弱的实验探究 Al Mg 原理 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 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 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 金属性：Mg>Al （3）Si、P、S、CI非金属性强弱的递变规律 非金属元素 Si P S CI 最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性强弱 硅酸 H2SiO3 弱酸 磷酸 H3PO4 中强酸 硫酸 H2SO4 强酸 高氯酸 HClO4 强酸（酸性比H2SO4强） 结论 即随着原子序数的递增，第三周期的Si、P、S、Cl得到电子的能力逐渐增强，非金属性逐渐增强 （三）同周期元素性质递变规律 同一周期从左到右，元素金属性逐渐减弱 ，非金属性逐渐增强。 （四）元素周期律与元素周期表的关系 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原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。 小试牛刀 一、单选题 1．下列关于元素性质递变规律的说法正确的是 A．第二周期元素从左到右，最高正价从+1递增到+7 B．第三周期非金属元素从左到右，非金属性逐渐减弱 C．IA族金属元素从上到下，金属性逐渐增强 D．VIIA族元素从上到下，简单氢化物稳定性逐渐增强 【答案】C 2．下列有关性质的比较中，不正确的是 A．气态氢化物的热稳定性：NH3>CH4 B．酸性：HClO>H2SO4 C．碱性：NaOH<KOH D．原子半径：S<P 【答案】B 3．下列事实不能用元素周期律知识解释的是 A．非金属性： B．热稳定性： C．酸性： D．碱性： 【答案】C 4．下列粒子半径大小的比较正确的是 A．原子半径： B．原子半径： C．离子半径： D．第三周期元素简单离子的半径从左到右逐渐减小 【答案】B 5．X、Y、Z均为元素周期表中前三周期元素，、、三种简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是 A．原子序数：Z>X B．原子半径：Y>Z C．气态氢化物的稳定性： D．离子半径： 【答案】D 6．下列叙述中，可以说明金属M的活泼性肯定比金属N活泼性强的是 A．M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少 B．常温时，M能从水中置换出氢，而N不能 C．1 mol M从酸中置换H＋生成的H2比1 mol N从酸中置换H＋生成的H2多 D．M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强 【答案】B 7．X、Y分别代表两种非金属元素，下列不能说明非金属性X比Y强的是 A．X的氧化物对应水化物的酸性比Y的氧化物对应水化物的酸性强 B．的还原性强于 C．X的单质能将Y的阴离子Y氧化为 D．X、Y的单质分别与化合，产物中前者的稳定性比后者强 【答案】A 8．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是（     ） A．锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈 B．砹(At)为有色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸 C．在氧气中，铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂 D．HBrO4的酸性比HIO4的酸性强 【答案】A 9．硒是人体所需的一种微量元素，它与氧、硫位于同一主族。下列有关硒的推测错误的是 A．常温下单质为固体 B．单质的密度大于硫 C．元素有非金属性 D．化合价只有、 【答案】D 10．几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表 元素代号 A B D E G H I J 化合价 -1 -2 +4、-4 -1 +5、-3 +3 +2 +1 原子半径/nm 0.071 0.074 0.077 0.099 0.110 0.143 0.160 0.186 分析判断下列说法正确的是 A．D、H、J的氧化物分别为酸性氧化物、两性氧化物、碱性氧化物 B．A、H、J的离子半径由大到小的顺序是A＞J＞H C．G元素的单质不存在同素异形体 D．I在DB2中燃烧生成两种化合物 【答案】B 11．科学家预测第114号元素具有良好的力学、光学、电学等性质。下列对114号元素的叙述错误的是（    ） A．该元素的位于第7周期第Ⅳ族，是金属元素 B．该元素的主要化合价为+2、+4 C．该元素的最高价氧化物有较强的氧化性 D．该元素的原子半径小于同主族其他元素的原子半径 【答案】D 12．迄今为止我国相关部门已经发布了113号Nh、115号Mc、116号Lv、117号Ts、118号Og等元素的中文名称分别是：，下列有关推断正确的是（     ） A．这五种元素均为主族元素 B．Nh的最高价氧化物是一种典型的两性氧化物 C．Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性弱 D．Og在通常状况下呈气态，其余四种为固态 【答案】D 13．下列实验或事实能证明相应结论的是 A．实验Ⅰ可验证金属性： B．实验Ⅱ可验证金属性： C．实验Ⅲ可验证非金属性： D．实验W可验证非金属性： 【答案】D 14．如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是 A．X元素处第二周期VIA族 B．原子半径：Z>Y C．X、Y、R形成的某种化合物可以用于漂白、消毒 D．Y、Z和W三者最高价氧化物对应的水化物能两两相互反应 【答案】B 15．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。说法错误的是 A．Q位于第三周期IA族 B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱 C．简单离子半径：M-﹥Q+﹥R2+ D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸 【答案】C 二、元素或物质推断题 16．元素周期表与元素周期律在学习、研究中有很重要的作用。下表所示为某5种元素的相关信息，已知W、X都位于第三周期。 元素 信息 Q 地壳中含量最高的元素 W 最高化合价为+7价 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 Y 焰色试验(透过蓝色钴玻璃)的火焰呈紫色 Z 原子结构示意图为 回答下列问题： (1)W在元素周期表中的位置为 ，X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 。 (2)Y的单质与水反应的离子方程式是 。 (3)金属性：Y (填“>”或“<”)X，用原子结构解释原因： 。 (4)下列对于Z及其化合物的推断中正确的是 (填字母)。 A．Z的化合价中有-1和+7 B．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于W的最高价氧化物对应水化物的酸性 C．Z元素单质的氧化性强于W元素单质的氧化性 (5)将X元素的单质在Q元素的单质中点燃生成M，预测将M投入硫酸亚铁溶液中，主要的反应现象是 。 【答案】(1) 第三周期第ⅦA族 NaOH (2) (3) > K和Na位于同一主族，电子层数K大于Na，原子半径K大于Na，原子核对核外电子的吸引力K小于Na，失电子能力K大于Na，则金属性K强于Na (4)AB (5)有气泡产生，并生成红褐色沉淀 学科网（北京）股份有限公司 $