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(共46張PPT)
第四章　物質結構　元素周期律
第1課時　元素性質的周期性變化規律
人教版化學必修第1冊
第二節　元素周期律
學習目標
一、知道同周期元素的核外電子排布、原子半徑、化合價等隨元素原子序數遞增而呈周期性變化的規律。
二、能夠以第三周期元素為例，說明同周期元素的金屬性、非金屬性等隨元素原子序數遞增而呈周期性變化的規律。
周期表中同周期元素的性質有什么變化規律呢？
非金屬性逐漸減弱
金屬性逐漸增強
原子半徑逐漸增大
核外電子層數依次增大
環節一 1～18號元素原子結構的分析
閱讀課本P101表4-5，填寫P102表格。
思考并討論：隨著原子序數遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價呈現什么規律性的變化？
原子序數 電子層數 最外層電子數 原子半徑的變化（不考慮稀有氣體元素） 最高或最低化合價的變化
1～2 1 ———
3～10
11～18
結論
2
3
1
2
1
8
1
8
0.152nm →0.071nm
大→小
+1→ +5
- 4→ - 1 → 0
+1 →0
+1→ +7
- 4→ - 1→ 0
隨著原子序數的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價呈現 的變化。
0.186nm →0.099nm
大→小
隨著原子序數遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價呈現什么規律性的變化？
O無+6價
F無正價
周期性
氫原子是所有原子中半徑最小的
以1-18號元素為例，以原子序數為橫坐標，分別以最外層電子數、化合價和原子半徑為縱坐標，繪制柱狀圖或折線圖。
隨著原子序數的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價呈現 的變化。
周期性
為什么同周期元素的原子半徑會隨著原子序數的增加而逐漸變小呢？
在電子層數相同的情況下，隨著原子序數的增加，原子核對核外電子的電性作用 ，使得最外層電子與原子核之間的距離 ，從而使得原子半徑減小。
思考與討論
增強
縮小
問題討論：根據第三周期元素原子核外電子排布規律，你能推測該周期元素金屬性和非金屬性的變化規律嗎？
環節二 第三周期元素金屬性和非金屬性變化規律的探究
推測：
從左到右（稀有氣體除外），元素金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
實驗探究
設計實驗方案：探究鈉、鎂、鋁的金屬性強弱
單質與水（或酸）反應的難易程度
最高價氧化物對應的水化物——氫氧化物的堿性強弱
【實驗比較1】
觀察鎂與水的反應，分析比較現象，得出結論。
【實驗比較1】
觀察鎂與水的反應，分析比較現象，得出結論。
實驗內容 實驗現象 反應方程式 實驗
結論
Na 與冷水 （酚酞）
Mg 與冷水 （酚酞）
與熱水 （酚酞）
常溫下鈉與水反應劇烈，放出氫氣，溶液變紅。
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
常溫下鎂與水的反應較緩慢，鎂條表面有微量氣泡產生，溶液微微變紅。
Mg+2H2O = Mg(OH)2+H2↑
加熱后反應劇烈，鎂條表面有大量氣泡產生，鎂條附近溶液變為紅色。
Mg+2H2O Mg(OH)2 + H2↑
鈉的金屬性強于鎂
向氯化鋁溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現象，得出結論。
【實驗比較2】
AlCl3溶液
氨水
HCl溶液
NaOH溶液
Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+
白色沉淀溶解
白色沉淀溶解
白色絮狀沉淀
Al(OH)3白色沉淀在酸或強堿中都能夠溶解
Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- = AlO2-+ 2H2O
兩性氫氧化物：既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氫氧化物。
向氯化鋁溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現象，得出結論。
【實驗比較2】
【實驗比較3】
向氯化鎂溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現象，得出結論。
【實驗比較3】
向氯化鎂溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現象，得出結論。
MgCl2
溶液
氨水
HCl溶液
NaOH溶液
白色沉淀不溶解
Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸
白色沉淀溶解
Na Mg Al
最高價氧化物對應的水化物堿性強弱
根據實驗結論以及課本信息，得出結論。
NaOH
強堿
Mg(OH)2
中強堿
Al(OH)3
兩性氫氧化物
金屬性：鈉＞鎂＞鋁
問題討論
我們可以通過哪些方法驗證元素的非金屬性強弱？
單質與氫氣生成氣態氫化物的難易程度以及氫化物的穩定性
最高價氧化物對應的水化物（含氧酸）的酸性強弱
結論：硅、磷、硫、氯所對應的最高價氧化物的水化物的酸性逐漸 ，所以硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸 。
增強
增強
分析科學事實：探究Si、P、S、Cl非金屬性的強弱。
閱讀課本103頁提供的最高價氧化物對應的水化物（含氧酸）的
酸性強弱信息表。
通過實驗比較和信息獲取，你得出的結論是什么？與最初的預測一致嗎？
從左到右（稀有氣體除外），元素金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
環節三 同周期元素金屬性和非金屬性變化規律分析
元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化
同周期主族元素性質變化規律的原因是什么？
原子核外電子層數相同核電荷數逐漸增多
失電子能力逐漸減弱
得電子能力逐漸增強
同一周期 從左到右
原子核對核外電子的電性作用增強
金屬性逐漸減弱
非金屬性逐漸增強
原子半徑逐漸減小
元素周期律
元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化規律。
元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。
元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化規律。
元素周期律——
環節四 課堂小結
隨著原子序數的遞增：
1.元素原子的核外電子排布、原子半徑、化合價呈現周期性變化。
結構決定性質 性質反映結構
2.同周期主族元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。
第四章　物質結構　元素周期律
第2課時　元素周期表和元素周期律的應用
人教版化學必修第1冊
第二節　元素周期律
1.會利用元素在元素周期表中的位置和原子結構，分析、預測、比較元素及其對應物質的性質。
3.了解元素周期律(表)在學習元素及其化合物知識和科學研究中的重要作用。
2.可以結合相關資料，來說明元素周期律(表)對合成新物質、尋找新材料的指導作用。
學習目標：
堿金屬元素金屬性:
鹵族元素非金屬性:
【溫故知新】
Li＜Na ＜ K ＜ Rb ＜ Cs
F＞Cl ＞ Br ＞ I
第三周期金屬元素金屬性:
第三周期非金屬元素非金屬性:
Na ＞ Mg ＞ Al
Si ＜ P ＜ S ＜ Cl
元素周期律
一、金屬元素與非金屬元素的分區及性質的遞變規律
　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA　 0
1 2 3 4 5 6 7
增強
增
強
增
強
增強
Al　 Si
既表現金屬元素的性質,又表現非金屬元素的性質。
（一）元素金屬性、非金屬性的遞變（閱讀P104)
鋁
硅
硼
除去放射性元
素，哪種元素
的金屬性最強
？哪種元素的
非金屬性最強
？它們分別位
于元素周期表
的什么區域？
想一想
金屬性最強的元素：Cs （左下方）
非金屬性最強的元素：F（右上方）
1.主族元素的最高正化合價 主族序數 最外層電子（價電子）數
提示：元素原子的最外電子層中的電子也叫價電子，有些元素的化合價
與原子的次外層或倒數第三層的部分電子有關，這部分電子也叫價電子。
（二）元素化合價與元素在元素周期表中的位置關系
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
1 2 3 4 5 6
1 2 3
4 5 6 7
=
=
7
2.非金屬元素：
（二）元素化合價與元素在元素周期表中的位置關系
+ + + +
=
=
=
=
8 8 8 8
最高正化合價＋|最低負化合價|=8
2.非金屬元素：
注意：氟元素，無正價；氧元素無+6價, 一般顯一2價, 在H2O2 、Na2O2等過氧化物中顯一1價；氫一般顯＋1價，但在金屬氫化物中顯一1價。最高正化合價＋|最低負化合價|=2
（二）元素化合價與元素在元素周期表中的位置關系
+ + + +
=
=
=
最高正化合價＋|最低負化合價|=8
代數和 0 2 4 6
IVA~VIIA非金屬元素：最高正化合價與最低負化合價代數和分別為0、2、4、6
=
【練習1】X元素最高價氧化物對應水化物的化學式為
H2XO4，該元素的氣態氫化物的化學式是（ ）
A．HX B．H2X C．XH3 D．XH4
B
解析：
X的最高正化合價為+6，最低負化合價=最高正化合價-8 = -2
+6
【練習2】某元素X的最高正化合價與最低負化合價的代數和為2，下列說法正確的是( )
A．元素X為第六主族的元素
B．元素X最高價含氧酸的化學式為H2XO4
C．元素X最高價氧化物為XO2
D．元素X的氫化物的化學式為XH3
D
HXO3 /H3XO4
X2O5
VA
代數和 0 2 4 6
二、元素周期表和元素周期律的應用
指導其他與化學相關的科學技術
1.在周期表_____________________，可以找半導體材料,如硅、鍺、鎵等。
金屬與非金屬分界處
（一）元素周期表和元素周期律的生產應用（閱讀P105)
鍺晶體
鎵器件
硅芯片
耐高溫、耐腐蝕，
發動機火花塞
2.在___________中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。
過渡元素
鎳
鈷
合
金
鉑銠合金
銥合金
鈦合金
指導其他與化學相關的科學技術
（一）元素周期表和元素周期律的生產應用（閱讀P105)
三氧化二砷
3.在元素周期表的__________，尋找制取農藥的元素。
右上方
指導其他與化學相關的科學技術
（一）元素周期表和元素周期律的生產應用（閱讀P105)
稀土的英文是Rare Earths，
“稀”原指稀貴，“土”是
指其氧化物難溶于水的“土”
性。根據國際純粹與應用化
學聯合會1UPAC推薦,把57
至71的15種元素稱為鑭系元
素，用Ln表示，它們再加上
鈧、釔稱為稀土元素，
用RE表示。
在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。稀土元素又被稱為冶金工業的維生素。如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、抗氧化性和抗腐蝕性等。因此，稀土全屬廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業（電子材料、熒光材樸、發光材料永磁材料超導材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等) 、醫藥及農業等領域。
4.在元素周期表的__________，尋找“稀土元素”。
第三列
指導其他與化學相關的科學技術
（一）元素周期表和元素周期律的生產應用（閱讀P105)
（一）元素周期表和元素周期律的應用（閱讀P105)
門捷列夫在研究元素周期表時，科學地預言了11種尚未發現的元素，為它們在周期表中留下了空位。例如，他認為在鋁的下方有一個與鋁類似的元素“類鋁”，并預測了它的性質。1875年，法國化學家布瓦博德朗發現了這種元素，將它命名為鎵。門捷列夫相信鎵和“類鋁”是同一種物質，并認為鎵的密度應該是5.9 - 6.0 g/cm3， 而不是布瓦博德朗發表的4.7 g/cm3。當時布瓦博德朗認為只有他本人才擁有鎵，門捷列夫怎么會知道這種金屬的密度呢 他沒有固執己見，重新提純了鎵，最后測得的密度果然是5.94 g/cm3。門捷列夫還預測了鍺的存在和性質，多年后也得到了證實。
電子層數
結構
（1）核電荷數、原子序數
（2）核外電子
最外層電子數
位置
（周期、族）
決
定
反
映
性質
元素的性質
決
定
反
映
單質的性質
化合物的性質
決定
反映
同一元素的“位、構、性”關系可表示如下：
（二）元素周期表和元素周期律的理論應用
（二）元素周期表和元素周期律的理論應用
1.預測元素的性質
【例】鐳是第7周期第ⅡA族元素，下列關于鐳的性質的描述中
不正確的是(　　)
A.鐳比鈣金屬性更強
B.氫氧化物呈兩性
C.在化合物中呈+2價
D.碳酸鹽難溶于水
B
堿性：Ra（OH）2＞ Ba（OH）2
BaCO3 CaCO3均難溶于水
元素金屬性越強：
①與水（或酸）放出氫氣越容易
②最高價氫氧化物堿性越強
2.比較元素的性質
（二）元素周期表和元素周期律的理論應用
【例】下列說法正確的是( )
A.C、N、O、F的單質與氫氣化合依次變困難
B.NH3、H2O(g)、HF 穩定性依次增強
C.酸性：HClO＞H2SO4
D.非金屬性：P＞S
B
酸性：HClO4＞H2SO4
元素非金屬性越強：
①氣態氫化物的穩定性越強
②單質與氫氣生成氣態氫化物越容易
③最高價氧化物對應水化物酸性越強
【練習3】我國著名化學家張青蓮精確地測定了鍺(Ge)、鋅等
九種元素的相對原子質量，得到的新值被作為國際新標準。已知鍺
的原子序數為32。
(1)它位于元素周期表中第____周期第_____ 族。
(2)二氧化鍺能溶于氫氧化鈉溶液，二氧化鍺與足量氫氧化鈉溶液
反應的化學方程式為______________________________________
4
ⅣA
GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
增多
增大
增強
減少
減小
增強
增多
減小
增強
減少
增大
增強
小結
THANKS

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