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第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第二節(jié) 元素周期律
第一課時 元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
1．結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實驗事實認識原子核外電子排布、元素最高價和最低價、原子半徑隨元素原子序數(shù)遞增而呈周期性變化規(guī)律。
2．以第三周期元素為例，結(jié)合已有知識和實驗探究，從宏觀上認識同周期元素金屬性、非金屬性等隨原子序數(shù)遞增而呈周期性變化規(guī)律，建構(gòu)元素周期律。
3.能從結(jié)構(gòu)上理解變化的本質(zhì)原因，總結(jié)同周期元素原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的規(guī)律，發(fā)展學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“宏觀辨識與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認知”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
核心素養(yǎng)
情境導(dǎo)學(xué)
通過對堿金屬元素，鹵素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究，我們已經(jīng)知道元素周期表中同主族元素的性質(zhì)有著相似性和遞變性。那么，周期表中同周期元素的性質(zhì)有什么變化規(guī)律呢？
同主族元素：化學(xué)性質(zhì)相似；
從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱
任務(wù)一：元素周期律
1、1-18號元素隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子最外層電子排布呈現(xiàn)出怎樣的規(guī)律？
2、1-18號元素（除稀有氣體元素外）隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)出怎樣的規(guī)律
3、1-18號元素（除稀有氣體元素外）隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的主要化合價（最低和最高）呈現(xiàn)出怎樣的規(guī)律
4、1-18號元素（除稀有氣體元素外）隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的化學(xué)性質(zhì)（金屬性和非金屬性）呈現(xiàn)出怎樣的規(guī)律
觀察教材p107頁表4-5思考并討論：
1. 元素的原子電子層排布、主要化合價及原子半徑大小
原子序數(shù) 電子 層數(shù) 最外層電子數(shù) 原子半徑的變化 最高或最低化合價變化
1~2 1 1 → 2 —— +1 → 0
3~10 +1 → +5
-4 → -1 → 0
11~18
結(jié)論 2
3
1 → 8
1 → 8
+1 → +7
-4 → -1 → 0
隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的電子層排布、原子半徑和化合價都呈現(xiàn)周期性變化。
大→小
大→小
思考交流
1、為什么同周期元素的原子半徑會隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小呢？
2、元素的最高正價和最低負價如何確定？隨著原子序數(shù)的遞增，C、N、O、F的最高正化合價依次遞增嗎？
最高正價＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)
最低負價＝最高正價－8
金屬沒有正價，O沒有最高正價、F沒有正價。H的最高價為＋1，最低價為－1；
同一周期元素的原子電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子核對核外電子的吸引力逐漸增強，故原子半徑逐漸減小。
2、微粒半徑大小比較
核電荷數(shù)
電子層數(shù)
1、一看“電子層數(shù)”
電子層數(shù)越多，原子半徑越大；
2、二看“核電荷數(shù)”
電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小；
3、三看“最外層電子數(shù)”
電子層數(shù)和核電荷數(shù)都相同，核外電子越多，半徑越大；
2．比較下列粒子半徑的大小：
A．Na＋、Mg2＋、Al3＋、K+
B．Ca2＋、S2－、Cl－、K＋
1.下列元素的原子半徑依次減小的是（ ）
A. Al、Mg、 Na B. N、O、F
C. P、Al 、 Si D. C、Si、P
B
K+>Na＋>Mg2＋>Al3＋
S2－>Cl－>K＋>Ca2＋
3、試比較下列微粒的半徑大小(填“＞”“＜”或“＝”)。
(1)Mg______Ca______K； Mg Mg2+；Cl Cl—；
(2)Fe3＋______Fe2＋______Fe；
(3)S2－______Cl－______Na＋______Mg2＋。
＜
＜
＜
＜
＞
＞
＞
＞
＜
3、第三周期元素性質(zhì)的遞變
根據(jù)第三周期元素原子的核外電子排布規(guī)律，你能推測出該周期元素金屬性和非金屬性的變化規(guī)律嗎
由左向右，電子層數(shù) ，核電荷數(shù)依次 ，原子半徑依次 ，
失電子的能力依次 ，得電子的能力依次 ，
預(yù)測它們的金屬性依次 ，非金屬性依次 。
相同
增多
減小
減弱
增強
減弱
增強
（1）鈉、鎂、鋁元素金屬性強弱的實驗探究
知識銜接：金屬性越強
單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出H2越容易，
最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強。
實驗1：鈉、鎂與水反應(yīng)
鎂與冷水反應(yīng)緩慢，與沸水反應(yīng)加快，有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅。
Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2 ↑
結(jié)論：金屬性：Na Mg
＞
實驗2：比較氫氧化鎂和氫氧化鋁的堿性
實驗操作 實驗現(xiàn)象 解釋或方程式
①生成________沉淀；
②兩試管中白色沉淀均_______。
白色絮狀
溶解
①生成______沉淀；
②白色沉淀溶于_______，不溶于_____________。
白色
NaOH溶液
鹽酸
Al 3+ + NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
Al(OH)3 +3H + =Al 3+ +3H2O
Al(OH)3 + OH - =[Al(OH)4] -
Mg2+ +2NH3·H2O=Mg(OH) 2↓+NH4+
Mg(OH)2 +2H+=Mg2+ +2H2O
MgCl2 +2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4Cl
Mg(OH)2 +2HCl=MgCl2 +2H2O
AlCl3 +3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
Al(OH)3 +3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3 +NaOH=Na[Al(OH)4]
Al(OH)3是兩性氫氧化物，其堿性弱于Mg(OH)2，則金屬性：Mg>Al
（2）硅、磷、硫、氯元素非金屬性強弱的實驗探究
知識銜接：非金屬性越強
單質(zhì)H2化合越容易，氫化物越穩(wěn)定
最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強。
非金屬元素 Si P S Cl
最高價氧化物對應(yīng)的 水化物(含氧酸) 的酸性強弱 H2SiO3 (硅酸) 弱酸 H3PO4 (磷酸) 中強酸 H2SO4 (硫酸) 強酸 HClO4
(高氯酸)
強酸(酸性比H2SO4強)
酸性：H2SiO3 ＜ H3PO4 ＜ H2SO4 ＜ HClO4
非金屬性：Si＜P＜S＜Cl
結(jié)論：同一周期從左到右，元素金屬性逐漸_____，非金屬性逐漸_____。
減弱
增強
4、元素周期律
(1)內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。
(2)實質(zhì)：元素性質(zhì)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(jié)果。
2.下列性質(zhì)的比較，錯誤的是
A.非金屬性：O＞N＞P
B.酸性：H2SO4＞H2SiO3＞H2CO3
C.堿性：KOH＞NaOH＞LiOH
D.熱穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr
B
1.下列遞變規(guī)律正確的是( )
A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增強
B．HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強
C．鈉、鎂、鋁的還原性依次減弱
D．Na＋、Mg2＋、Al3＋離子半徑逐漸增大
D
3.Ge、As、Se、Br為第四周期相鄰元素，原子序數(shù)依次增大。下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑：Ge>As>Se
B.還原性：As3－>Se2－>Br－
C.酸性：H2GeO3＞H2SeO4＞HBrO4
D.非金屬性：AsD

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