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第二節 元素周期律
第1課時
第四章 物質結構 元素周期律
2
1
本節重點
本節難點
1～18號元素性質的周期性變化規律
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
通過對堿金屬元素、鹵素的原子結構和性質的研究， 我們已經知道元素周期表中同主族元素的性質有著相似性和遞變性。那么，周期表中同周期元素的性質有什么變化規律呢？
01
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原子
結構
最外層電子數
從上到下
電子層數
增多
原子半徑
增大
原子核
對最外
層電子
的引力
減弱
失電子
能力增強
得電子
能力減弱
金屬性
增強
非金屬性
減弱
相同
核電
荷數
電子
層數
知識回顧：原子結構解釋同主族元素性質的遞變規律
請同學們觀察表4-5，思考并討論：隨著原子序數的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價各呈現什么規律性的變化？
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原子最外層電子排布變化規律
1～18號元素性質的周期性變化規律
周期序號 原子序數 電子層數 最外層電子數 結論
第一周期 1→2 1 1→2 同周期由左向右元素的原子最外層電子數逐漸增加(1→8)
第二周期 3→10 第三周期 11→18 規律：隨著原子序數的遞增，元素原子的____________________________ 1→8
1→8
核外電子排布呈現周期性變化
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最外層電子數
原子序數
周期序號 原子序數 原子半徑(nm) 結論
第一周期 1→2 …… 同周期由左向右元素的_________________(不包括稀有氣體)
第二周期 3→9 0.152→0.071_______ 第三周期 11→17 0.186→0.099_______ 規律：隨著原子序數的遞增，元素的原子____________________ 大→小
大→小
原子半徑逐漸減小
半徑呈現周期性變化
原子半徑的變化規律(稀有氣體除外)
1～18號元素性質的周期性變化規律
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
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原子半徑\nm
原子序數
問題1：為什么同周期元素的原子半徑會隨著原子序數的遞增而逐漸減小呢？
原子
結構
電子層數
最外層電子數
增多
原子半徑
減小
相同
核電荷數
核電荷數
問題2：電子層數多的元素原子半徑一定大于電子層數少的元素嗎？
不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半徑大。
請同學們思考下列問題并回答：
周期序號 原子序數 主要化合價 結論
第一周期 1→2 ＋1→0 ①同周期由左向右元素的_________________(＋1→＋7，O和F無最高正價)；
②元素的最低負價由____________價逐漸升高至_____________價；最高正價＋|最低負價|＝8
第二周期 3→9 最高價________ (不含O、F) 最低價________ 規律：隨著原子序數的遞增，元素的_________________________ ＋1→＋5
－4→－1
最高正價逐漸升高
ⅣA族的－4
ⅦA族的－1
主要化合價呈現周期性變化
元素的主要化合價
1～18號元素性質的周期性變化規律
元素的主要化合價
1～18號元素性質的周期性變化規律
(1)最高正價＝主族的序號＝最外層電子數(O、F除外)
(2)最低負價＝最高正價－8(H、O、F除外)
(3)H最高價為＋1，最低價為－1；O最低價為－2；F無正化合價，最低價為－1
氫化物及其最高價含氧酸的關系
ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
氫化物 RH4 RH3 H2R HR
最高價氧化物對應的水化物 H2RO3或H4RO4 H3RO4或HRO3 H2RO4 HRO4
總結
1～18號元素性質的周期性變化規律
主族元素主要化合價的確定方法
通過上面的討論我們知道，隨著原子序數的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價都呈現周期性的變化。
那么，元素的金屬性和非金屬性是否也隨著原子序數的遞增而呈現周期性變化呢？
問題討論：根據第三周期元素原子的核外電子排布規律，你能推測出該周期元素金屬性和非金屬性的變化規律嗎
實驗探究——第三周期元素性質的遞變
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
第三周期元素電子層數_____，由左向右元素的原子最外層電子數_________，原子半徑依次_____，失電子的能力依次_____，得電子的能力依次_____，
相同
逐漸增加
減小
減弱
增強
減弱
增強
預測它們的金屬性依次_____，非金屬性依次_____。
實驗探究——第三周期元素性質的遞變
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
實驗比較：
實驗一：取一小段鎂條，用砂紙除去表面的氧化膜，放到試管中。向試管中加入2 mL水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現象。過一會兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現象。與鈉和水的反應相比，鎂和水的反應難易程度如何 生成了什么物質
實驗二：向試管中加入2 mL 1mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再產生白色絮狀Al(OH)3沉淀為止。將Al(OH)3沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2 mol/L鹽酸，向另一支試管中滴加2 mol/L NaOH溶液。邊滴加邊振蕩，觀察現象。
用2 mL 1mol/L MgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述實驗，觀察現象，并進行比較。
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同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
鈉、鎂、鋁元素金屬性的遞變規律
金屬與水反應置換出H2的難易。
加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變為_____色。
粉紅
冷水
鎂與_______幾乎不反應，能與熱水反應，
反應的化學方程式為_________________________________________________。
結合前面所學鈉與水的反應，可得出金屬性：Na___Mg。
鈉、鎂元素金屬性強弱的實驗探究
原理
現象
結論
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
鈉、鎂、鋁元素金屬性的遞變規律
最高價氧化物對應水化物的堿性強弱
沉淀溶 解情況 沉淀________ 沉淀________ 沉淀_____ 沉淀_______
相關反應的化學方程式　　
逐漸溶解
逐漸溶解
溶解
不溶解
Al(OH)3＋3HCl
===AlCl3＋3H2O
Mg(OH)2＋2HCl
===MgCl2＋2H2O
>
金屬性：Mg___Al
鎂、鋁元素金屬性強弱的實驗探究
原理
現象
結論
Al(OH)3＋NaOH
===Na[Al(OH)4]
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
鈉、鎂、鋁元素金屬性的遞變規律
Al(OH)3在酸或強堿溶液中都能溶解，表明它既能與酸發生反應，又能與強堿溶液發生反應。反應的離子方程式分別如下：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-= [Al(OH)4]-，鈉、鎂、鋁是金屬元素，都能形成氫氧化物。NaOH是強堿，Mg(OH)2是中強堿，而Al(OH)3是兩性氫氧化物，這說明鋁雖是金屬，但已表現出一定的非金屬性。
元素金屬性：Na > Mg > Al
鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應水化物的堿性
結論
你能依據第三周期元素金屬性的研究方法繼續研究第三周期元素非金屬性的遞變規律嗎？
判斷元素非金屬性強弱的依據
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
非金屬元素的最高價氧化物對應的水化物——最高價含氧酸的酸性強弱
判斷依據一
非金屬單質與氫氣反應生成氣態氫化物的難易程度及氫化物的穩定性
判斷依據二
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
信息獲取：
非金屬元素 Si P S Cl
最高價氧化物對應的 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)
硅、磷、硫、氯是非金屬元素，其最高價氧化物對應的水化物(含氧酸)的酸性強弱如下表：
判斷元素非金屬性強弱的依據
H2SiO3 ＜ H3PO4 ＜ H2SO4 ＜ HClO4
非金屬性：Si＜P＜S＜Cl
硅、磷、硫、氯的最高價氧化物對應水化物的酸性
元素 單質與氫氣化合的難易 氫化物穩定性
P 磷蒸氣與氫氣能反應生成氣態氫化物——磷化氫(PH3)
S 硫在加熱時能與氫氣反應生成氣態氫化物——硫化氫(H2S) 硫化氫在較高溫度時可以分解
Cl 氯氣與氫氣能在光照或點燃的條件下反應生成穩定的氣態氫化物——氯化氫 氯化氫是穩定的氣態氫化物
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
信息獲取：
判斷元素非金屬性強弱的依據
磷 ＜ 硫 ＜ 氯氣
穩定性: H2S＜HCl
非金屬性：Si＜P＜S＜Cl
硅、磷、硫、氯與氫氣化合的難易及氫化物穩定性
金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
結論
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
減弱
增強
同一周期從左到右，元素金屬性逐漸_____，非金屬性逐漸_____。
同周期元素性質遞變規律
從原子結構角度解釋同周期元素從左至右金屬性減弱，非金屬性增強的原因。
同一周期電子層數相同，從左至右隨核電荷數增加，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子吸引力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱，金屬性逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，非金屬性逐漸增強。
從左到右
核電荷數增多
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
元素周期律
內容：元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化。
實質：元素性質的周期性變化是原子的______________的周期性變化的必然結果。
核外電子排布
總結：
原子半徑逐漸減小
同一周
期元素
電子層
數相同
得電子能力逐漸增強
失電子能力逐漸減弱
金屬性逐漸減弱
非金屬性逐漸增強
【例1】在第三周期元素中，除稀有氣體元素外：
1. 原子半徑最小的元素是_____(填元素符號，下同)。
2. 金屬性最強的元素是_____。
3. 最高價氧化物對應水化物酸性最強的是________(填化學式，下同)。
4. 最不穩定的氣態氫化物是______。
5. 最高價氧化物對應水化物堿性最強的是_______。
6. 氧化物中具有兩性的是_______。
Cl
Na
HClO4
SiH4
NaOH
Al2O3
目前已知最重的元素——118號元素
118號元素被命名為oganesson，元素符號為Og，其半衰期只有12毫秒。該元素是由俄羅斯科學家與美國科學家合作發現，名字是為了紀念核物理學家尤里·奧加涅相教授(Professor Yuri Oganessian) 在發現新元素方面所作出的貢獻。
1．(2023上·吉林·高一統考期末)化學史上每一次重大的發現都極大地推進了科學的發展，對于人類文明的進步發揮了巨大的推動作用。1869年發現元素周期律的化學家是
A．侯德榜 B．拉瓦錫 C．門捷列夫 D．阿伏加德羅
【答案】C
【詳解】1869年發現元素周期律的化學家是門捷列夫，C正確；
故選：C。
2．(2023上·廣東廣州·高一統考期末)依據元素的原子結構和性質的變化規律，推斷下列元素非金屬性最強的是
A．P B．S C．Cl D．F
【答案】D
【詳解】同周期元素從左到右非金屬性依次增強，同主族元素從上到下非金屬性依次減弱，則上述物質中，元素非金屬性最強的為：F。
故選D。
3．(2021·高一課時練習)在同一周期的元素中(除稀有氣體元素外)，隨著原子序數的遞增，下列說法中不正確的是
A．最外層電子數逐漸增多
B．原子半徑逐漸減小
C．元素原子的失電子能力逐漸增強
D．元素的非金屬性逐漸增強
【答案】C
【詳解】A．同周期自左至右最外層電子數逐漸增多，A正確；
B．由于電子層數相同，同一周期的元素中(除稀有氣體元素外)，隨著原子序數的遞增，核電荷數增多，原子半徑逐漸減小，B正確；
C．隨著原子序數的遞增，核電荷數增多，元素得電子的能力逐漸增強，失電子能力減弱，C錯誤；
D．同周期自左至右，元素的非金屬性逐漸增強，D正確；
綜上所述答案為C。
4．(2022上·湖南湘西·高一統考期末)依據元素周期表判斷，下列關于堿金屬元素的敘述中錯誤的是
A．從上到下，原子的半徑依次增大
B．從上到下，原子的最外層電子數依次增多
C．從上到下，元素的金屬性依次增強
D．從上到下，氫氧化物的堿性依次增強
【答案】B
【詳解】A．同一主族元素，從上到下，電子層數增多，原子半徑逐漸增大，A正確；
B．同一主族元素，從上到下，最外層電子數相同，B錯誤；
C．同一主族元素，從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，C正確；
D．同一主族元素，從上到下，金屬性逐漸增強，金屬性越強，其氫氧化物的堿性越強，D正確；
答案選B。
5．(2023下·貴州黔西·高一統考期末)下列關于物質性質的比較，錯誤的是
A．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4
B．原子半徑：Na>Al>S
C．穩定性：HF>HCl>HBr
D．非金屬性：Cl>S>O
【答案】D
【詳解】A．元素非金屬性越強，對應最高價氧化物的水化物的酸性越強，因為非金屬性：Cl＞S＞P，所以酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，故A正確；
B．同周期元素從左到右，原子半徑隨核電荷數的遞增而減小，所以原子半徑：Na>Al>S，故B正確；
C．同主族元素，從上到下元素非金屬性減弱，氣態氫化物穩定性減弱，非金屬性：F＞Cl＞Br，所以穩定性：HF>HCl>HBr，故C正確；
D．同主族元素，從上到下元素非金屬性減弱，所以非金屬性：O＞S，故D錯誤；
答案選D。
第二節
元素周期律
第1課時
1～18號元素性質的周期性變化規律
核外電子排布
原子半徑
化合價
同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
金屬性：從左到右，核電荷數增多，金屬性逐漸減弱
非金屬性：從左到右，核電荷數增多，非金屬性逐漸增強
元素周期律
THANKS

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