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化 學
通用類
主題一 原子結構與化學鍵
1.2 元素周期律
主題一 原子結構與化學鍵 1.1 原子結構
學習目標
1.認識元素性質呈周期性變化的規律及其變化的根本原因；
2.了解元素周期表的結構和元素在元素周期表中的位置。
3.了解同周期和同主族元素性質的遞變規律，認識元素周期律（表）在學習元素、化合物及科學研究中的重要作用。
情境與問題
情境與問題
2019年，恰逢國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）成立100周年，也是門捷列夫發現元素周期律150周年，聯合國教科文組織將這一年命名為"化學元素周期表國際年"。
為了慶祝這場化學盛事，一張別具特色的元素周期表——"青年化學家元素周期表"應運而生。
https://www.chemsoc./IYPT2019/periodic.html
一.元素周期表
？
一.元素周期表
原子序數
科學家們把元素按照
核電荷數由小到大的順序編號，這個序號稱為元素的原子序數。
原子序數與元素的原子結構之間存在什么關系
原子序數＝質子數＝核電荷數＝核外電子數
觀察與認知
觀察元素周期表，結合1 ～ 20號元素的原子結構示意圖，思考下列問題：
① 元素周期表中有幾個橫行？
② 在同一橫行中，各元素的電子層數有何特點？
③ 從左到右，原子序數有什么變化特點？
1 ～ 20號元素的原子結構示意圖
一.元素周期表
③ 從左到右，原子序數依次遞增。
① 元素周期表中有七個橫行——周期。
② 在同一橫行中，各元素的電子層數相同。
1、2、3周期為短周期
4、5、6、7周期為長周期。
元素的周期序數 = 元素原子的電子層數
觀察與認知
一.元素周期表
觀察與認知
觀察元素周期表，結合1 ～ 20號元素的原子結構示意圖，思考下列問題：
①元素周期表中有幾個縱行？
②在同一縱行中，最外層的電子數有何特點？
③由上而下，電子層數有什么變化特點？
1 ～ 20號元素的原子結構示意圖
一.元素周期表
元素周期表中共有 18 個縱列，16 個族。分為主族（記作A族）、副族（記作B族）、Ⅷ族（包括第8、9、10三個縱列）和0族（稀有氣體元素）。
①元素周期表中有18個縱行——族。
②在同一縱行中，最外層電子數相同。
③由上而下，電子層數依次遞增。
觀察與認知
一.元素周期表
1．周期：元素周期表共有七個橫行，每一橫行稱為一個周期，
故元素周期表共有七個周期
①周期序數與電子層數的關系：周期序數=核外電子層數　　
②周期的分類
元素周期表中，我們把1、2、3周期稱為短周期，
4、5、6、7 周期稱為長周期。
③周期數=核外電子層數 ；
各周期元素從左向右都是原子序數依次遞增；
一.元素周期表
類別 周期序數 起止元素 包括元素種數 核外電子層數
短周期 1 H—He 2 1
2 Li—Ne 8 2
3 Na—Ar 8 3
長周期 4 K—Kr 18 4
5 Rb—Xe 18 5
6 Cs—Rn 32 6
7 Fr—118號 32 7
一.元素周期表
2．族：元素周期表共有18個縱行，除了8、9、10三個縱行稱為Ⅷ外，其余的每一個縱行稱為一個族，故元素周期表共有16個族。
①族的分類
元素周期表中，我們把18個縱行共分為16個族，其中7個主族，
7個副族，一個VIII族，一個0族。
a．主族：由短周期元素和長周期元素共同構成的族，
用A表示：ⅠA、 IIA 、 IIIA 、 IVA 、 VA 、 VIA 、VIIA
b．副族：完全由長周期元素構成的族，
用B表示：ⅠB、 IIB 、 IIIB 、 IVB 、 VB 、 VIB 、VIIB
c．第Ⅷ族：8、9、10 三個縱行
d．零族：第18 縱行，即稀有氣體元素
一.元素周期表
②主族序數與最外層電子數的關系：
主族序數=最外層電子數
各主族元素從上向下都是原子序數依次增大；
③族的別稱
ⅠA（除H外）稱為堿金屬元素 ⅡA稱為堿土金屬元素
ⅣA稱為碳族元素 ⅤA稱為氮族元素
ⅥA稱為氧族元素 ⅦA稱為鹵族元素
副族和第Ⅷ族全部是金屬元素；又稱為過渡金屬元素
一.元素周期表
元素的周期序數 = 元素原子的電子層數
主族元素的族序數 = 元素原子最外層的電子數
根據原子核外的電子層數及最外層的電子數，可以確定元素在元素周期表中的位置。
方法
第四周期
ⅡA族
鈣原子結構示意圖
Ca原子四個電子層，因此在第四周期；最外層電子數為 2，因此屬于ⅡA族。
一.元素周期表
觀察與認知
分析表1-2-1（1），思考并討論以下問題：
① 從表中你可以獲取那些信息？
② 在同一周期，從左到右，元素的原子半徑呈現什么變化？
③ 在同一主族，由上而下，元素的原子半徑呈現什么變化？
二.元素周期律
隨著元素原子序數的遞增，
元素的原子半徑呈現周期性變化。
①通過比較同一周期元素原子的半徑，可以看出電子層數相同的原子，最外層電子數目越多，原子半徑越小。
②通過比較同一主族元素原子的半徑，可以看出最外層電子排布相同的原子，電子層數越多，原子半徑越大。
主族元素原子半徑的周期性變化
觀察與認知
二.元素周期律
觀察與認知
分析表1-2-1（2），思考并討論以下問題：
①從表中你可以獲取那些信息？
②在同一周期，從左到右，元素的原子主要化合價呈現什么變化？
當主族元素原子通過失去最外層全部電子成為穩定結構時，顯示元素的最高正化合價，通過得到電子成為穩定結構時，顯示元素的最低負化合價。
提示
二.元素周期律
觀察與認知
① 元素的主要化合價有最高正化合價和最低負化合價。
② 從各元素主要化合價的數據來看，從3Li到9F，再從11Na到17Cl，
元素的最高正化合價均從+1價依次遞變到+7價（氧、氟例外），
非金屬元素的最低負化合價均從-4價依次遞變到-1價。
結論
隨著元素原子序數的遞增，元素的主要化合價呈現周期性的變化。
①最高正化合價 = 原子最外層電子數 = 主族的族序數
②最低負化合價 = 原子最外層電子數- 8
二.元素周期律
二.元素周期律
觀察與認知
分析表1-2-1（3），思考并討論以下問題：
①從表中你可以獲取那些信息？
②在同一周期，從左到右，元素的金屬性和非金屬性呈現什么變化？
元素原子失去電子形成陽離子的性質稱為元素的金屬性。元素原子越容易失去電子，生成的陽離子越穩定，該元素的金屬性越強。元素的非金屬性是指元素原子得到電子形成陰離子的性質，元素原子越容易得到電子，生成的陰離子越穩定，該元素的非金屬性越強。
提示
觀察與認知
從元素主要化學性質的數據來看，從3Li到9F，再從11Na到17Cl，隨著原子序數的遞增，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
結論
隨著原子序數的遞增，
元素的金屬性和非金屬性也呈現出周期性的變化。
二.元素周期律
歸納
內容 同周期(左→右) 同主族(上→下)
化合價 （稀有氣體除外） 最高正化合價由＋1→＋7 (O、F除外) 最低負化合價＝－(8－主族序數) 相同，
最高正化合價＝主族序數
(O、F除外)
元素的金屬性和 非金屬性 金屬性逐漸減弱 非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強
非金屬性逐漸減弱
離子的氧化性、 還原性 陽離子氧化性逐漸增強 陰離子還原性逐漸減弱 陽離子氧化性逐漸減弱
陰離子還原性逐漸增強
氣態氫化物穩定性 逐漸增強 逐漸減弱
最高價氧化物對應的水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱酸性逐漸增強 堿性逐漸增強酸性逐漸減弱
實驗與探究
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
實驗與探究
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
鈉、鎂、鋁的性質比較：
性質 Na Mg Al
單質與水 （或酸）的 反應情況
最高價氧化物對應水化物的堿性強弱 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3
Na、Mg、Al，從左到右，金屬性 。
與冷水反應劇烈
強堿
與冷水反應緩慢，與沸水反應迅速，放出氫氣；與酸反應劇烈放出氫氣
中強堿
與水幾乎不反應；與酸反應劇烈，放出氫氣
兩性氫氧化物
依次減弱
觀察與認知
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
硅、磷、硫、氯的性質比較
性質 Si P S Cl
非金屬單質與氫氣反應的條件 高溫 磷蒸氣與氫氣能反應 須加熱 光照或點燃時發生爆炸而化合
最高價氧化物對應水化物的酸性強弱 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4比H2SO4
更強的酸
Si、P、S、Cl非金屬性 。
弱酸
中強酸
強酸
依次增強
同一周期元素從左到右，隨著原子序數的遞增，原子半徑減小，原子核對電子的吸引力增大，得到電子的能力增強，則元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
同一周期金屬元素的最高價氧化物的水化物的堿性逐漸減弱；同一周期非金屬元素的最高價氧化物的水化物的酸性逐漸增強。
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
同周期中主族元素性質的遞變規律
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
觀察與認知
觀察表1-2-6列出的堿金屬（第ⅠA）元素的性質，思考并討論：
（1）從表中可以獲取哪些信息？
（2）對于同一主族的金屬元素，隨著原子序數的遞增，金屬性有何變化？
元素 原子半徑/pm 顏色和狀態 單質與水反應
生成物 反應條件（常溫）和有關情況
Li 152 銀白色，柔軟 LiOH+H2 能發生置換反應，放出熱量不能使鋰熔化
Na 186 銀白色，柔軟 NaOH+H2 反應較劇烈，放出大量熱，能使鈉熔化成小球
K 232 銀白色，柔軟 KOH+H2 反應劇烈，放熱能使H2著火燃燒
Rb 248 銀白色，柔軟 RbOH+H2 反應很劇烈，引起爆炸
Cs 265 銀白色，柔軟 CsOH+H2 反應最劇烈，引起爆炸
表1-2-6 堿金屬元素性質的比較
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
同主族元素性質的遞變規律
結論
同一主族非金屬元素自上而下，
隨著原子序數的增加，原子半徑增大，原子核對電子的吸引力減小，得到電子的能力減弱，則元素的非金屬性逐漸減弱。
三.元素周期表中元素性質的遞變規律
階梯線左下方均為金屬元素
階梯線右上方均為非金屬元素
階梯線附近為既表現出某些金屬性
又表現出某些非金屬性的兩性元素
金屬性最強的元素
非金屬性最強的元素
【跟蹤檢測】
1．下列元素中，不屬于堿金屬元素的是
A．鋰 B．鋁 C．鈉 D．鉀
【答案】B
【跟蹤檢測】
2．下列排列順序不正確的是
A．還原性：F->Cl->Br-
B．酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3
C．熱穩定性：HF>HCl>PH3
D．堿性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
【答案】A
【跟蹤檢測】
3．下列關于元素周期表的說法錯誤的是
A．第四周期ⅡA族與ⅢA族元素的原子序數相差11
B．第三、第四周期同主族元素的原子序數可能相差8或18
C．所含元素種類最多的族為ⅢB族
D．過渡元素位于金屬元素與非金屬元素分界線附近
【答案】D
【跟蹤檢測】
4．短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子半徑與最外層電子數之間的關系如圖所示。下列判斷正確的是
A．R元素的最高正價為 價
B．由W、Y組成的最簡單化合物能使酸性高錳酸鉀褪色
C．R和Z的簡單氫化物的沸點：
D．由X和Z組成的化合物既能和強酸反應又能和強堿反應
【答案】C
【跟蹤檢測】
5．X、Y、Z、W均為短周期元素，在元素周期表中的位置如圖所示，若X原子最外層有5個電子，則下列敘述中合理的是
A．W的單質可以從H2Z溶液中置換出Z
B．W與Z的氧化物對應的水化物的酸性強弱：W>Z
C．Y在形成的氫化物中的化合價一定為-2價
D．四種元素的原子半徑由小到大的順序為r(X)【答案】A
/作業布置/
業精一分汗禾滴，愛心一顆花萬朵。
P21，實踐活動
思考與應用1、2
第二節
元素周期律
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