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第一章 原子結(jié)構(gòu)元素周期律
第三節(jié) 元素周期表的應(yīng)用
1.3.1 認(rèn)識(shí)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
核心素養(yǎng)目標(biāo)
宏觀辨識(shí)與微觀探析：
能從宏觀上認(rèn)識(shí)有機(jī)合成的概念、任務(wù)及產(chǎn)物在各領(lǐng)域的應(yīng)用，從微觀層面理解有機(jī)反應(yīng)中碳骨架構(gòu)建和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：
通過(guò)對(duì)有機(jī)合成實(shí)例的分析，如典例中起始原料的選擇、合成路線的設(shè)計(jì)，依據(jù)有機(jī)反應(yīng)規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行推理，構(gòu)建逆合成分析法的思維模型。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：
識(shí)有機(jī)合成在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)同感。讓學(xué)生理解有機(jī)合成遵循的原則，關(guān)注合成過(guò)程中的環(huán)保、安全等問(wèn)題，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感
重點(diǎn)
掌握構(gòu)建碳骨架和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的方法及相關(guān)反應(yīng)
理解逆合成分析法的原理，學(xué)會(huì)運(yùn)用該方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有機(jī)合成路線
熟悉一元、二元、芳香族化合物等常見(jiàn)合成路線，了解酚羥基、氨基、醇羥基、碳碳雙鍵、醛基等官能團(tuán)的保護(hù)方法
難點(diǎn)
綜合運(yùn)用構(gòu)建碳骨架和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化知識(shí)，結(jié)合逆合成分析法，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的有機(jī)合成路線。
有機(jī)合成原則的應(yīng)用。
根據(jù)不同的合成目標(biāo)和反應(yīng)條件，準(zhǔn)確選擇合適的官能團(tuán)保護(hù)方法，
課前導(dǎo)入
課前導(dǎo)入
元素周期律的發(fā)現(xiàn)和元素周期表的誕生，開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)科學(xué)的新紀(jì)元。從此，人們對(duì)豐富多彩的物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)更加系統(tǒng)。利用元素周期表，人們不僅可以系統(tǒng)地總結(jié)已有的元素及其化合物知識(shí)，而且可以結(jié)合原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)研究元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)未被發(fā)現(xiàn)的新物質(zhì)的性質(zhì)，繼而把它們合成出來(lái)并加以應(yīng)用。
01
認(rèn)識(shí)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
聯(lián)想·質(zhì)疑
門(mén)捷列夫在批判地繼承前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了訂正、分析和概括，總結(jié)出元素周期律。門(mén)捷列夫根據(jù)元素周期律編制了第一張?jiān)刂芷诒恚旬?dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的 63 種元素全部列入表中，從而初步完成了使元素系統(tǒng)化的任務(wù)。他還在表中留下空位，預(yù)言了類(lèi)似硼、鋁、硅的未知元素（門(mén)捷列夫分別稱(chēng)它們?yōu)椤邦?lèi)硼”“類(lèi)鋁”和“類(lèi)硅”，即后來(lái)發(fā)現(xiàn)的鈧、鎵、鍺）的性質(zhì)，并指出當(dāng)時(shí)測(cè)定的某些元素原子量的數(shù)值有錯(cuò)誤。若干年后，他的預(yù)言都得到了證實(shí)。
現(xiàn)以第 3 周期元素為例，研究元素原子失電子能力或得電子能力的變化規(guī)律。
第3周期元素原子得失電子能力的比較
第 3 周期包括鈉（Na）、鎂（Mg）、鋁（Al）、硅（Si）、磷（P）、硫（S）、氯（Cl）、 氬（Ar）八種元素，請(qǐng)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究、查閱資料等方法認(rèn)識(shí)這些元素原子失電子能力或得 電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱。
實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^鈉、鎂、鋁三種元素原子失電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱。
實(shí)驗(yàn)用品：金屬鈉（切成小塊），表面積相同的鎂條和鋁條，稀鹽酸，NaOH 溶液，MgCl2 溶液，AlCl3 溶液，蒸餾水；燒杯，試管，表面皿，酒精燈，試管夾，小刀，鑷子，玻璃片，濾紙等。
注意事項(xiàng)：◆實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)佩戴護(hù)目鏡。
◆取用金屬鈉時(shí)，用鑷子取出一小塊，用濾紙吸干表面的煤油，將其放在玻璃片上，用小刀切下綠豆粒大小使用。
◆有金屬鈉參與的反應(yīng)，須在燒杯中進(jìn)行。將金屬鈉放入盛有試劑的燒杯后，應(yīng)立即蓋上表面皿。
實(shí)驗(yàn)探究
◆實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
鈉與水劇烈反應(yīng);鎂與水加熱前不反應(yīng),加熱后反應(yīng)緩慢,有無(wú)色氣泡冒出,溶液變?yōu)闇\紅色;鋁放入冷水中無(wú)明顯現(xiàn)象,將水加熱后無(wú)明顯現(xiàn)象　
◆實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
鈉與冷水反應(yīng),化學(xué)方式:2Na+2H2O2=NaOH+H2↑;
鎂與冷水不反應(yīng),能與熱水反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑;
鋁與水不反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)探究
◆實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
兩支試管內(nèi)都有無(wú)色氣泡冒出,但放鎂條的試管中生成氣體的速率較大　
◆實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
鎂、鋁都能置換出酸中的氫,但鎂條更容易,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
實(shí)驗(yàn)探究
◆實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
加入NaOH溶液后產(chǎn)生白色沉淀,把沉淀分成兩等份,其中一份加入稀鹽酸,沉淀溶解,另一份加入NaOH溶液,沉淀不溶解　　　　　
◆實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?br/>NaOH>Mg(OH)2　　　　
實(shí)驗(yàn)探究
◆實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
加入NaOH溶液后產(chǎn)生白色沉淀,把沉淀分成兩等份,其中一份加入稀鹽酸,沉淀溶解,另一份加入NaOH溶液,沉淀溶解　　　　　　　　　
◆實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?br/>NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3　
鈉、鎂、鋁元素原子失電子能力:
Na>Mg>Al
閱讀探究
請(qǐng)閱讀以下材料，從中獲取證據(jù)，驗(yàn)證你對(duì)硅、磷、硫、氯等元素原子得電子能力相對(duì)強(qiáng)弱的預(yù)測(cè)。
硅的最高價(jià)氧化物（SiO2）對(duì)應(yīng)的水化物是硅酸（H2SiO3）。硅酸難溶于水，是一種很弱的酸。
磷的最高價(jià)氧化物（P2O5）對(duì)應(yīng)的水化物是磷酸（H3PO4）。磷酸屬于中強(qiáng)酸。磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物——磷化氫（PH3）。
硫的最高價(jià)氧化物（SO3）對(duì)應(yīng)的水化物是硫酸（H2SO4）。硫酸是一種強(qiáng)酸。硫在加熱時(shí)能與氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物——硫化氫（H2S）。硫化氫在較高溫度時(shí)可以分解。
氯的最高價(jià)氧化物（Cl2O7）對(duì)應(yīng)的水化物是高氯酸（HClO4）。高氯酸的酸性比硫酸強(qiáng)。氯氣與氫氣能在光照或點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物——氯化氫。
思路引導(dǎo)
通過(guò)單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比較元素原子的得電子能力
利用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)判斷元素原子得電子能力的強(qiáng)弱時(shí)，可以采用下列方法：
1. 比較元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易程度，以及所生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。 一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)越容易進(jìn)行，生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，表明元素原子得電子的能力越強(qiáng)。
2. 比較元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。一般來(lái)說(shuō)，一種元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，表明這種元素原子得電子的能力越強(qiáng)。
硅、磷、硫、氯原子得電子能力的比較
元素 Si P S Cl
單質(zhì)與H2化合條件 高溫 較高溫度 加熱 點(diǎn)燃或光照
氣態(tài)氫化物的 穩(wěn)定性 SiH4很不穩(wěn)定 PH3不穩(wěn)定 H2S較不穩(wěn)定 HCl穩(wěn)定
穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng) 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性 H2 SiO3弱酸 H 3PO4中強(qiáng)酸 H2 SO4強(qiáng)酸 HClO4最強(qiáng)無(wú)機(jī)含氧酸
酸性逐漸增強(qiáng) 結(jié)論 Si　P　S　Cl 歸納總結(jié)
同周期主族元素得失電子能力的遞變規(guī)律
(1)規(guī)律：同一周期，從左往右，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。
(2)理論解釋
同周期主族元素，從左到右，原子的核外電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，原子核對(duì)核外電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。
元素周期表中金屬元素與非金屬元素的分區(qū)
分界線附近的元素既能表現(xiàn)出一定的金屬元素的性質(zhì)，又能表現(xiàn)出一定的非金屬元素的性質(zhì)。例如，硅元素屬于非金屬元素，鍺元素屬于金屬元素，但它們的單質(zhì)均具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。
02
同周期主族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的遞變規(guī)律
同周期主族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的遞變規(guī)律
項(xiàng)目 同周期(從左到右，稀有氣體除外)
最外層電子數(shù) 由1遞增至7(第1周期除外)
主要化合價(jià) 最高正價(jià)：＋1→＋7(O、F除外)
負(fù)價(jià)：－4→－1
原子半徑 逐漸減小
得、失電子能力 失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)
單質(zhì)的氧化性、還原性 還原性減弱，氧化性增強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性 堿性減弱，酸性增強(qiáng)
非金屬的氫化物 形成由難到易，穩(wěn)定性由弱到強(qiáng)
金屬單質(zhì)與水、酸反應(yīng) 越來(lái)越難
同周期，從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng) 元素原子得失電子能力強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
★元素原子失去電子能力強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
(1)金屬活動(dòng)性順序表中越靠前，金屬原子失電子能力越強(qiáng)。
(2)同一周期的金屬元素，從左往右，原子失電子能力依次減弱。
(3)金屬與水或酸置換出氫時(shí)，置換反應(yīng)越容易發(fā)生，金屬原子失電子能力越強(qiáng)。
(4)金屬與鹽溶液反應(yīng)，較活潑金屬(失電子能力強(qiáng))置換出較不活潑的金屬。
(5)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性越強(qiáng)，失電子能力越強(qiáng)。
元素原子得失電子能力強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
2.元素原子得電子能力強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
(1)同周期的非金屬元素，從左到右得電子能力依次增強(qiáng)(不包括稀有氣體)。
(2)非金屬元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，得電子能力越強(qiáng)。
(3)非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合越容易，得電子能力越強(qiáng)；生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，得電子能力越強(qiáng)。
(4)不同的非金屬單質(zhì)M和N在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)，若M能置換出N，則得電子能力：M>N。
03
課堂小結(jié)
04
課堂練習(xí)
1．下列關(guān)于物質(zhì)的性質(zhì)比較，不正確的是
A．堿性強(qiáng)弱：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
B．氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)弱：HCl＞H2S＞H2O
C．酸性強(qiáng)弱：HClO4＞H2SO4＞H3PO4
D．氧化性強(qiáng)弱：Cl2＞Br2＞I2
Thanks
好好學(xué)習(xí)天天向上

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