2019-2020学年高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 第二课时 元素周期

第二节元素周期律第二课时元素周期律学习目标1.了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。2．理解元素周期律的内容和实质。1．原子核外电子排布的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现的周期性变化(第一周期除外)。由1到8探究点(一)原子结构和元素化合价的周期性变化[自学新知]2．原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现_________的周期性变化。由大到小3．元素化合价的周期性变化以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈变化，即每周期：最高正价：(O、F无正价)，负价：。周期性＋1→＋7－4→－11．随着原子序数的递增，第二周期元素的最高正价是逐渐递增的吗？提示：不是；因为F无正价，O无最高正价。2.A、B在元素周期表中的位置如图所示。试比较短周期主族元素A、B原子半径的大小？提示：设空格内的元素为X，则原子半径：r(B)＞r(X)＞r(A)，即B的原子半径大于A的原子半径。[探究思考](1)同一周期，从左到右，原子的最外层电子数由1递增至8，呈周期性变化，而第一周期(K层为最外层)，则由1递增至2。(2)同一周期的主族元素，电子层数相同，核电荷数越大，原子核对外层电子的吸引能力越强，原子半径越小。注意：原子半径的递变规律是指同一周期第ⅠA族～第ⅦA族之间的变化规律，不包括稀有气体元素的原子半径。(3)对于主族元素，元素的最高正化合价和主族序数相同(F、O除外)，同一周期，自左到右，最高正价由＋1→＋7，负价由－4→－1。[深化拓展]元素编号①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/10－1nm0.741.601.521.100.991.860.750.82最高或最低化合价－2＋2＋1＋5、－3＋7、－1＋1＋5、－3＋31．如表所示为几种短周期元素的性质。下列说法中正确的是()A．元素④的原子序数小于元素⑦的原子序数B．②、③处于同一周期C．上述八种元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的元素是⑤D．⑧号元素的原子结构示意图为[对点演练]解析：由元素的原子半径和化合价可知，①～⑧号元素分别是O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。答案：C2．已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/10－10m0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A．1.10×10－10mB．0.80×10－10mC．1.20×10－10mD．0.70×10－10m解析：N、S、O、Si、P在元素周期表中的位置为原子半径r(Si)r(P)r(S)，故磷原子的半径可能是1.10×10－10m。答案：A1．钠、镁、铝金属性的递变规律NaMgAl判断依据与水反应与冷水________与沸水_________常温或加热下遇水无明显现象与酸反应与酸反应极为迅速与酸反应_____与酸反应较快最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH：_____Mg(OH)2：______Al(OH)3：____________结论Na、Mg、Al的金属性逐渐_____剧烈反应缓慢反应强碱中强碱两性氢氧化物剧烈减弱探究点(二)元素性质的周期性变化和元素周期律[自学新知]2．硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律SiPSCl判断依据与氢气化合高温磷蒸气与氢气反应加热光照或点燃由易到难的顺序是______________最高价氧化物对应水化物的酸性H2SiO3：弱酸H3PO4：中强酸H2SO4：强酸HClO4：强酸酸性：HClO4__H2SO4__H3PO4__H2SiO3结论硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐_____Cl、S、P、Si增强3．同周期元素性质递变规律―――――――――――――――――――――――――――――→NaMgAlSiPSCl同一周期从左往右，金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____减弱增强4．元素周期律(1)内容元素的性质随着原子序数的递增而呈变化。(2)实质元素性质的周期性变化是原子周期性变化的必然结果。周期性核外电子排布1．如何通过实验证明H3PO4的酸性强于H2SiO3?提示：向Na2SiO3溶液中加入H3PO4溶液，产生白色浑浊，则证明H3PO4的酸性强于H2SiO3。2．试根据同周期元素非金属性的变化规律，比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。提示：元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期元素，随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，故非金属性：SiPSCl，所以它们氢化物的稳定性顺序为SiH4PH3H2SHCl。[探究思考]3．请从原子结构变化的角度解释，同周期元素随着原子序数的递增，金属性减弱、非金属性增强的原因。提示：因同周期元素原子的电子层数相同，但原子序数依次增大，核电荷数依次增多，原子核对最外层电子的吸引能力依次增强，原子失电子能力依次减弱，得电子能力依次增强，即元素的金属性依次减弱，非金属性依次增强。1．同周期、同主族元素性质的递变规律同周期(自左至右)同主族(自上而下)金属性减弱增强非金属性增强减弱金属单质与水或酸置换出H2的难易由易到难由难到易非金属气态氢化物形成难易由难到易由易到难稳定性增强减弱最高价氧化物对应水化物酸性增强减弱碱性减弱增强[深化拓展]2．元素金属性、非金属性强弱的判断方法(1)元素金属性强弱的判断方法比较元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。①从原子结构判断：a．当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强。同主族元素从上到下，金属性逐渐增强。b．当电子层数相同时，核电荷数越多越难失去电子，金属性越弱。同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱。②从单质及其化合物的相关性质判断：a．金属单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强。b．最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强。③根据金属活动性顺序判断：一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。(2)元素非金属性强弱的判断方法比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。①从原子结构判断：a．当电子层数相同时，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强。同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强。b．当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱。同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱。②从单质及其化合物的相关性质判断：a．单质越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，元素的非金属性越强。如H2＋F2===2HF，H2＋Cl2=====光照2HCl，则非金属性：F＞Cl。如稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，则非金属性：F＞Cl＞Br＞I。b．最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。如酸性：HClO4(高氯酸)＞H2SO4，则非金属性：Cl＞S。c．活动性强的非金属单质可以把活动性相对较弱的非金属单质从其盐溶液中置换出来。如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，则非金属性：Cl＞Br。d．非金属的阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。如还原性：S2－Cl－，则非金属性：ClS。1．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是()A．H3BO3的酸性比H2CO3的强B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：RM解析：硼、碳同周期，硼在碳左边，故硼酸酸性弱于碳酸，A项错误；Mg、Be同主族，镁在下方，Mg(OH)2的碱性强于Be(OH)2，B项正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C项错误；阴阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数小些，D项错误。答案：B[对点演练]2．下列事实与推论相符的是()选项实验事实推论AH2O的沸点比H2S的沸点高非金属性：OSB盐酸的酸性比H2SO3的酸性强非金属性：ClSC钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈金属性：NaKDHF的热稳定性比HCl的强非金属性：FCl解析：A项，H2O常温下是液体，H2S常温下是气体，沸点：H2OH2S，但沸点高低是物理性质，与元素的非金属性强弱无关，错误；B项，盐酸是无氧酸，H2SO3不是最高价含氧酸，即两者都不属于最高价氧化物的水化物，虽然盐酸比H2SO3酸性强，也不能证明非金属性：ClS；C项，元素的金属性越强，其单质与水或酸发生反应产生氢气就越容易，则钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，则金属性：KNa错误；D项，元素的非金属性越强，其相应氢化物的稳定性越强，热稳定性：HFHCl，则非金属性：FCl，正确。答案：D粒子半径大小的比较方法(1)同周期——“序大径小”①方法：同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。②实例：11～17号元素r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。探究点(三)粒子半径大小的比较[深化拓展](2)同主族——“序大径大”①方法：同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大。②实例：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，r(Li＋)r(Na＋)r(K＋)r(Rb＋)r(Cs＋)。(3)同元素①同种元素的原子和离子半径比较规律——“阴大阳小”。某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。如r(Na＋)r(Na)；r(Cl－)r(Cl)。②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。带电荷数越多，粒子半径越小。如r(Fe3＋)r(Fe2＋)r(Fe)。((4)同结构——“序大径小”①方法：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。②实例：r(O2－)r(F－)r(Na＋)r(Mg2＋)r(Al3＋)。1．下列粒子半径大小比较正确的是()A．Na＋Mg2＋Al3＋O2－B.S2－Cl－Na＋Al3＋C．NaMgAlSD．CsRbKNa解析：A项，4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，“序小径大”，即Al3＋Mg2＋Na＋O2－，A错误；C项，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C错误；Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径：r(Cs)r(Rb)r(K)r(Na)，D错误；S2－和Cl－核外电子数相同，但核电荷数ClS，故离子半径r(S2－)r(Cl－)；Na＋和Al3＋核外电子数相同，且核电荷数AlNa，则离子半径r(Na＋)r(Al3＋)，B项正确。答案：B[对点演练]2．下列各组粒子中粒子半径由大到小的是()A．O、Cl、S、PB．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋D．Li、Na、K、Cs解析：比较粒子半径有以下原则：①同周期从左到右逐渐减小，A项为PSClO，②同主族从上到下逐渐增大，③核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，Mg2＋Al3＋，④各层排布都饱和，一般电子层越多，半径越大。故只有C项正确。答案：C[题后悟道]“三看”法比较简单微粒的半径大小“一看”电子层数当电子层数不同时，一般地，电子层数越多，半径越大“二看”核电荷数当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小“三看”核外电子数当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。[核心语句归纳总结]1．同一周期自左向右，元素的原子半径逐渐减小，元素的最高正价从＋1到＋7(第二周期为＋5)，负化合价由－4到－1(稀有气体元素除外)。2．同一周期自左向右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；元素最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐增强。3．同一主族自上而下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；元素最高价氧化物对应水