2022-2023学年人教版高中化学必修1 4.2元素周期律 课件(共34张PPT)
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年人教版高中化学必修1 4.2元素周期律 课件(共34张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-24 11:09:50 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
一个星期、一个月、一年
细胞分裂、天体运动
花开花落、日升日落、月缺月圆、
生死轮回
睡觉－早饭－早读－上课－午饭……
体力、智力、情绪都有周期
也许，一切事物都有自己的“周期” ……
根据你的知识和生活经验，谈一谈自己所知道的“周期”。
通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究学习，我们已知道周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性：
那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？
以第三周期元素为例，认识同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律，构建元素周期律
基于元素“位置-结构-性质”认识元素性质
学习任务一
学习任务二
结合有关数据和实验事实认识原子核外电子排布、元素最高化合价和最低化合价、原子半径等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。
学习任务三
学 习 目 标
【学习任务一】同一周期元素原子结构的变化规律
观察表4-5，思考并讨论:随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化
【学习任务一】同一周期元素原子结构的变化规律
【主题一】 电子排布的周期性变化
在坐标图中画出前18号元素以原子序数为横坐标、原子的最外层电子数为纵坐标的柱状图。观察所画图形，你得到什么结论？
【主题二】 原子半径的周期性变化
观察前18号元素半径图，判断同周期元素原子半径的变化规律
【主题三】 元素的主要化合价的周期性变化
在坐标图中画出前18号元素以原子序数为横坐标、元素的主要化合价为纵坐标的线型图。观察所画图形，你得到什么结论？
原子序数 电子层数 最外层电子数
1～2 1
3～10 2
11～18 3
1
2
1
8
1
8
周期性
【主题一】核外电子排布的周期性变化
结论1：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现 变化。
【主题二】 原子半径的周期性变化
观察下图，判断同周期和同主族元素原子半径的变化规律
特殊说明：稀有气体元素的原子半径的测定方式不同,不具有可比性。
原子序数 原子半径的变化
3～9
11～17
结论2：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现 变化。 逐渐减小
逐渐减小
【主题二】 原子半径的周期性变化
原子半径的变化规律
周期性
思考
同周期元素原子半径出现由大到小规律变化的原因是什么？
原子结构
核电荷数
电子层数
最外层电子数
核电荷数
增多
原子半径
减小
相同
结构解释
结论3：随着原子序数的递增，元素的化合价呈现 的变化。
周期性
1. 元素的最高正价重复出现由+1价到+7价
【主题三】 元素的主要化合价的周期性变化
2. 最低负价由－4到－1价
3. 最高正价+|最低负价|= 8
4. 金属元素无负价；
O无最高正价，F无正价
规律呈现
任务一：数据分析，规律呈现
1.随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现周期性变化；
2.随着原子序数的递增，元素原子的化合价（最高正价和最低负价）呈现周期性变化；
3.随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现周期性变化；
疑问
元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性变化呢？
【学习任务二】 第三周期元素性质的递变
【主题一】【实验探究】钠、镁、铝的金属性强弱
【主题二】【科学事实】探究Si、P、S、Cl非金属性的强弱
【主题三】归纳总结元素周期律
第三周期元素性质递变
预测：
Na Mg Al Si P S Cl
电子层数相同，核电荷数增大，半径减小
失电子能力减弱，得电子能力增强
金属性减弱，非金属性增强
【实验探究-钠、镁、铝的金属性强弱】
1、设计方案：如何证明金属性Na>Mg>Al？尽可能提出多种方案。理论依据是什么？
依据金属性强弱比较方法：
①元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度 ②元素最高价氧化物对应的水（氢氧化物）化物的碱性强弱 ③金属单质之间的置换
④金属阳离子的氧化性强弱。
2、设计反思：
评价上述方案,哪些方案可行性高？
本实验重在不同金属的金属性，为了使实验更严谨，要注意控制哪些实验条件？
条件、操作简单，现象明显
控制变量法：固体表面积、盐酸浓度、温度等
实验一:
取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2ml水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何？生成了什么物质？
【实验探究-钠、镁、铝的金属性强弱】
实验二:
①向试管中加入2ml1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到 不再产生白色絮状沉淀Al(OH)3沉淀为止。将沉淀Al(OH)3分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，向另一支试管中滴加2mol/LNaOH溶液。边加边振荡，观察现象。
②用2ml1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
反 应 物 现 象 方 程 式
Na、水、 酚酞
Mg、水、 酚酞
钠浮于水面,形成光亮小球,四处游走,有气体产生,并发出嗞嗞的声音,滴入酚酞,溶液变红
常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有一些红色；
2Na + 2H2O ═
2NaOH + H2↑
Mg + 2H2O ═
Mg(OH)2 + H2↑ (缓慢)
△
结论1、镁的金属性比钠的弱；
加热后反应剧烈，镁条表面有大量气泡，
溶液变为红色。
实验 Al(OH)3中滴加 2mol/L盐酸 Al(OH)3中滴加2mol/LNaOH溶液
现象
离子方程式
化学方程式
Al(OH)3溶解
Al(OH)3+3H+ ═ Al 3++3H2O
Al(OH)3溶解
Al(OH)3+OH- ═ Al O2-+2H2O
Al(OH)3+3HCl ═ AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
结论2、Al(OH)3既能与酸反应又能与强碱反应生成盐和水，氢氧化铝两性氢氧化物。铝虽为金属，但已表现出非金属性
②用2ml1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
现象：生成的白色沉淀Mg(OH)2能在盐酸中溶解，但不能溶解到氢氧化钠溶液中。
结论3. Mg(OH)2碱性比Al(OH)3强
主题一：实验事实，规律总结
性质 Na Mg Al
单质与水（酸）的反应情况
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
与冷水
反应剧烈
与冷水反应缓慢；
与沸水反应迅速；
与酸反应剧烈
与水几乎不反应；
与酸反应剧烈
结论：Na、Mg、Al，从左到右，金属性 。
依次减弱
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
弱碱
【主题二】探究Si、P、S、Cl非金属性的强弱
回顾非金属性强弱的判断方法？
①单质与H2生成气态氢化物的难易程度 ②气态氢化物稳定性的强弱
③最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）酸性强弱
④非金属单质之间的置换
⑤非金属阴离子的还原性强弱
原子序数 14 15 16 17
元素符号 Si P S Cl
最高价氧化物对应水化物的酸性
单质与H2化合的难易
气态氢化物的稳定性
H2SiO3
极弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强酸
高温
光照或点燃爆炸化合
磷蒸气
加热
很不稳定
SiH4
不稳定
PH3
不很稳定
H2S
稳定
HCl
非金属性逐渐增强
主题二：科学事实，规律总结
原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
单质和水(或酸）反应情况 冷水剧烈 热水较快 盐酸剧烈 盐酸较快
非金属单质与氢气反应 高温 磷蒸气与H2能反应 加热 光照或点燃 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 金属性和非金属性递变 NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性氢
氧化物
H2SiO3
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强酸
稀有气体元素
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
第三周期元素金属性、非金属性的递变规律:
Na Mg Al Si P S Cl
金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
对其他周期元素性质进行研究,也可以得到类似的结论。
减弱
增强
随着原子序数的递增，元素金属性和非金属性呈现周期性变化；
原子 结构 电子层数 相同
最外层电子数 依次增加
原子半径 逐渐减小
元素的性质 主要化合价 逐渐增强
得电子能力 逐渐减弱
失电子能力 逐渐减弱
金属性 逐渐增强
非金属性 逐渐增强
离子 阳离子氧化性 增强
阴离子还原性 减弱
氢化物 稳定性 增强
还原性 减弱
最高价氧化物的水化物 酸性 增强
碱性 减弱
氢化物 稳定性 增强
对于第三周期的主族元素从左到右,下列说法中错误的是( )
A.原子半径逐渐减小
B.原子核外电子层数逐渐增多
C.最高正化合价逐渐增大
D.元素的非金属性逐渐增强
牛刀小试
B
随着核电荷数的递增
元素周期律
决定
归纳出
核外电子排布呈周期性变化
引起
元素性质呈周期性变化
元素的性质随原子序数
的递增呈周期性的变化
主题三 元素周期律
（元素的性质主要包括原子半径、化合价、金属性和非金属性。）
本质
元素性质呈周期性变化的决定因素是( )
A．元素原子半径大小呈周期性变化
B．元素相对原子质量依次递增
C．元素原子核外电子排布呈周期性变化
D．元素的最高正化合价呈周期性变化
牛刀小试
C
学习任务三 位、构、性的关系
结构
位置
性质
反映
决定
反映
决定
推测
判断
习题巩固
1.除第一周期外,关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是( )
A.从左到右,原子半径逐渐减小
B.从左到右,单质的氧化性减弱,还原性增强
C.从左到右,元素最高正价从+1价递增到+7价(O、F除外),负价由-4价递减到-1价
D.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物碱性减弱,酸性增强(O、F除外)
B
课后作业
请完成《同步练习册》本节课相关习题
【学习评价】（3颗星合格，4颗星以上优秀）
内容 评价标准 星数 总数
学习过程 认真参与所有“做一做”“想一想”等，获得3颗星
问题解决 解决一个问题获得一颗星 体系构建 构建体系获得1-2颗星
感 谢 聆 听！
第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
一个星期、一个月、一年
细胞分裂、天体运动
花开花落、日升日落、月缺月圆、
生死轮回
睡觉－早饭－早读－上课－午饭……
体力、智力、情绪都有周期
也许，一切事物都有自己的“周期” ……
根据你的知识和生活经验，谈一谈自己所知道的“周期”。
通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究学习，我们已知道周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性：
那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？
以第三周期元素为例，认识同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律，构建元素周期律
基于元素“位置-结构-性质”认识元素性质
学习任务一
学习任务二
结合有关数据和实验事实认识原子核外电子排布、元素最高化合价和最低化合价、原子半径等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。
学习任务三
学 习 目 标
【学习任务一】同一周期元素原子结构的变化规律
观察表4-5，思考并讨论:随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化
【学习任务一】同一周期元素原子结构的变化规律
【主题一】 电子排布的周期性变化
在坐标图中画出前18号元素以原子序数为横坐标、原子的最外层电子数为纵坐标的柱状图。观察所画图形，你得到什么结论？
【主题二】 原子半径的周期性变化
观察前18号元素半径图，判断同周期元素原子半径的变化规律
【主题三】 元素的主要化合价的周期性变化
在坐标图中画出前18号元素以原子序数为横坐标、元素的主要化合价为纵坐标的线型图。观察所画图形，你得到什么结论？
原子序数 电子层数 最外层电子数
1～2 1
3～10 2
11～18 3
1
2
1
8
1
8
周期性
【主题一】核外电子排布的周期性变化
结论1：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现 变化。
【主题二】 原子半径的周期性变化
观察下图，判断同周期和同主族元素原子半径的变化规律
特殊说明：稀有气体元素的原子半径的测定方式不同,不具有可比性。
原子序数 原子半径的变化
3～9
11～17
结论2：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现 变化。 逐渐减小
逐渐减小
【主题二】 原子半径的周期性变化
原子半径的变化规律
周期性
思考
同周期元素原子半径出现由大到小规律变化的原因是什么？
原子结构
核电荷数
电子层数
最外层电子数
核电荷数
增多
原子半径
减小
相同
结构解释
结论3：随着原子序数的递增，元素的化合价呈现 的变化。
周期性
1. 元素的最高正价重复出现由+1价到+7价
【主题三】 元素的主要化合价的周期性变化
2. 最低负价由－4到－1价
3. 最高正价+|最低负价|= 8
4. 金属元素无负价；
O无最高正价，F无正价
规律呈现
任务一：数据分析，规律呈现
1.随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现周期性变化；
2.随着原子序数的递增，元素原子的化合价（最高正价和最低负价）呈现周期性变化；
3.随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现周期性变化；
疑问
元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性变化呢？
【学习任务二】 第三周期元素性质的递变
【主题一】【实验探究】钠、镁、铝的金属性强弱
【主题二】【科学事实】探究Si、P、S、Cl非金属性的强弱
【主题三】归纳总结元素周期律
第三周期元素性质递变
预测：
Na Mg Al Si P S Cl
电子层数相同，核电荷数增大，半径减小
失电子能力减弱，得电子能力增强
金属性减弱，非金属性增强
【实验探究-钠、镁、铝的金属性强弱】
1、设计方案：如何证明金属性Na>Mg>Al？尽可能提出多种方案。理论依据是什么？
依据金属性强弱比较方法：
①元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度 ②元素最高价氧化物对应的水（氢氧化物）化物的碱性强弱 ③金属单质之间的置换
④金属阳离子的氧化性强弱。
2、设计反思：
评价上述方案,哪些方案可行性高？
本实验重在不同金属的金属性，为了使实验更严谨，要注意控制哪些实验条件？
条件、操作简单，现象明显
控制变量法：固体表面积、盐酸浓度、温度等
实验一:
取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2ml水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何？生成了什么物质？
【实验探究-钠、镁、铝的金属性强弱】
实验二:
①向试管中加入2ml1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到 不再产生白色絮状沉淀Al(OH)3沉淀为止。将沉淀Al(OH)3分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，向另一支试管中滴加2mol/LNaOH溶液。边加边振荡，观察现象。
②用2ml1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
反 应 物 现 象 方 程 式
Na、水、 酚酞
Mg、水、 酚酞
钠浮于水面,形成光亮小球,四处游走,有气体产生,并发出嗞嗞的声音,滴入酚酞,溶液变红
常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有一些红色；
2Na + 2H2O ═
2NaOH + H2↑
Mg + 2H2O ═
Mg(OH)2 + H2↑ (缓慢)
△
结论1、镁的金属性比钠的弱；
加热后反应剧烈，镁条表面有大量气泡，
溶液变为红色。
实验 Al(OH)3中滴加 2mol/L盐酸 Al(OH)3中滴加2mol/LNaOH溶液
现象
离子方程式
化学方程式
Al(OH)3溶解
Al(OH)3+3H+ ═ Al 3++3H2O
Al(OH)3溶解
Al(OH)3+OH- ═ Al O2-+2H2O
Al(OH)3+3HCl ═ AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
结论2、Al(OH)3既能与酸反应又能与强碱反应生成盐和水，氢氧化铝两性氢氧化物。铝虽为金属，但已表现出非金属性
②用2ml1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
现象：生成的白色沉淀Mg(OH)2能在盐酸中溶解，但不能溶解到氢氧化钠溶液中。
结论3. Mg(OH)2碱性比Al(OH)3强
主题一：实验事实，规律总结
性质 Na Mg Al
单质与水（酸）的反应情况
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
与冷水
反应剧烈
与冷水反应缓慢；
与沸水反应迅速；
与酸反应剧烈
与水几乎不反应；
与酸反应剧烈
结论：Na、Mg、Al，从左到右，金属性 。
依次减弱
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
弱碱
【主题二】探究Si、P、S、Cl非金属性的强弱
回顾非金属性强弱的判断方法？
①单质与H2生成气态氢化物的难易程度 ②气态氢化物稳定性的强弱
③最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）酸性强弱
④非金属单质之间的置换
⑤非金属阴离子的还原性强弱
原子序数 14 15 16 17
元素符号 Si P S Cl
最高价氧化物对应水化物的酸性
单质与H2化合的难易
气态氢化物的稳定性
H2SiO3
极弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强酸
高温
光照或点燃爆炸化合
磷蒸气
加热
很不稳定
SiH4
不稳定
PH3
不很稳定
H2S
稳定
HCl
非金属性逐渐增强
主题二：科学事实，规律总结
原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
单质和水(或酸）反应情况 冷水剧烈 热水较快 盐酸剧烈 盐酸较快
非金属单质与氢气反应 高温 磷蒸气与H2能反应 加热 光照或点燃 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 金属性和非金属性递变 NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性氢
氧化物
H2SiO3
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强酸
稀有气体元素
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
第三周期元素金属性、非金属性的递变规律:
Na Mg Al Si P S Cl
金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
对其他周期元素性质进行研究,也可以得到类似的结论。
减弱
增强
随着原子序数的递增，元素金属性和非金属性呈现周期性变化；
原子 结构 电子层数 相同
最外层电子数 依次增加
原子半径 逐渐减小
元素的性质 主要化合价 逐渐增强
得电子能力 逐渐减弱
失电子能力 逐渐减弱
金属性 逐渐增强
非金属性 逐渐增强
离子 阳离子氧化性 增强
阴离子还原性 减弱
氢化物 稳定性 增强
还原性 减弱
最高价氧化物的水化物 酸性 增强
碱性 减弱
氢化物 稳定性 增强
对于第三周期的主族元素从左到右,下列说法中错误的是( )
A.原子半径逐渐减小
B.原子核外电子层数逐渐增多
C.最高正化合价逐渐增大
D.元素的非金属性逐渐增强
牛刀小试
B
随着核电荷数的递增
元素周期律
决定
归纳出
核外电子排布呈周期性变化
引起
元素性质呈周期性变化
元素的性质随原子序数
的递增呈周期性的变化
主题三 元素周期律
（元素的性质主要包括原子半径、化合价、金属性和非金属性。）
本质
元素性质呈周期性变化的决定因素是( )
A．元素原子半径大小呈周期性变化
B．元素相对原子质量依次递增
C．元素原子核外电子排布呈周期性变化
D．元素的最高正化合价呈周期性变化
牛刀小试
C
学习任务三 位、构、性的关系
结构
位置
性质
反映
决定
反映
决定
推测
判断
习题巩固
1.除第一周期外,关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是( )
A.从左到右,原子半径逐渐减小
B.从左到右,单质的氧化性减弱,还原性增强
C.从左到右,元素最高正价从+1价递增到+7价(O、F除外),负价由-4价递减到-1价
D.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物碱性减弱,酸性增强(O、F除外)
B
课后作业
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【学习评价】（3颗星合格，4颗星以上优秀）
内容 评价标准 星数 总数
学习过程 认真参与所有“做一做”“想一想”等，获得3颗星
问题解决 解决一个问题获得一颗星 体系构建 构建体系获得1-2颗星
感 谢 聆 听！