化学人教版（2019）必修第一册4.2.1元素周期律（共34张ppt）

(共34张PPT)
第二节 元素周期律
第1课时 元素性质的周期性变化规律
课堂导入
碱金属元素
卤族元素
通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究，我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。那么，同一周期元素的性质又有什么变化规律？
同主族元素性质上表现相似性和递变性
电子层数
增多
原子半径
增大
失电子能力
逐渐增强
得电子能力
逐渐减弱
同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强
同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱
元素性质的周期性变化规律
第一周期 原子序数 1 1~18 号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价 2
核外电子排布
原子半径/nm 0.037
主要化合价 ＋1 0
第二周期 原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10
核外电子排布
原子半径/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071
最高正化合价或最低负化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 4 ＋5 3 2 1 0
第三周期 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
核外电子排布
原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099
最高正化合价或最低负化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 4 ＋5 3 ＋6 2 ＋7 1 0
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
2 8 1
2 8 2
2 8 3
2 8 4
2 8 5
2 8 6
2 8 7
2 8 8
1
2
元素性质的周期性变化规律
原子 序数 电子 层数 最外层 电子数 原子半径的变化 (不考虑稀有气体元素) 最高或最低化合价的变化
1~2 1 1 → 2 — +1 → 0
3~10 0.152 nm → 0.071 nm 大 → 小 +1 +2 +3 +4 +5
4 3 2 1 0
11~18
结论： 随着原子序数的递增，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？
2
3
1 → 8
1 → 8
0.186 nm → 0.099 nm
大 → 小
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
4 3 2 1 0
随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径、元素化合价呈周期性变化。
原子序数与原子半径的关系
以原子序数为横坐标，原子半径为纵坐标，制作成折线图。请同学们从点（同主族元素）、线（同周期元素）、面（不同周期的变化趋势）三个层次进行数据分析，归纳规律 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
0.18
0.20
0.16
0.12
0.14
0.10
0.06
0.08
0.04
原子半径
nm
0.02
0
原子序数
原子序数与原子半径的关系
结论1：同一主族，从上到下，原子半径逐渐_____。
结论2：同一周期，从左到右，原子半径逐渐_____。
为什么同周期元素的原子半径会随着核电荷数的增加逐渐变小？
增大
减小
稀有气体除外
大
小
在电子层数相同的情况下，随着原子序数的增加，原子核对核外电子的电性作用增强，使得最外层电子与原子核之间的距离缩小，从而使得原子半径减小。
原子半径最大和最小的分别是？
【特殊说明】：
稀有气体元素的原子半径与相邻非金属元素的
测定依据不同，不具有可比性。
g
Fr H
原子序数 1 2
元素符号 H He
最高正化合价
最低负化合价 原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10
元素符号 Li Be B C N O F Ne
最高正化合价
最低负化合价 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
最高正化合价
最低负化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4
－4 －3 －2 －1
＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
－4 －3 －2 －1
+1
－1
0
0
0
① 非金属元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数，而它的负化合价等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数
＋5
H B O F 除外
原子序数与最外层电子数、化合价的关系
非金属元素的最高正价＋|最低负价|＝8
原子序数 1 2
元素符号 H He
最高正化合价
最低负化合价 原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10
元素符号 Li Be B C N O F Ne
最高正化合价
最低负化合价 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
最高正化合价
最低负化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4
－4 －3 －2 －1
＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
－4 －3 －2 －1
+1
－1
0
0
0
②主族元素最高正价 =_________=_________
最外层电子数
主族序数
③ _____无正价，
_____无最高正价。
F
O
④金属通常无负价。
＋5
O、F 除外
原子序数与最外层电子数、化合价的关系
Na Mg
与水（或酸） 反应的现象 与冷水剧烈反应，放出大量的热，并产生气体 与冷水几乎不反应，与沸水缓慢反应，与酸剧烈反应
剧烈程度 随着核电荷数增大，与水（或酸）反应越来越________ 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
结论 ① 最高价氧化物对应的水化物的碱性：__________________ ② 金属性：__________________ 缓慢
NaOH>Mg(OH)2
Na>Mg
第三周期元素性质的递变
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
MgCl2 AlCl3
与NaOH 反应的现象 出现白色沉淀，继续滴加NaOH沉淀不消失 出现白色沉淀，继续滴加NaOH沉淀消失
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
结论 ① 最高价氧化物对应的水化物的碱性：__________________ ② 金属性：__________________ NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
Na>Mg>Al
Al(OH)3
两性氢氧化物
Mg(OH)2
中强碱
第三周期元素性质的递变
元素金属性强弱的判断依据
（1）单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度。
置换出氢气越容易，则元素金属性越强
（2）元素最高价氧化物对应水化物（氢氧化物）碱性强弱。
碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
（3）置换反应
活泼金属置换不活泼金属，越活泼金属性越强
P95
元素非金属性强弱的判断依据
（1）非金属单质与氢气化合的难易程度。越容易化合，则非金属性越强
（2）形成气态氢化物的稳定性。
稳定性：HF＞HCl ，非金属性： F ＞ Cl
（3）元素最高价氧化物对应水化物（含氧酸）酸性强弱。
酸性：H2SO4＞H2CO3 ，非金属性： S ＞ C
（4）置换反应
卤素单质的置换
P97
如何证明Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强呢
非金属元素 Si P S Cl
最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱 H2SiO3(硅酸) 　　　酸 H3PO4(磷酸) 　　　酸 H2SO4(硫酸) 　 酸 HClO4(高氯酸)
　　 酸
最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱：　 　　　 　　 　　　。 非金属性由强到弱的顺序为 　　　　　 弱
中强
强
强
HClO4 > H2SO4 > H3PO4 > H2SiO3
Cl > S > P > Si
Na Mg Al Si P S Cl
金属性逐渐______，非金属性逐渐______。
减弱
增强
结论
1. X、Y、Z 为同周期的三种元素。已知它们最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4 > H2YO4 > H3ZO4，则下列判断正确的是（ ）
A. 非金属性：X < Y < Z
B. 原子半径：X > Y > Z
C. 气态氢化物的稳定性：X > Y > Z
D. 原子最外层电子数：X < Y < Z
C
第三周期元素性质的递变
还记得碱金属元素金属性和卤族元素非金属性的递变规律吗？是如何从结构角度解释的？
同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
根据第三周期元素原子的核外电子排布，请你预测该周期元素金属性和非金属性的变化？
同周期元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左到右，核电荷数层数依次增多，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。所以，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
第二节 元素周期律
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
元素周期律的内容与实质
内容
实质
元素的性质随原子序数的递增而呈周期性的变化。
元素性质的周期性变化是元素原子的______________呈周期性变化的必然结果。
核外电子排布
化合价
原子半径
金属性和非金属性
金属元素
非金属元素
强
强
1）结构与位置的关系：
决定
位置
结构
性质
决定
决定
2) 结构与性质的关系：
得失电子能力
单质的氧化性、还原性强弱
周期序数＝电子层数
主族序数＝最外层电子数
原子半径
金属性、
非金属性强弱
元素“位-构-性”的关系
增强
增
强
增
强
增强
Al　 Si
既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。
在元素周期表中，主族元素从上到下，从左到右，元素的金属性和非金属性存在着一定的递变规律。
增强
增
强
增
强
增强
Al　 Si
周期表的左下方是 性最强的元素，是 元素(放射性元素除外)；
右上方是 性最强的元素，是 元素；最后一个纵行是 元素。
金属
铯
非金属
氟
0族
同主族元素
原子半径逐渐增大
金属性逐渐增强
同周期元素
原子半径逐渐减小
非金属性逐渐增强
规律记忆
P95和P97
“三看”法比较粒子半径大小
（1）r(F) r(Cl)
（3）r(Cl—) r(S2—)
“一看”电子层数：电子层数多，半径大
（2）r(Cl) r( S) r( P)
（4） r(Al3+) r(Mg2+) r(Na+) r(F-) r(O2-)
＜
＜
＜
＜
＜
＜
＜
＜
例：比较下列微粒半径的大小
“二看”质子数：电子层数相同时，质子数越大，对电子吸引能力越强， 半径越小
“三看”核外电子数：当电子层数和质子数均相同时，核外电子数越多，
电子之间的排斥能力越强，半径越大。（同一元素的比较）
（5）r(Cl) r(Cl—)
＜
电子层数
核电荷数
核外电子数
课堂练习
练习1：判断正误：
(1)第二周期元素从左至右，最高正价从＋1递增到＋7(　　)
(2)原子半径最小的元素是氢元素(　　)
(3)同周期元素最外层电子数都是从1递增到8(　　)
(4)氢元素除了有＋1价外，也可以有 1价，如NaH(　　)
×
√
×
√
课堂练习
练习2：在第三周期元素中，除稀有气体元素外：
(1)原子半径最小的元素是_____(填元素符号，下同)。
(2)金属性最强的元素是_____。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填化学式，下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是______。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_______。
(6)氧化物中具有两性的是_______。
Cl
Na
HClO4
SiH4
NaOH
Al2O3
练习3：下列各组元素性质递变情况不正确的是(　　)
A．原子半径：NC．金属性：NaA
课堂练习
练习4：元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是七种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)。
元素代号 A B C D E F G
原子半径/nm 0.037 0.160 0.143 0.102 0.099 0.074 0.075
主要化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋6、 2 ＋7、 1 2 ＋5、 3
(1)C元素在元素周期表中的位置是第____周期_____族；B的原子结构示意图为________。
(2)D、E气态氢化物的稳定性强弱顺序为__________(填化学式)。
(3)上述七种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是_______(填化学式)。
三
ⅢA
+12 2 8 2
HCl>H2S
HClO4
课堂练习
练习5：短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是(　　)
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
D
启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
启发人们在一定区域内寻找新物质
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
钯铂铑合金催化剂
启发人们在一定区域内寻找新物质
寻找催化剂、耐高温耐腐蚀的合金
寻找半导体
寻找农药
同周期（从左到右） 同主族（从上到下）
电子层数 相同 依次增加
最外层电子数 依次增加 相同
原子半径 依次减小 依次增大
得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱
失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强
金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
主要化合价 最高正价：+1→+7（氢、氧、氟除外） 最低负价：-4→-1 最高正价=主族序数=最外层电子数（氧、氟除外）
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强
非金属元素气态氢化物形成的难易程度 越来越易 越来越难
非金属元素气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
非金属元素气态氢化物的还原性 逐渐减弱 逐渐增强
总结