5.1.1 元素周期律 课件（共36张PPT）2023-2024学年高一化学苏教版必修一

(共36张PPT)
专题5
第一单元　第1课时　元素周期律
素养 目标
1.了解原子核外电子排布呈周期性变化的规律,能画出1~20号元素的原子结构示意图。
2.通过对科学数据的分析,知道元素的原子半径、主要化合价随原子核外电子排布的周期性变化而呈周期性变化。
3.通过对元素金属性、非金属性周期性变化的本质分析,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
1.原子序数:化学家按照　　　　　　　由小到大的顺序给元素编号,这种编号叫　　　　　　　。元素的原子序数在数值上等于该元素原子的　　　　　　。
2.最外层电子数呈周期性变化:除H、He外,元素原子最外层电子数重复出现　　　　　　　　　　的周期性变化。
3.原子半径:随着元素核电荷数递增,原子半径呈　　　　　　变化。原子序数为3~9号和11~17号元素的原子半径依次　 。
核电荷数
原子序数
核电荷数
从1递增到8
周期性
减小
4.元素化合价呈周期性变化:最高正价随元素核电荷数的递增逐步　　　　　,且呈周期性变化;最低负价逐步　　　　,也呈　　　　变化。非金属元素的最高正价与最低负价之间的关系:最高正价+│最低负价│=　　。　　　
F元素无正化合价,O元素无最高正化合价
H、B、O、F等非金属元素除外
升高
升高
周期性
　8
5.元素金属性强弱的判断依据:单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越　　　;最高价氧化物的水化物的碱性越强,元素的金属性越　　　。
6.元素非金属性强弱的判断依据:单质与氢气化合越容易,元素的非金属性越　　;气态氢化物的热稳定性越强,元素的非金属性越　　;该元素最高价氧化物的水化物的酸性越强,元素的非金属性越　　。
强
强
强
强
强
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)原子序数是根据元素相对原子质量由小到大进行排列的编号。(　　)
(2)随着核电荷数由小到大,原子的最外层电子数逐渐增多。(　　)
(3)随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小。(　　)
(4)随着原子序数的递增,元素的化合价逐渐升高。(　　)
(5)元素的非金属性强弱可依据元素氢化物的酸性强弱进行判断,酸性越强,非金属性越强。(　　)
(6)元素的非金属性强弱可依据其含氧酸的酸性进行比较,酸性越强非金属性越强。(　　)
×
×
×
×
×
×
(7)铝、镁与盐酸的反应中,铝失去3个电子,镁失去2个电子,所以铝比镁金属性强。(　　)
(8)由于氢氧化铝既能溶于强酸又能溶于强碱溶液,所以氢氧化铝是两性氢氧化物,铝是两性元素。(　　)
(9)元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数递增发生周期性变化的必然结果。(　　)
×
×
√
重难探究·能力素养全提升
探究一　最外层电子数、化合价、原子半径的周期性变化
情境探究
(1)分析1~2、3~10、11~18号元素原子的最外层电子数变化,可以得出什么规律
核电荷数为1~18的元素原子最外层电子数
提示 随着元素核电荷数的递增,除H、He外,元素原子最外层电子数重复出现从1递增到8的周期性变化。
(2)分析3~9号、11~17号元素原子半径的变化,可以得出什么规律
提示 每隔一定数量的元素,元素的原子半径会出现由大变小的周期性变化。3~9号、11~17号元素都是随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小。
(3)分析下表中1~18号元素最高正化合价或最低负化合价的变化,可以得出哪些规律
1~9号元素 H He Li Be B C N O F
最高和最低化合价 +1 0 +1 +2 +3 +4 +5
-4 -3 -2 -1
10~18号元素 Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar
最高和最低化合价 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 0
-4 -3 -2 -1
提示 元素最高正化合价等于元素原子最外层电子数(O、F除外),最低负价=最外层电子数-8(金属元素无负价);最高正价从+1逐渐升高,最低负价从-4逐渐升高。随着核电荷数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化。
知识归纳
微粒半径大小比较的方法
原子 半径 (1)电子层数相同时,随原子序数递增,原子半径依次减小(稀有气体除外)。
例如:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
(2)最外层电子数相同时,随电子层数递增原子半径依次增大。
例如:r(Li)离子 半径 (1)同种元素的粒子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。
例如:r(Cl-)>r(Cl);r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)
(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。
例如:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
(3)带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。
例如:r(Li+)(4)所带电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。
例如:比较r(K+)与r(Mg2+)可选r(Na+)为参照。可知r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)
应用体验
1.对于随原子序数依次增大的11~17号元素,下列说法不正确的是(　　)
A.原子半径逐渐减小
B.电子层数逐渐增多
C.最高正化合价逐渐增高
D.元素的非金属性逐渐增强
B
解析 随原子序数的递增,11~17号元素的原子半径依次减小,A不符合题目要求;11~17号元素原子的电子层数相同,B符合题目要求;11~17号元素的最高正化合价从+1价到+7价依次升高,C不符合题目要求;11~17号元素的非金属性逐渐增强,D不符合题目要求。
易错警示　关于元素化合价的周期性变化,要注意有些元素有多种价态,随原子序数递增呈周期性变化的一般是最高正价和最低负价。
2.[2023河北承德高一期末]下列微粒半径大小比较中正确的是(　　)
A.NaNa+
C.KO2-
B
解析 微粒半径一般从两方面比较:先看电子层数,一般地,电子层数越多,半径越大;若电子层数相同,则质子数越多,半径越小。
Na和Mg电子层数相同,Na的质子数比Mg小,则Na的半径比Mg大,故A错误;Cl-核外有3层电子,Na+只有2层电子,故Cl-半径比Na+大,故B正确;K原子核外电子层数为4层,Na只有3层,则K的原子半径比Na大,故C错误;Al3+和O2-核外电子排布相同,Al的质子数比O大,则Al3+的半径比O2-小,故D错误。
3.某元素X的原子有3个电子层,其气态氢化物的化学式为H2X,下列叙述不正确的是(　　)
A.该元素的原子最外电子层上有6个电子
B.该元素最高价氧化物的化学式为XO2
C.该元素是非金属元素
D.该元素最高价氧化物的水化物的化学式为H2XO4
B
解析 根据元素X的气态氢化物化学式为H2X可知,元素X显-2价,最高正化合价为+6价,原子最外电子层有6个电子;最高价氧化物的化学式为XO3,最高价氧化物的水化物的化学式为H2XO4;通过上述分析可知该元素为非金属元素。
探究二　元素金属性、非金属性的周期性变化
情境探究
(1)哪些事实可以说明钠、镁、铝的金属性强弱
提示 通过Na、Mg与水反应的剧烈程度可以说明Na、Mg的金属性强弱;通过比较Mg、Al与酸反应的剧烈程度可说明Mg、Al的金属性强弱;通过比较Na、Mg、Al最高价氧化物的水化物的碱性强弱可说明三种金属元素的金属性强弱。
(2)哪些事实可以说明Si、P、S、Cl等元素的非金属性强弱
提示 通过比较单质与H2化合的难易程度,可得出元素非金属性由强到弱的顺序Cl>S>P>Si;通过气态氢化物的稳定性由弱到强顺序SiH4(3)什么是两性氢氧化物 举例写出相关反应的化学方程式。
提示 既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物是两性氢氧化物。氢氧化铝是典型的两性氢氧化物,Al(OH)3与盐酸或NaOH溶液反应的化学方程式:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O,
Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O。
知识归纳
观察下表中11~17号元素的单质及其化合物的性质,找出变化规律,总结出元素金属性、非金属性的变化规律。
原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
金属单质与水 (或酸)反应 与冷水剧烈反 应 与热水较快反应;与盐酸剧烈反应 与盐酸反应较快 — 稀有气体元素
非金属单质与氢气反应 — 高温 磷蒸气与H2能反应 需 加热 光照 或点燃
最高价氧化物的水化物的酸碱性 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3两性氢氧化物 H4SiO4 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 酸性更强
得失电子能力 失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强
元素性质递变 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
应用体验
1.下列事实能说明金属A比金属B更活泼的是(　　)
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子的电子层数比B原子多
C.1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B多
D.常温下,A能与酸反应生成氢气,而B不能
D
易错警示　元素金属性、非金属性的强弱与元素原子得失电子数目的多少无关,只与得失电子的难易有关。
解析 比较金属的活泼程度不能根据最外层电子数的多少,如Li的最外层电子数比Ca少,但不如Ca活泼,Na的最外层电子数比Al少,Na比Al活泼,A项错误;比较金属的活泼程度不能根据原子电子层数的多少,如Li的电子层数比Al少,但Li比Al活泼,B项错误;比较金属的活泼程度不能根据生成氢气的多少来判断,如1 mol Al与酸反应生成的H2比1 mol Mg与酸反应生成的H2多,但Mg比Al活泼,C项错误;常温时,A能与酸反应生成氢气,而B不能,说明A更易失去电子,金属A比金属B活泼,D项正确。
2.下列相关性质递变的叙述正确的是(　　)
A.Na、Mg、Al在反应中失去电子数依次增多,元素金属性依次增强
B.Si、P、S元素的最高正价依次降低
C.C、N、O的原子半径依次减小
D.Na、Mg、Al最高价氧化物的水化物的碱性依次增强
C
解析 Na、Mg、Al的金属性强弱与反应中原子失去电子的数目无关,A项错误;Si、P、S元素的最高正价依次升高,B项错误;C、N、O的原子半径依次减小,C项正确;Na、Mg、Al最高价氧化物的水化物的碱性依次减弱,D项错误。
3.下列各组物质的性质比较,不正确的是(　　)
A.原子半径:K>Cl>Na
B.热稳定性:HF>H2O>PH3
C.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4
D.碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)2
A
解析 原子的电子层数越多,原子半径越大,电子层数相等时,原子半径随着原子序数的递增而减小,所以半径大小顺序是K>Na>Cl,A项错误;元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,非金属性:F>O>P,因此氢化物的稳定性:HF>H2O>PH3,B项正确;非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S>P,最高价氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4>H3PO4,C项正确;金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:K>Na>Mg,因此最高价氧化物的水化物的碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)2,D项正确。
学以致用·随堂检测全达标
1
2
3
4
1.元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是(　　)
A.元素的原子半径呈周期性变化
B.元素的化合价呈周期性变化
C.元素原子的电子层数呈周期性变化
D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D
解析 随着原子序数的递增,元素性质呈周期性变化的根本原因是元素原子的核外电子排布呈周期性变化。
1
2
3
4
2.1~18号元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,下列叙述正确的是(　　)
A.原子半径A>B>D>C
B.原子序数D>C>B>A
C.离子半径C3->D->B+>A2+
D.单质的还原性A>B>D>C
C
1
2
3
4
解析 aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,则原子序数存在a-2=b-1=c+3=d+1,即原子序数大小顺序是A>B>D>C。A、B电子层数多于C、D,电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同的原子,原子半径随着原子序数的增大而减小;所以原子半径大小顺序是B>A>C>D,A错误。原子序数大小顺序是A>B>D>C,B错误。电子层结构相同的离子,离子半径随着原子序数增大而减小,原子序数大小顺序是A>B>D>C,所以离子半径大小顺序是C3->D->B+>A2+,C正确。元素的金属性越强,其单质的还原性越强,这几种元素金属性强弱顺序是B>A>C>D,D错误。
1
2
3
4
3.已知:A、B两元素的阴离子具有相同的电子层结构,A元素的阴离子半径大于B元素的阴离子半径,C和B两元素的原子核外电子层数相同,C元素的原子半径大于A元素的原子半径。A、B、C三种元素原子序数的关系是
(　　)
A.A>B>C B.B>A>C C.C>A>B D.A>C>B
B
解析 A、B两元素的阴离子具有相同的电子层结构,A元素的阴离子半径大于B元素的阴离子半径,A在B的左侧;C和B两元素的原子核外电子层数相同,C元素的原子半径大于A元素的原子半径,C在A的左侧;A、B、C三种元素的原子序数的关系为B>A>C。
1
2
3
4
4.原子电子层数相同的X、Y、Z三种元素,已知它们的最高价氧化物的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4,则下列判断正确的是(　　)
A.含氧酸的酸性:H3ZO4>H2YO4>HXO4
B.非金属性:X>Y>Z
C.气态氢化物的稳定性按X、Z、Y顺序由强到弱
D.元素的最低负化合价的绝对值按X、Y、Z顺序由大到小
B
1
2
3
4
解析 原子电子层数相同的X、Y、Z三种元素,它们最高价氧化物的水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4,则X、Y、Z的最高正化合价分别为+7、+6、+5,则原子序数X>Y>Z,非金属性X>Y>Z,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,故含氧酸的酸性H3ZO4本 课 结 束