2011年高一化学精品课件：1.1.2　元素周期律（苏教版必修2）

(共46张PPT)
第2课时　元素周期律
第2课时
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课前自主学案
自主学习
1．原子序数
(1)概念：按照__________由小到大的顺序给元素编的序号。
(2)数值：等于该元素原子的_____________。
核电荷数
核电荷数
2．原子最外层电子数的递变规律
1
2
1
8
1
8
1．观察教材图1-2,1～18号元素原子核外电子排布，如果从横向、纵向的角度观察，元素原子核外电子的排布有什么规律？你能发现随着元素核电荷数的递增，元素原子核外电子的排布呈什么样的变化规律吗？
思考感悟
【提示】　(1)横向观察：同一行的元素原子电子层数相同，从左到右最外层电子数逐一递增至2或8(饱和结构)。
(2)纵向观察：同一列的元素原子最外层电子数相同(稀有气体除外)，从上到下电子层数逐一递增。
(3)随着元素核电荷数的递增，元素原子核外电子的排布呈周期性的变化，即重复出现同样变化。
3．原子半径的递变规律
3～9号元素或11～17号元素，随着原子序数的递增，原子半径呈现___________的周期性变化。
4．元素化合价的递变规律
(1)随着原子序数的递增，最高正化合价重复着从_____价到______价，负价从______价到______价的周期性变化。
(2)非金属元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之和等于______。
由大到小
＋1
＋7
－4
－1
8
2．随着核电荷数的递增，元素的主要化合价也存在一定的周期性变化，这种周期性变化是否是完全不变的简单重复？
【提示】　元素主要化合价的周期性变化并不是完全的简单重复，例如，氟元素没有正价，而氧元素一般不显正价。
思考感悟
5．元素的金属性和非金属性的递变规律
(1)钠、镁、铝的金属性强弱
①与酸或水反应置换出氢由易到难的顺序为：_____________________。
②最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
③金属性由强到弱的顺序为：____________。
(2)14～17号元素的非金属性强弱
①单质与氢气化合由易到难的顺序为：
______________________。
②气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为：HCl>H2S>PH3>SiH4。
Na>Mg>Al
Na>Mg>Al
Cl>S>P>Si
③最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为：_____________________________。
④非金属性由强到弱的顺序为：_____________。
(3)11～17号元素的化学性质的递变规律
随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐________
，非金属性逐渐__________。
6．元素周期律
(1)概念：元素的性质随着元素___________的递增而呈周期性变化的规律。
(2)实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
Cl>S>P>Si
减弱
增强
核电荷数
3．元素的相对原子质量是否随着原子序数的递增而呈周期性的变化？
【提示】　随着原子序数的递增，元素的相对原子质量一般增大，但不呈周期性变化。
思考感悟
1．元素性质呈周期性变化的根本原因是(　　)
A．元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B．元素的原子半径呈周期性变化
C．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D．元素的金属性和非金属性呈周期性变化
解析：选C。元素的性质呈周期性变化的根本原因是原子的核外电子排布呈周期性变化。
自主体验
2．关于11～17号元素的性质比较中：①元素的最高正化合价依次升高　②元素的非金属性逐渐增强　③元素的金属性依次减弱　④元素的最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强，正确的说法是(　　)
A．只有①②正确 B．只有③④正确
C．全都不正确 D．全都正确
解析：选D。据元素周期律可知①～④说法都正确。
3．门捷列夫元素周期律揭示的规律可包括以下内容：①元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化，②元素的性质是元素原子序数的周期性函数，③事物的量变可引起质变，④元素的性质递变只取决于其核电荷数的递变，并不取决于其原子结构的变化。以上说法正确的是(　　)
A．只有①② B．只有②③
C．只有①④ D．①②③④
解析：选B。元素的性质随原子序数(即核电荷数)的递增呈周期性变化，元素的性质取决于物质结构，结构决定性质。
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元素的金属性强弱的判断
比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的能力，越易失电子，金属性越强。
1．从元素原子结构判断
(1)当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。
(2)当电子层数相同时，核电荷数越多越难失电子，金属性越弱。
2．从元素单质及其化合物的相关性质判断
(1)金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。
3．根据金属活动性顺序表判断
一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
4．从金属单质间的置换反应判断
例如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，说明Fe的金属性比Cu强。
5．从离子的氧化性强弱判断
离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。
特别提醒：金属性强弱的判断，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而Mg失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。
例1
【思路点拨】　解决此题的关键有以下两点：
(1) 判断Cs、K、Na、Al的金属性强弱顺序。
(2)金属性与得失电子能力以及最高价氧化物对应水化物碱性强弱的关系。
【解析】　A项，Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强。B项，铯与Na性质相似与水或酸反应更剧烈，都生成H2。C项，Cs的还原性比Na强，所以Na＋的得电子能力比Cs＋强。D项，因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性小于Cs。
【答案】　D
变式训练1　下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是(　　)
A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强
B．用钠来置换MgCl2溶液中Mg，来验证Na的金属性强于Mg
C．根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱
D．根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
解析：选D。A项应该根据金属失电子的难易来决定，易失电子的金属性较强，A不正确；B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应，无法置换出Mg，B不正确；Mg和Al与水反应都要加热，且现象都不明显，C不正确；D正确。
非金属性强弱的判断
比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强。
1．从元素原子结构判断
(1)当电子层数相同时，核电荷数越多，非金属性越强。
(2)当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。
2．从元素单质及其化合物的相关性质判断
(1)单质越易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强。
3．从非金属单质间的置换反应判断
例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强。
4．从离子的还原性强弱判断
元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越弱。如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比S强。
特别提醒：(1)金属性和非金属性讨论的对象是元素，具体表现为该元素的单质或特定化合物的性质。
(2)氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定粒子，具体表现在该物质中某元素的原子得失电子的能力。
例2
(2011年浙江嘉兴市高一检测)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(　　)
①HCl比H2S稳定
②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S
⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子
⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS
A．②⑤　　　　　　　　B．①②
C．①②④ D．①③⑤
【思路点拨】　解答本题要注意以下三点：
(1)元素的非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力。
(2)非金属性的具体表现。
(3)判断非金属性强弱的依据。
【解析】　含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据；最外层电子数多，元素的非金属性不一定强，如非金属性：O>Cl，但最外层电子数：O【答案】　A
变式训练2　下列说法不正确的是(　　)
A．SiH4能自燃，H2S在300 ℃分解，说明硫的非金属性比硅强
B．Cl2＋H2S===S↓＋2HCl，说明氯的非金属性比硫强
C．H3PO4为三元酸，H2SO4为二元酸，可推知磷的非金属性比硫强
D．HCl比HBr稳定，可推知非金属性氯大于溴
解析：选C。气态氢化物越稳定，对应元素的非金属性越强，A、D正确；氯能置换出硫，可说明氯的非金属性比硫强，B正确；酸的元数多少不能说明非金属性相对强弱，应由最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来说明，C不正确。
(1)金属元素无负价，因为金属元素最外层电子数目少，易失去电子变为稳定结构，故金属元素无负价，除零价外，在反应中只显正价。
(2)氟无正价，氧无最高正价。氟、氧得电子能力特别强，尤其是氟元素，只能夺取电子而成为稳定结构，除零价外，在反应中只显负价。氧只跟氟结合时，才显正价，如在OF2中氧呈＋2价。
氧、氟一般没有正价。
常见元素化合价的一般规律
(3)在1～20号元素中，除O、F外，元素的最高正价等于最外层电子数；元素的最低负价与最高正价的关系为：最高正价＋|最低负价|＝8。
特别提醒：(1)最高正价＋|最低负价|＝8(仅对部分非金属元素成立)。
(2)既有正价又有负价的元素一定是非金属元素；所有元素都有零价。
(4)除个别元素外(如氮元素)，原子序数为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价，原子序数为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价，即序奇价奇，序偶价偶。
(2011年江西南昌高一调研)某元素X的气态氢化物化学式为H2X，下列叙述不正确的是(　　)
A．该元素的原子最外层上有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对应水化物的化学式为H2XO4
【解析】　气态氢化物H2X，其中X应为－2价，其最外层应有6个电子，其最高正价为＋6价，其氧化物应为XO3，能形成气态氢化物，应是非金属。
【答案】　B
例3
变式训练3　下列各组元素的递变情况错误的是
(双选)(　　)
A．C、N、O、F元素最高正价依次升高
B．Si、P、S、Cl最低负化合价依次升高
C．Li、Na、K最高正化合价依次升高
D．Cl、Br、I原子半径依次增大
解析：选AC。本题主要考查原子核外电子排布、元素化合价、原子半径的规律性变化。
A中，C、N的最高正价分别为＋4价和＋5价，而O和F没有正价，因此A项符合题意。B中，由Si到Cl，负化合价由－4价依次变化到－1价，依次升高，因此B项不符合题意。C中，Li、Na、K的最高正价都为＋1价，因此C项符合题意。D中，Cl、Br、I为卤素，且原子序数依次增大，所以原子半径依次增大，因此D项不符合题意。
探究整合应用
元素性质的实验探究
探究元素的性质题型主要有两类题型：(1)数据(包括图表)分析法，(2)实验探究法。其中实验探究题型主要是以宏观性质探究为主。
元素周期律是中学化学理论部分的重要内容之一，也是指导我们学习化学的重要工具，这个规律是在一定的实验基础上总结出来的。下面设计实验来探究元素性质的递变规律：
1．探究金属性质递变规律：
(1)现有钠、镁、铝、钾四种金属单质、稀盐酸、水、酚酞试液和试管等用品，设计实验证明：金属性：K>Na>Mg>Al。简述实验步骤和实验现象。
(2)已知钾能与氧气反应，而且反应比钠更剧烈，锂与氧气的反应不如钠剧烈，生成氧化锂。
例
在室温时，铷和铯遇到空气就会立即燃烧，钾、铷等碱金属与氧气反应，生成比过氧化物更复杂的氧化物。由此得出碱金属活泼性：________；取同样大小的锂块和钠块除去表面杂质，分别投入装有等体积的蒸馏水的两只烧杯里，各滴加几滴酚酞试液，观察到的现象是
________________________________________________________________________。
(3)在分别装有0.1 mol·L－1的氯化铝、0.1 mol·L－1的氯化镁溶液的A、B两支试管中，分别逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，A试管的现象是____________________________，
离子方程式为________________________；B试管的现象是____________________，离子方程式为________________________________________________________________________。
由此得出：Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH的碱性强弱关系是________，Na、Mg、Al的还原性关系是________________________________________________________________________。
2．探究非金属性质递变规律：
小马同学在做同主族元素性质的递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。请你帮助她完成下列实验报告：
Ⅰ.实验目的：________________________________________________________________________。
Ⅱ.实验用品：
仪器：①________；②________(填写两种主要的玻璃仪器)。
药品：新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液、
苯。
Ⅲ.实验内容及现象：
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
Ⅳ.实验结论：
________________________________________________________________________。
【解析】　1.金属性可以通过金属与水或酸反应快慢判断，其他条件相同时，金属越活泼，反应越剧烈，产生气泡越快；如果金属与水反应不明显，可以换成与同浓度的酸反应，比较其反应快慢。氢氧化铝溶于强碱，说明它具有酸的性质，则铝具有非金属的某些性质。
2．Ⅰ.根据给出的实验药品不难看出，小马同学是想以第ⅦA族元素为例，设计实验验证同主族元素性质的递变规律。Ⅱ.本实验属于试管实验，主要使用的玻璃仪器是试管和胶头滴管。
Ⅲ.根据提供的药品，该同学显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用苯将置换出来的Br2或I2萃取出来，利用其颜色的不同进行判断。Ⅳ.本问有一定的开放性，但实验结论最好与该实验目的相对应：同一主族，自上而下，元素的非金属性依次减弱。
【答案】　1.(1)取大小相近的Na、K、Mg、Al块除去表面氧化膜，分别投入装有水的烧杯中，观察现象。发现K反应剧烈，在水面上燃烧；而Na反应比较剧烈，熔成小球在水面上四处游动；Mg产生气泡较少，而Al无明显现象。再取Mg、Al，分别投入等浓度的稀盐酸中，观察现象，发现镁比铝产生气泡快。
2．Ⅰ.探究同一主族元素性质的递变规律　Ⅱ.①试管　②胶头滴管　Ⅲ.(1)将少量新制氯水加入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡；再加入少量苯，继续振荡。加入氯水后，溶液由无色变成橙色，加入苯后，水层颜色变浅，苯层(上层)为橙红色　(2)将少量溴水加入盛有少量KI溶液的试管中，振荡；再加入苯，继续振荡。加入溴水后，溶液由无色变为褐色，加入苯后，水层颜色变浅，苯层(上层)变为紫红色　Ⅳ.同一主族，自上而下，元素的非金属性依次减弱(其它答案合理即可)