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1、新高一化学衔接课程第14讲 元素周期律【内容导航】1元素的原子结构和化合价的周期性变化。元素的原子结构和化合价的周期性变化。2探究探究1117号元素性质的变化规律。号元素性质的变化规律。3元素周期律。元素周期律。一、元素的原子结构和化合价的周期性变化1原子序数原子序数(1)概念：按照概念：按照核电荷数核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号，叫做原子序数。由小到大的顺序给元素依次编号，叫做原子序数。(2)原子序数原子序数核电荷数核电荷数质子数质子数核外电子数核外电子数。写出写出118号元素的原子结构示意图，讨论号元素的原子结构示意图，讨论118的元素原子核外电子排布有什么规律？的元素原子核外电子排
2、布有什么规律？交流讨论交流讨论除除H、He外外，元元素素随随着着原原子子序序数数的的递递增增，原原子子最最外外电电子子层层数数重重复复出出现现从从1递递增增到到8的的变化，说明元素原子的最外层电子数出现变化，说明元素原子的最外层电子数出现周期性周期性变化。变化。2原子最外层电子排布的规律性变化原子最外层电子排布的规律性变化交流讨论交流讨论根据下表原子半径的数据，讨论元素原子半径有什么规律？根据下表原子半径的数据，讨论元素原子半径有什么规律？3元素原子半径的变化规律元素原子半径的变化规律随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现周期性周期性变化，原子序数为变化，
3、原子序数为39号及号及1117号号的元素的原子半径依次的元素的原子半径依次递减递减。交流讨论交流讨论(1)原子半径与原子结构中的哪些因素有关？原子半径与原子结构中的哪些因素有关？电子层数越多，原子半径越大；电子层数越多，原子半径越大；核电荷数越多，原子核对外层电子的吸引力越强，原子半径越小。核电荷数越多，原子核对外层电子的吸引力越强，原子半径越小。(2)3-9号元素，号元素，11-17号元素原子半径递减的原因是什么？号元素原子半径递减的原因是什么？电子层数相同的情况下，随着核电荷数的递增，因为核对外层电子的引力逐渐增强，电子层数相同的情况下，随着核电荷数的递增，因为核对外层电子的引力逐渐增强，
4、所以半径逐渐减小。所以半径逐渐减小。【即学即练【即学即练1】(1)比较下列元素的原子半径大小比较下列元素的原子半径大小O_FSi_NNa_K答案：答案：(2)比较下列元素的原子半径大小：比较下列元素的原子半径大小：C_NaB_NSi_SO_S答案：答案：MgAl。(2)硅、磷、硫、氯与氢气化合的难易硅、磷、硫、氯与氢气化合的难易硅硅、磷磷、硫硫、氯氯单单质质与与氢氢气气反反应应的的条条件件逐逐渐渐变变得得容容易易，其其对对应应的的气气态态氢氢化化物物的的热热稳稳定性逐渐定性逐渐增强增强。元素非金属性由强到弱的顺序为元素非金属性由强到弱的顺序为Cl、S、P、Si。(3)1117号元素最高价氧化物
5、对应水化物的酸碱性强弱比较号元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性强弱比较元素元素NaMgAlSiPSCl化学式化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3H4SiO4(H2SiO3)H3PO4H2SO4HClO4酸碱性酸碱性强弱强弱强碱强碱中强碱中强碱两性氢氧两性氢氧化物化物弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸酸性更强酸性更强1117号号元元素素最最高高价价氧氧化化物物的的水水化化物物的的酸酸碱碱性性强强弱弱的的变变化化规规律律：碱碱性性逐逐渐渐减减弱弱，酸性逐渐酸性逐渐增强增强。1117号号元元素素的的金金属属性性和和非非金金属属性性强强弱弱的的变变化化规规律律：金金属属性性逐逐渐渐减减弱弱，非非金金属
6、属性性逐渐逐渐增强增强。(4)探究探究Al(OH)3的两性的两性Al(OH)3既能与盐酸反应，又能与既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，是溶液反应，是两性氢氧化物两性氢氧化物。Al(OH)3与盐酸反应：与盐酸反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。Al(OH)3与与NaOH溶液反应：溶液反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。31117号元素性质的变化规律号元素性质的变化规律(1)1117号元素性质的变化规律号元素性质的变化规律金属单质与水或酸反应的难易，由金属单质与水或酸反应的难易，由易易到到难难；非金属单质与氢气化合的难易，由非金属单质与氢气化合的难易，由
7、难难到到易易；气态氢化物的稳定性逐渐气态氢化物的稳定性逐渐增强增强；最高价氧化的水化物的碱性逐渐最高价氧化的水化物的碱性逐渐减弱减弱，酸性逐渐，酸性逐渐增强增强。由由此此可可以以得得出出结结论论：随随着着原原子子序序数数的的递递增增，1117号号元元素素的的金金属属性性逐逐渐渐减减弱弱，非非金金属属性性逐逐渐渐增强增强。(2)元素性质变化的根本原因：元素性质变化的根本原因：核核外外电电子子层层数数相相同同，随随着着原原子子序序数数(核核电电荷荷数数)的的递递增增，原原子子核核对对核核外外电电子子的的引引力力逐逐渐渐增增强强，原原子子半半径径逐逐渐渐减减小小，元元素素原原子子的的得得电电子子能能
8、力力逐逐渐渐增增强强，失失电电子子能能力力逐逐渐渐减减弱弱，最终导致元素的非金属性逐渐最终导致元素的非金属性逐渐增强增强，金属性逐渐，金属性逐渐减弱减弱。【即学即练【即学即练3】1117号元素中：号元素中：(1)原子半径最小的元素是原子半径最小的元素是_(填元素符号，下同填元素符号，下同)。(2)金属性最强的元素是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最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_(填化学式，下同填化学式，下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是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
9、性的是氧化物中具有两性的是_。答案：答案：(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O34元素金属性和非金属性强弱的判断依据元素金属性和非金属性强弱的判断依据(1)元素金属性强弱的判断依据元素金属性强弱的判断依据金属单质与水或酸反应置换出氢的剧烈程度；金属单质与水或酸反应置换出氢的剧烈程度；金属单质在盐溶液中置换出其他金属单质的难易；金属单质在盐溶液中置换出其他金属单质的难易；元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。(2)元素非金属性强弱的判断依据元素非金属性强弱的判断依据非金属单质与氢气化合的难易及气态氢化物的热稳定性；非
10、金属单质与氢气化合的难易及气态氢化物的热稳定性；非金属单质置换出其他非金属单质的难易；非金属单质置换出其他非金属单质的难易；元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱【即学即练【即学即练4】下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是()A根据金属失去电子的多少来判断，失去电子较多的金属性较强根据金属失去电子的多少来判断，失去电子较多的金属性较强B用钠置换用钠置换MgCl2溶液中的溶液中的Mg2，来验证钠的金属性强于，来验证钠的金属性强于MgCMg不与不与NaOH溶液反应而溶液反应而Al能与能与NaOH溶液反应，可说明金属性
11、：溶液反应，可说明金属性：AlMgD碱性：碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱D【即学即练【即学即练5】下列比较元素的非金属性强弱的方法不正确的是下列比较元素的非金属性强弱的方法不正确的是()A比较比较Cl、Br的非金属性：将的非金属性：将Cl2和和Br2分别在一定条件下与氢气反应分别在一定条件下与氢气反应B比较比较C和和Si的非金属性：将的非金属性：将CH4和和SiH4加热分解加热分解C比较比较N和和S的非金属性：测定的非金属性：测定HNO3和和H2SO4溶液的酸性溶液的酸性D比较比较S和和Cl的非金属性：将氯气和的非金属
12、性：将氯气和H2S混合反应混合反应C【即学即练【即学即练6】设计实验方案，完成下列问题（要求写出操作步骤、实验现象和实验结论）：设计实验方案，完成下列问题（要求写出操作步骤、实验现象和实验结论）：(1)比较比较Mg和和Al的金属性强弱的金属性强弱(2)比较比较C和和S的非金属性强弱的非金属性强弱答答案案：(1)取取相相同同大大小小的的Mg和和Al条条，分分别别加加入入同同浓浓度度的的稀稀盐盐酸酸中中，观观察察产产生生气气泡泡的的速速率率，Mg比比Al快快，证明证明Mg比比Al活泼。活泼。(2)将将稀稀硫硫酸酸加加入入Na2CO3溶溶液液中中，观观察察到到有有无无色色气气体体产产生生，说说明明H
13、2SO4的的酸酸性性比比H2CO3强强，由由此此说说明明非金属性非金属性SC。三、元素周期律1元素周期律的内容元素周期律的内容随随着着元元素素核核电电荷荷数数的的递递增增，元元素素的的原原子子半半径径（除除稀稀有有气气体体元元素素外外）、元元素素的的主主要要化合价化合价、元素的、元素的金属性金属性和和非金属性非金属性都呈现周期性变化。都呈现周期性变化。元素周期律是指元素的性质随着核电荷数的递增元素周期律是指元素的性质随着核电荷数的递增呈周期性变化呈周期性变化的规律。的规律。2元素周期律的实质元素周期律的实质元素周期律是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元素原子
14、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的必然结果。然结果。3元素的化合价、最高价氧化物及对应的水化物、气态氢化物元素的化合价、最高价氧化物及对应的水化物、气态氢化物元素元素LiBeBCNOF最高正价最高正价+1+2+3+4+5最高价氧化物最高价氧化物Li2OBeOB2O3CO2N2O5最高价氧化物对最高价氧化物对应水化物应水化物LiOHBe(OH)2H3BO3H2CO3HNO3最低负价最低负价-4-3-2-1气态氢化物气态氢化物CH4NH3H2OHF元素元素NaMgAlSiPSCl最高正价最高正价+1+2+3+4+5+6+7最高价氧化物最高价氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2
15、P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对最高价氧化物对应水化物应水化物NaOHMg(OH)2Al(OH)3H2SiO3H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4最低负价最低负价-4-3-2-1气态氢化物气态氢化物SiH4PH3H2SHCl【即学即练【即学即练7】下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A元元素素性性质质的的周周期期性性变变化化是是指指原原子子半半径径、元元素素的的主主要要化化合合价价及及原原子子核核外外电电子子排排布的周期性变化布的周期性变化B元素的最高正化合价与元素原子核外电子排布有关元素的最高正化合价与元素原子核外电子排布有关C从从LiF，NaCl，元素最高正化合价均呈现，元素最高正化合价均呈现+1价价+7价的变化价的变化D电电子子层层数数相相同同的的原原子子核核外外电电子子排排布布，其其最最外外层层电电子子数数均均从从1个个到到8个个呈呈现现周周期期性变化性变化B