《高中化學(xué)》2023年高考總復(fù)習(xí)第四章第二節(jié)第1課時(shí)　元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律

第二節(jié)元素周期律第1課時(shí)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位1.結(jié)合數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律,建構(gòu)元素周期律2.以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例,了解同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律素養(yǎng)闡釋1.利用物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)和事實(shí)證據(jù)進(jìn)行推理和論證元素性質(zhì)的變化規(guī)律(元素周期律)2.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究第三周期元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的變化規(guī)律,樹立科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、元素原子結(jié)構(gòu)與化合價(jià)的周期性變化1.原子核外電子排布的周期性變化。隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由1到8的周期性的變化(第一周期除外)。2.原子半徑的周期性變化規(guī)律。

隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化(0族除外)?！咀灾魉伎?】

同周期主族元素的原子半徑為什么從左到右依次減小?提示:同周期主族元素的原子電子層數(shù)相同,從左到右,核電荷數(shù)依次增大,核對(duì)外層電子的引力依次增強(qiáng),所以半徑依次減小。3.元素化合價(jià)的周期性變化。

隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價(jià)呈現(xiàn)由+1價(jià)到+7價(jià)、最低負(fù)化合價(jià)呈現(xiàn)由-4價(jià)到-1價(jià)的周期性變化?！咀灾魉伎?】

隨著原子序數(shù)的遞增,C、N、O、F的最高正化合價(jià)依次遞增嗎?提示:不是。因?yàn)镺、F原子半徑小,原子核對(duì)外層電子的吸引能力強(qiáng),不能失去電子,故氧一般不顯正化合價(jià),氟無正化合價(jià)。二、第三周期元素性質(zhì)的遞變1.鈉、鎂、鋁金屬性強(qiáng)弱比較。(1)實(shí)驗(yàn)①中,鈉熔成小球,浮于水面,四處游動(dòng),發(fā)出“嘶嘶”的響聲。該實(shí)驗(yàn)說明鈉與冷水反應(yīng)劇烈,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2H2O══2NaOH+H2↑。(2)實(shí)驗(yàn)②中,加熱前,鎂條表面附著了少量無色氣泡,加熱至沸騰后,有較多的無色氣泡冒出,滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色。該實(shí)驗(yàn)說明鎂與冷水反應(yīng)極緩慢,能與熱水迅速反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。(3)實(shí)驗(yàn)③中,向Al(OH)3沉淀中分別滴加2mol·L-1鹽酸和2mol·L-1NaOH溶液,都出現(xiàn)溶解現(xiàn)象,相應(yīng)的離子方程式為(4)實(shí)驗(yàn)④中,向Mg(OH)2沉淀中分別滴加2mol·L-1鹽酸和2mol·L-1NaOH溶液,其中滴加稀鹽酸的試管內(nèi)的沉淀溶解,相應(yīng)的離子方程式為Mg(OH)2+2H+══Mg2++2H2O;滴加NaOH溶液的試管內(nèi)無明顯變化。(5)結(jié)論:鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹aOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。鈉、鎂、鋁的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a>Mg>Al。2.Si、P、S、Cl的非金屬性的遞變規(guī)律。3.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律?！咀灾魉伎?】

如何從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同周期主族元素隨原子序數(shù)的遞增元素性質(zhì)的遞變性?提示:同周期主族元素原子的電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)依次增大,原子核對(duì)最外層電子的吸引能力依次增強(qiáng),原子失電子能力依次減弱,得電子能力依次增強(qiáng),故元素的金屬性依次減弱,非金屬性依次增強(qiáng)。三、元素周期律1.內(nèi)容。元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。2.實(shí)質(zhì)。元素性質(zhì)的周期性變化是原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果?！拘Ч詼y(cè)】

1.判斷對(duì)錯(cuò),正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)同周期元素,隨著核電荷數(shù)的增大,原子的最外層電子數(shù)逐漸增多。(

)(2)原子最外層電子數(shù)越多,原子半徑越小。(

)(3)11~17號(hào)元素原子的半徑逐漸減小。(

)(4)核電荷數(shù)越大,原子半徑越小。(

)(5)每一周期主族元素的最高正價(jià)都是從+1價(jià)→+7價(jià)。(

)√×√××(6)由于Al(OH)3是兩性氫氧化物,所以Al既是金屬,又是非金屬。(

)(7)原子核外電子排布的周期性變化決定了元素性質(zhì)的周期性變化。(

)×√2.根據(jù)元素周期表第三周期主族元素的相關(guān)性質(zhì),用元素符號(hào)或化學(xué)式回答下列問題。(1)原子半徑最小的元素是

。

(2)金屬性最強(qiáng)的元素是

。

(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中酸性最強(qiáng)的是

。

(4)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中堿性最強(qiáng)的是

。

(5)氧化物中具有兩性的是

。

答案:(1)Cl

(2)Na

(3)HClO4

(4)NaOH

(5)Al2O3解析:(1)第三周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,原子半徑最小的是Cl(稀有氣體元素除外)。(2)金屬性最強(qiáng)的為Na。(3)非金屬性最強(qiáng)的元素,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng),氯的非金屬性最強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的酸是HClO4。(4)金屬性最強(qiáng)的Na對(duì)應(yīng)的NaOH的堿性最強(qiáng)。(5)Al2O3為兩性氧化物。

合作探究·釋疑解惑探究任務(wù)1元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律問題引領(lǐng)1.根據(jù)P、S、Cl在周期表中位置進(jìn)行比較:(1)P3-、S2-、Cl-還原性強(qiáng)弱;(2)H3PO4、H2SO4、HClO4酸性強(qiáng)弱。提示:(1)P3->S2->Cl-(2)H3PO4<H2SO4<HClO42.試根據(jù)同周期主族元素非金屬性的變化規(guī)律,比較SiH4、PH3、H2S和HCl的穩(wěn)定性。提示:元素的非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期主族元素,隨著原子序數(shù)的遞增,非金屬性逐漸增強(qiáng),故非金屬性:Si<P<S<Cl,所以它們的氫化物的穩(wěn)定性順序?yàn)镾iH4<PH3<H2S<HCl。歸納提升原子結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)變化規(guī)律。典型例題【例題1】

短周期金屬元素甲~戊在元素周期表中的相對(duì)位置如下表所示。下列判斷正確的是(

)。A.原子半徑:丙<丁<戊B.金屬性:甲>丙C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:丙>丁>戊D.最外層電子數(shù):甲>乙答案:C解析:根據(jù)同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,則原子半徑:丙>丁>戊,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)同主族元素從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng),則金屬性:甲<丙,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)同周期元素從左到右元素的金屬性逐漸減弱,則金屬性:丙>丁>戊,根據(jù)元素的金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:丙>丁>戊,C項(xiàng)正確;根據(jù)同周期元素從左到右,原子的最外層電子數(shù)逐漸增多,則最外層電子數(shù):甲<乙,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！咀兪接?xùn)練1】

(雙選)已知同周期X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,下列判斷正確的是(

)。A.原子半徑按X、Y、Z的順序逐漸減小B.單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z的順序增強(qiáng)C.三種元素陰離子的還原性按X、Y、Z的順序增強(qiáng)D.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序減弱答案:AB解析:同周期X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,知X、Y、Z的原子序數(shù)為X<Y<Z。同周期主族元素從左到右單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng),陰離子的還原性逐漸減弱,原子半徑逐漸減小,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。探究任務(wù)2粒子半徑大小的比較問題引領(lǐng)1.根據(jù)元素周期表中各元素原子半徑的變化規(guī)律,比較碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半徑大小。提示:C和F是同周期元素,同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,故原子半徑r(C)>r(F);O和S為同主族元素,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,所以原子半徑r(S)>r(O)。2.如何比較Al3+和S2-半徑的大小?提示:電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的粒子,可通過一種參照物進(jìn)行比較。如比較Al3+與S2-的半徑大小,可找出與Al3+電子數(shù)相同,與S2-同族的元素的粒子O2-比較,r(Al3+)<r(O2-),且r(O2-)

<r(S2-),故r(Al3+)<r(S2-)。歸納提升粒子半徑大小的比較——“四同”規(guī)律。(1)同周期——“序大徑小”(不考慮稀有氣體元素)。①規(guī)律:同周期,從左往右,原子半徑逐漸減小。②舉例:第三周期中r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>

r(Cl)。(2)同主族——“序大徑大”。①規(guī)律:同主族,從上到下,原子(或離子)半徑逐漸增大。②舉例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),

r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。(3)同元素。同種元素的原子和離子半徑的比較。①規(guī)律:比較核外電子數(shù)。粒子的核外電子數(shù)越多,其半徑越大。②舉例:r(Na+)<r(Na),r(Cl-)>r(Cl),r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。(4)同結(jié)構(gòu)——“序大徑小”。①規(guī)律:電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。②舉例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。所帶電荷、電子層均不同的離子可選一種離子參照比較。例:比較r(Mg2+)與r(K+)可選r(Na+)為參照,可知r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。典型例題【例題2】

已知短周期元素的離子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則下列敘述中正確的是(

)。A.原子半徑:r(A)>r(B)>r(D)>r(C)B.原子序數(shù):d>c>b>aC.離子半徑:r(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+)D.單質(zhì)的還原性:A>B>D>C答案:C解析:aA2+、bB+、cC2-、dD-都是短周期元素的離子,由于它們的電子層結(jié)構(gòu)相同,因而C、D位于A、B的上一周期,為非金屬元素,且原子序數(shù)d>c;A、B為金屬元素,且原子序數(shù)a>b,四種元素在周期表中的位置為

,因而原子序數(shù)由大到小的順序?yàn)閍>b>d>c,原子半徑的大小順序?yàn)閞(B)>r(A)>r(C)>r(D),離子半徑由大到小的順序?yàn)閞(C2-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+),單質(zhì)的還原性:B>A>C>D?！叭础狈ū容^簡(jiǎn)單粒子的半徑大小“一看”電子層數(shù):當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù):當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小。“三看”核外電子數(shù):當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均