化學蘇教版(2023)必修第一冊 5.1.1元素周期律 課件(共24張PPT)

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5.1.1元素周期律

門捷列夫

1867年，擔任教授的門捷列夫為了系統(tǒng)地講好無機化學課程，正著手著述一本普通化學教科書《化學原理》。在著書過程中，他遇到了一個難題，就是該如何用一種合乎邏輯的方式來組織當時已知的63種元素。

門捷列夫仔細地研究了63種元素的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，他想到了一個很好的方法來對元素進行系統(tǒng)的分類。門捷列夫準備了許多類似撲克牌一樣的卡片，將63種化學元素的名稱及其原子量、氧化物、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)等分別寫在卡片上。門捷列夫用不同的方法去擺那些卡片，用以進行元素分類的試驗。最初，他試圖像德貝萊納那樣，將元素按三個一組進行分類，但是得到的結(jié)果并不理想。他又將非金屬元素和金屬元素分別擺在一起，使其分成兩行，仍然沒能成功。他用各種方法擺弄這些卡片，都未能實現(xiàn)最佳的分類。

1869年3月1日這一天，門捷列夫仍然在對這些卡片苦苦思索。他先把常見的元素族按照原子量遞增的順序拼在一起，之后是那些不常見的元素，最后只剩下稀土元素沒有全部“入座”，門捷列夫無奈的將它放在邊上。從頭至尾看一遍排出的“牌陣”，門捷列夫驚喜地發(fā)現(xiàn)，所有的已知元素都已按照原子量遞增的順序排列起來了，并且相似元素以一定的間隔出現(xiàn)。

第二天，門捷列夫?qū)⒌贸龅慕Y(jié)果制成一張表，這就是人類史上第一張化學元素周期表。在這個表中，周期是縱行，族是橫行。在門捷列夫的周期表中，他大膽地為尚待發(fā)現(xiàn)的元素留出了位置，并且在其關(guān)于周期表的發(fā)現(xiàn)的論文中指出：按著原子質(zhì)量由小到大的順序排列各種元素，在原子量跳躍過大的地方會有新元素被發(fā)現(xiàn)，因此周期律可以語言尚待發(fā)現(xiàn)的元素。

1871年12月，門捷列夫在第一張元素周期表的基礎上進行增益，發(fā)表了第二張表，在該表中，他改豎排為橫排，是同一族元素，數(shù)處于同一豎行中，更突出了元素性質(zhì)的周期性，這次化學元素周期律的發(fā)現(xiàn)工作已圓滿完成。

或許很多人會認為門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期率是出于偶然，但是這個偶然其實是來自于他對元素成千上百次的研究。所以，在科學研究中，沒有幸運兒，只有踏踏實實的工作，才能獲取成功。

人們按核電荷數(shù)由小到大的順序進行編號，這種編號稱為原子序數(shù)。

原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子核外電子數(shù)

思考回答：完成學案表格，觀察原子核外最外層電子排布隨原子序數(shù)的遞增有什么規(guī)律性的變化

一、原子核外電子排布規(guī)律

原子核外最外層電子排布規(guī)律

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化

1

1~2

2

1~8

3

1~8

以元素原子核外最外層電子數(shù)為橫坐標，原子半徑為縱坐標，在坐標系中畫出3-9號、11-17號元素原子的最外層電子數(shù)和原子半徑所對應的點，并把這兩組點分別用光滑的曲線連接起來。分析圖中曲線可以發(fā)現(xiàn)，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑如何變化？思考原子半徑變化的原因。

3-9號元素LiBeBCNOF

原子半徑/pm1521118877706664

11-17號元素NaMgAlSiPSCl

原子半徑/pm18616014311711010499

元素原子半徑變化

逐漸減小

逐漸減小

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性的變化

二、元素原子半徑變化規(guī)律

解釋

當原子的電子層數(shù)相同時，元素原子的半徑大小，主要取決于原子核對外層電子的引力大小。隨著原子序數(shù)的遞增，原子核所帶的正電荷數(shù)逐漸增大，核外電子所帶的負電荷數(shù)也逐漸增大，兩者之間的引力也在逐漸增大，所以，原子半徑逐漸減小。

原子、離子半徑大小比較規(guī)律

（1）一般情況下，電子層數(shù)相同時，隨著核電荷數(shù)的遞增，

半徑逐漸。

（2）一般情況下，電子層數(shù)越多，半徑。

越小

越大

3-9號元素LiBeBCNOF

主要化合價+1+2+3+4-4+5-3-2-1

11-17號元素NaMgAlSiPSCl

主要化合價+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7

-1

三、元素化合價的變化規(guī)律

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素化合價呈周期性變化

常見元素化合價的一般規(guī)律

①1~20號元素中，除了O、F外，

元素的最高正價等于最外層電子數(shù)；

最低負價=最外層電子數(shù)-8

②金屬元素無負價（除零價外，在化學反應中只顯正價）；既有正價又有負價的元素一定是非金屬元素；

③氟無正價，氧無最高正價。

思考討論

隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性、非金屬性是否也呈現(xiàn)周期性的變化？

如何比較元素的金屬性及非金屬性？

元素金屬性強弱判斷的依據(jù)：

1.單質(zhì)跟水（或酸）反應置換出氫的難易。

2.最高價氧化物對應的水化物——氫氧化物的堿性強弱。

元素非金屬性強弱判斷依據(jù)：

1.最高價氧化物的水化物的酸性強弱。

2.與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性。

四、元素性質(zhì)的變化規(guī)律

1.探究鈉、鎂、鋁的金屬性強弱

【實驗1】切取綠豆大小的一小塊金屬鈉，用濾紙吸干其表面的煤油。在一只250mL燒杯中加入少量的水，在水中滴加兩滴酚酞溶液，將金屬鈉投入燒杯中，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

【實驗2】將已用砂紙打磨除去氧化膜的一小段鎂條放入試管中，向試管中加入適量的水，再向水中滴加兩滴酚酞溶液，觀察實驗現(xiàn)象。再加熱試管，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

【實驗3】在兩支試管中，分別放入已用砂紙打磨除去氧化膜的一小段鎂條和鋁片，再向試管中各加入2mol·L－1鹽酸2mL，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

與冷水劇烈反應

與冷水緩慢

劇烈反應，

產(chǎn)生大量氣泡

產(chǎn)生氣泡，

反應沒有鎂劇烈

有氣泡產(chǎn)生，

溶液變紅色

金屬性：Na＞Mg＞Al

請同學們閱讀并分析表，思考回答Si、P、S、Cl的非金屬性的強弱，并解釋其原因。

非金屬性：Cl＞S＞P＞Si

最高價氧化物對應的水化物酸堿性，探究元素金屬性和非金屬性變化規(guī)律

以上表分析可知，11-17號元素最高價氧化物的水化物的酸堿性強弱的變化規(guī)律是。11-17號元素的金屬性和非金屬強弱的變化規(guī)律是

。

隨著原子序數(shù)遞增，堿性減弱，酸性增強

隨著原子序數(shù)遞增，金屬性減弱，非金屬性增強

歸納總結(jié)

隨著原子序數(shù)的遞增：

①原子核外電子排布呈周期性變