2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)第1課時元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律學(xué)案新人教版必修1

PAGE9-第1課時元素性質(zhì)的周期性改變規(guī)律課程目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和試驗事實相識原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性改變的規(guī)律。2．建構(gòu)元素周期律，理解元素周期律的內(nèi)容和實質(zhì)。1.微觀探析：能從元素和原子、分子水平相識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和改變，形成“結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)”的觀念。2．宏觀辨識：能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。3．社會責(zé)任：深刻相識化學(xué)對創(chuàng)建更多物質(zhì)財寶和精神財寶、滿意人民日益增長的美妙生活須要的重大貢獻(xiàn)。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第73頁一、原子結(jié)構(gòu)和主要化合價的周期性改變1．原子核外電子排布的周期性改變以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探討原子最外層電子數(shù)的改變，圖示如下：規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由1個至8個的周期性改變(第一周期除外)。2．元素原子半徑的周期性改變規(guī)律：同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性改變。3．元素化合價的改變規(guī)律以原子序數(shù)為1～18的元素為例探討化合價的改變，圖示如下：規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈周期性改變[每周期：最高正價：＋1→＋7(O、F除外)，負(fù)價：－4→－1]。[牛刀小試]1．辨析下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)：(1)其次周期元素中原子半徑最小的原子是氟。()(2)其次周期元素中C、N、O、F的最高化合價依次上升。()(3)短周期元素中原子半徑最小的是氫，最大的是鈉。()(4)第三周期元素的原子半徑肯定大于其次周期元素的原子半徑。()(5)原子序數(shù)越大的元素原子半徑越小。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×2．從原子序數(shù)11依次增加到17，下列所述遞變關(guān)系錯誤的是()A．原子電子層數(shù)不變B．原子半徑漸漸增大C．最高正價數(shù)值漸漸增大D．從硅到氯，負(fù)價從－4→－1答案：B二、元素金屬性和非金屬性的周期性改變1．Na、Mg、Al金屬性強(qiáng)弱的比較2．Si、P、S、Cl非金屬性強(qiáng)弱的比較3．同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律隨著原子序數(shù)的遞增eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(金屬性漸漸減弱,非金屬性漸漸增加))[牛刀小試]3．下列遞變狀況不正確的是()A．Na、Mg、Al原子最外層電子數(shù)依次增多，其簡潔離子的氧化性依次增加B．P、S、Cl最高正化合價依次上升，對應(yīng)的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增加C．C、N、O原子半徑依次增大D．Na、K、Rb氧化物對應(yīng)的水化物堿性依次增加解析：隨著核電荷數(shù)的增加，C、N、O原子半徑依次減小，而不是依次增大。答案：C4．金屬元素(前18號)甲～戊在元素周期表中的相對位置如圖所示，下列推斷中正確的是()A.原子半徑：丙<丁<戊B．金屬性：甲>丙C．氫氧化物堿性：丙>丁>戊D．最外層電子數(shù)：甲>乙解析：同周期元素原子半徑從左至右是依次減小的，故A錯；同主族元素金屬性自上而下是增加的，故B錯；同周期元素的金屬性從左至右越來越弱，故對應(yīng)堿的堿性也是減弱的，C正確；同周期元素原子的最外層電子數(shù)從左至右漸漸增多，故D錯。答案：C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改變。2．實質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性改變是原子結(jié)構(gòu)呈周期性改變的必定結(jié)果。[牛刀小試]5．辨析下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)元素的性質(zhì)隨著相對原子質(zhì)量的遞增而呈周期性改變。()(2)同一主族元素的最高正化合價都相等。()(3)同一周期從左到右元素的正化合價依次上升，負(fù)化合價依次降低。()(4)除稀有氣體外同一周期元素從左到右金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加。()(5)氯元素的最高正化合價與其最低負(fù)化合價的代數(shù)和等于0。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×6．對于其次周期元素從左到右(稀有氣體元素除外)，下列說法中不正確的是()A．原子半徑漸漸減小B．最外層電子數(shù)漸漸增多C．最高正化合價漸漸上升D．元素的非金屬性漸漸增加解析：O、F沒有＋6、＋7價。答案：C授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第74頁要點一粒子半徑大小比較[典例]下列粒子半徑大小比較正確的是()A．Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋C．Na<Mg<Al<SD．Cs<Rb<K<Na[解析]A項，4種離子電子層結(jié)構(gòu)相同，隨著核電荷數(shù)增多，離子半徑依次減小，“序小徑大”，即Al3＋<Mg2＋<Na＋<O2－，故A錯。C項，Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小，故C錯。Na、K、Rb、Cs同屬于第ⅠA族，其原子半徑：r(Cs)>r(Rb)>r(K)>r(Na)，D錯誤；S2－和Cl－核外電子數(shù)相同，但核電荷數(shù)：Cl>S，故離子半徑r(S2－)>r(Cl－)；Na＋和Al3＋核外電子數(shù)相同，且核電荷數(shù)Al>Na，則離子半徑r(Na＋)>r(Al3＋)，B項正確。[答案]B粒子半徑(用r表示)“四同”比較1．同周期(1)原子半徑：“左大右小”(堿金屬原子半徑最大，鹵素原子半徑最小)。(2)離子半徑(以第三周期為例)①電性相同：“左大右小”eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(rNa＋＞rMg2＋＞rAl3＋,rP3－＞rS2－＞rCl－。))②電性不同：“陰大陽小”r(Cl－)＞r(Na＋)。2．同主族原子(或離子)半徑均為“下大上小”。3．同元素電子數(shù)越多，半徑越大，記為“e－多r大”，如r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。4．同結(jié)構(gòu)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，記為“Z大r小”。如10電子離子(與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同)半徑由大到小為：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。[題組訓(xùn)練]1．有a、b、c、d四種元素，a、b為同周期元素，c、d為同主族元素。已知a的陽離子和d的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。b的陰離子和c的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同。且c離子的電荷數(shù)大于b離子的。則下列說法正確的是()①原子序數(shù)d<b<c<a②原子序數(shù)d<a<c<b③原子序數(shù)d<a<b<c④離子半徑b>c>d>a⑤離子半徑b>c>a>d⑥離子半徑c>b>d>aA．③④ B．②⑥C．①⑤ D．②④解析：a、b、c、d在元素周期中的位置為dacb所以原子序數(shù)d<a<c<b，離子半徑c>b>d>a。答案：B2．A、B、C為三種短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低價離子分別為A2－、C－，離子半徑A2－大于C－，B2＋和C－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列推斷正確的是()A．原子序數(shù)由大到小的依次是C＞A＞BB．原子半徑由大到小的依次是r(B)＞r(A)＞r(C)C．離子半徑由大到小的依次是r(C－)＞r(B2＋)＞r(A2－)D．原子最外層電子數(shù)由多到少的依次是B＞A＞C解析：三種元素在周期表中的位置為，可知，A、B、C分別為S、Mg、F。A項原子序數(shù)應(yīng)為A＞B＞C；C項離子半徑應(yīng)為r(A2－)＞r(C－)＞r(B2＋)；D項最外層電子數(shù)應(yīng)為C＞A＞B。答案：B要點二元素周期表中元素性質(zhì)遞變性改變規(guī)律[問題探究]1．請從原子結(jié)構(gòu)改變的角度說明，同周期元素(除稀有氣體外)隨著原子序數(shù)的遞增，金屬性依次減弱、非金屬性依次增加的緣由。提示：因同周期元素(除稀有氣體外)原子的電子層數(shù)相同，但原子序數(shù)依次增大，對最外層電子的吸引實力依次增加，失電子實力依次減弱，得電子實力依次增加，故金屬性依次減弱，非金屬性依次增加。2．試依據(jù)同周期元素非金屬性的改變規(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。同周期元素，隨著原子序數(shù)的遞增，非金屬性漸漸增加，故非金屬性：Si<P<S<Cl，所以它們的氫化物的穩(wěn)定性依次為SiH4<PH3<H2S<HCl。3．試依據(jù)非金屬性的強(qiáng)弱，比較H3PO4和HNO3的酸性強(qiáng)弱。提示：P和N均為第ⅤA族元素，隨著原子序數(shù)的遞增，非金屬性漸漸減弱，故N的非金屬性強(qiáng)于P的非金屬性，依據(jù)“最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)”反推可知HNO3的酸性強(qiáng)于H3PO4。[題組訓(xùn)練]3．已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)相連的元素，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性相對強(qiáng)弱的依次是HXO4>H2YO4>H3ZO4，則下列推斷不正確的是()A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HX>H2Y>ZH3B．非金屬性：X>Y>ZC．原子半徑：X>Y>ZD．原子最外層電子數(shù)：X>Y>Z解析：本題的關(guān)鍵是“最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性相對強(qiáng)弱”這一信息，由此可推知X、Y、Z為非金屬元素，原子序數(shù)相連意味著它們屬同周期元素，故非金屬性：X>Y>Z，原子半徑：X<Y<Z，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次為：HX>H2Y>ZH3。答案：C4．下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較不正確的是()A．氧化性：Br2>Cl2B．酸性：HClO4>H3PO4C．熱穩(wěn)定性：HCl>HBrD．堿性：NaOH>Mg(OH)2解析：Cl和Br位于第ⅦA族且Cl在Br的上方，因此Cl的非金屬性大于Br，因此單質(zhì)的氧化性Cl2>Br2，氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性HCl>HBr，故A項錯誤。答案：A元素的原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的周期性改變規(guī)律內(nèi)容同周期(從左到右)同主族(從上到下)原子結(jié)構(gòu)電子層數(shù)相同依次增加最外層電子數(shù)依次增加相同原子半徑漸漸減小漸漸增大主要化合價一般從＋1→＋7，從－4→－1相像(最高正價相同)元素的性質(zhì)得電子實力漸漸增加漸漸減弱失電子實力漸漸減弱漸漸增加金屬性漸漸減弱漸漸增加非金屬性漸漸增加漸漸減弱離子陽離子氧化性增加減弱陰離子還原性減弱增加氫化物穩(wěn)定性增加減弱還原性減弱增加最高價氧化物的水化物酸性增加減弱堿性減弱增加授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第76頁1．下列關(guān)于元素周期律的敘述不正確的是()A．除第一周期外，隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復(fù)出現(xiàn)B．元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性改變C．隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價從＋1到＋7，負(fù)價從－7到－1重復(fù)出現(xiàn)D．元素性質(zhì)的周期性改變是元素原子核外電子排布周期性改變的必定結(jié)果解析：F元素?zé)o＋7價，而且負(fù)價是－4→－1價的重復(fù)出現(xiàn)，C錯。答案：C2．下列排列依次不正確的是()A．原子半徑：鈉>硫>氯B．最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4C．最高正化合價：氯>硫>磷D．熱穩(wěn)定性：碘化氫>溴化氫>氯化氫解析：鈉、磷、硫、氯是具有相同電子層數(shù)的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑漸漸減小，最外層電子數(shù)漸漸增多，最高正化合價漸漸增大，最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性漸漸增加，堿性漸漸減弱。因為非金屬性Cl>Br>I，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HCl>HBr>HI。答案：D3．已知下列原子的半徑：原子NSOSi半徑r/10－100.751.020.741.17依據(jù)以上數(shù)據(jù)，磷原子的半徑可能是()A．1.10×10－10m B．0.80×10－C．1.20×10－10m D．0.70×10－解析：N、S、O、Si、P在元素周期表中的位置為，依據(jù)元素周期律可得，r(Si)>r(P)>r(S)，故磷原子的半徑可能是1.10×10－10m。答案：A4．(2024·泉州高一檢測)下列事實不能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫的是()A．酸性：HClO3>H2SO3B．穩(wěn)定性：HCl>H2SC．3Cl2＋2Feeq\o(=,\s\up7(點燃))2FeCl3和S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeSD．Cl2＋H2S=S↓＋2HCl解析：HClO3和H2SO3不是最高價氧化物的水化物，故A不能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；氫化物越穩(wěn)定，元素非金屬性越強(qiáng)，故B能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；Cl2可將Fe氧化為＋3價，而S只能將Fe氧化為＋2價，故C能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫；Cl2置換S，故D能說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫。答案：A5．下圖中的曲線分別表示元素的某種性質(zhì)與核電荷數(shù)的關(guān)系(Z為核電荷數(shù)，Y為元素的有關(guān)性質(zhì))：把與元素有關(guān)性質(zhì)相符的曲線的標(biāo)號填入相應(yīng)位置：(1)第ⅡA族元素原子的最外