新教材高中化学第四章物质结构元素周期律42元素周期律教案新人教版必修第一册.docx
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新教材高中化学第四章物质结构元素周期律42元素周期律教案新人教版必修第一册
新教材高中化学第四章物质结构元素周期律4.2元素周期律教案新人教版必修第一册
第二节 元素周期律
核心微网络
素养新目标,
1.认识1~18号元素原子结构特征。
2.以第三周期为例,学会从不同角度分析元素性质的周期性变化。
3.理解元素周期律的含义。
4.学会元素周期表和元素周期律的实际应用。
[预习新知]
一、元素周期律
1.主族元素的周期性变化规律
内容
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
原子结构
电子层数
相同
依次增大
最外层
电子数
依次增加1个
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素的性质
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
主要化合价
一般,最高正价:
+1→+7,负化合价:
-4→-1
最高正价数=主族序数(O、F除外),负化合价=主族序数-8
化合物
的性质
最高价氧
化物对应
水化物
酸性逐渐增强
碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱
碱性逐渐增强
氢化物
稳定性逐渐增强
还原性逐渐减弱
稳定性逐渐减弱
还原性逐渐增强
2.元素周期律
二、元素周期表和元素周期律的应用
1.金属元素和非金属元素的分区及性质递变规律
族
周期
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1
2
3
4
5
6
7
位于周期表中金属和非金属元素分界线附近的元素(如Al、Si等)既能表现金属性,又能表现非金属性。
2.元素化合价与其在周期表中的位置关系
3.元素周期表和元素周期律的应用
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,简单离子半径也逐渐减小( )
(2)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7( )
(3)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强( )
(4)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素( )
(5)元素的非金属性越强,其氧化物对应的水化物酸性越强( )
(6)元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定,其水溶液的酸性越强( )
(7)P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强( )
(8)元素周期表中位于金属与非金属元素分界线附近的元素属于过渡元素( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×
2.下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.随着元素原子序数的递增,元素最高正价从+1到+7重复出现
C.随着元素原子序数的递增,元素的最低负价从-7到-1重复出现
D.金属元素无负化合价,随着元素原子序数的递增,元素最低负价从-4到-1重复出现
解析:
第一周期中原子最外层电子数从1到2,故A项错;第二周期最高正价从+1到+5,B项错误;元素的最低负价为-4价,没有-7价,故C项错误。
答案:
D
3.下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是( )
A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C.N、O、F最高正化合价依次增大
D.Na、K、Rb的电子层数依次增多
解析:
O、F无正价。
答案:
C
4.元素性质呈现周期性变化的根本原因是( )
A.原子半径呈周期性变化
B.元素化合价呈周期性变化
C.电子层数逐渐增加
D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化
答案:
D
5.在第三周期元素中,除稀有气体元素外:
(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答,下同)。
(4)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________。
(6)氧化物中具有两性的是________________________________________________________________________。
解析:
(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。
(2)金属性最强的元素在最左边,应为Na。
(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应的酸是HClO4。
(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。
(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。
(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。
答案:
(1)Cl
(2)Na (3)HClO4 (4)SiH4 (5)NaOH (6)Al2O3
技能素养
目标一 元素周期律的具体应用
[例1] X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是( )
A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强
B.X的非金属性比Y的强
C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D.X的气态氢化物比Y的稳定
【解析】 X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。
【答案】 C
[提升1] 已知33As、35Br位于同一周期。
下列关系正确的是( )
A.原子半径:
As>Cl>P
B.热稳定性:
HCl>AsH3>HBr
C.还原性:
As3->S2->Cl-
D.酸性:
H3AsO4>H2SO4>H3PO4
解析:
As与P同主族,P与Cl同周期,原子半径As>P>Cl,A项错;Cl与Br同主族,As与Br同周期,热稳定性,HCl>HBr>AsH3,B项错;元素非金属性越强,其阴离子的还原性越弱,即离子的还原性:
As3->S2->Cl-,C项正确;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性强弱为:
H2SO4>H3PO4>H3AsO4,D项错误。
答案:
C
简单粒子半径大小的比较方法
“一看”电子层数:
当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
“二看”核电荷数:
当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
“三看”核外电子数:
当电子层数和核电荷数均相同,即同种元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大。
[核心能力]
与元素周期律相关的“四个”周期性变化
1.元素原子核外电子排布的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。
2.元素原子半径的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。
3.元素主要化合价的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。
4.元素金属性、非金属性的周期性变化
(1)Na、Mg、Al金属性的比较
Na
Mg
Al
规律
(同周期从左到右)
单质与水(或酸)反应
与冷水剧烈反应,产生氢气
与冷水几乎不反应,与沸水反应缓慢,放出氢气;与酸反应剧烈,放出氢气
与酸反应较快,放出氢气
从水或酸中置换H2能力逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物碱性强弱
NaOH强碱
Mg(OH)2中强碱
Al(OH)3两性氢氧化物
最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱
(2)Si、P、S、Cl非金属性的比较
Si
P
S
Cl
规律
(同周期从左到右)
单质与氢气反应的条件
高温
磷蒸气与氢
气能反应
加热
光照或点燃时发生爆炸而化合
与H2化合能力逐渐增强
形成的气态氢化物的热稳定性
SiH4很不稳定
PH3不
稳定
H2S受热分解
HCl稳定
氢化物稳定性逐渐增强
最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱
H2SiO3弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
强酸(比H2SO4酸性强)
最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强
结论:
随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。
(1)金属性、非金属性强弱的实质是失、得电子能力,而不是失、得电子个数。
(2)在比较非金属性强弱时一定是简单的气态氢化物的稳定性,而不是氢化物的熔沸点高低;是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,一定强调最高价。
目标二 元素“位、构、性”的综合判断
[例2] 金属元素(前18号)甲~戊在元素周期表中的相对位置如图所示,下列判断中正确的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
A.原子半径:
丙<丁<戊
B.金属性:
甲>丙
C.氢氧化物碱性:
丙>丁>戊
D.最外层电子数:
甲>乙
【解析】 丙、丁、戊同周期,原子半径:
丙>丁>戊;甲、丙同主族,金属性:
甲<丙;氢氧化物碱性:
丙>丁>戊;甲、乙同周期,最外层电子数:
甲<乙。
【答案】 C
[提升2] X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要化合价
-4,+4
-2
-1,+7
+3
其他
阳离子核
外无电子
半导体材料
焰色反应
呈黄色
(1)R在元素周期表中的位置是________;R在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们之间的关系为________。
(2)Z的单质与水反应的化学方程式为________。
(3)Y与R相比,非金属性较强的是________(用元素符号表示),下列事实能证明这一结论的是________(填字母)。
a.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态
b.稳定性:
XR>YX4
c.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
HRO4>H2YO3
(4)根据表中数据推测Y的原子半径的范围:
________nm (5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物,且甲+乙―→丙+水,则丙的化学式为________(写一种即可)。 解析: 由题中所给信息可知,X为H,Y为Si,Z为Na,M为O,R为Cl,根据原子半径和Q的主要化合价为+3,可知Q为Al。 (4)由同周期元素原子半径的递变规律,知rCl (5)题中元素的最高价氧化物对应的水化物能相互反应生成水: NaOH+Al(OH)3===NaAlO2+2H2O,所以丙为NaAlO2(其它合理答案也可) 答案: (1)第三周期第ⅦA族 互为同位素 (2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ (3)Cl bc (4)0.099 0.143 (5)NaAlO2 在比较元素的性质时,有时需要借助参照物,如比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性大小,可借助镁,三种元素在周期表中的位置如图,故金属性是Ca>Mg>Al,故碱性是Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。 镁 铝 钙 [核心能力] “位、构、性”三者关系 (1)原子结构元素在周期表中的位置。 原子结构位置。 (2)原子结构元素的化学性质。 原子结构性质。 (3)元素在周期表中的位置原子结构和元素性质。 解读“位、构、性” 学考评价 1.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。 下列说法正确的是( ) A.同一元素不可能既
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