高中 化学 必修 第一册 第四章 物质结构 元素周期律《第二节 第1课时 元素性质的周期性变化规律》教学设计.docxVIP

第二节元素周期律

第1课时元素性质的周期性变化规律

[学习目标]1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。2.会设计实验探究同周期元素性质的变化规律，会比较元素的金属性或非金属性的强弱，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

任务一核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化

1．原子结构的周期性变化

(1)元素原子核外电子排布的周期性变化

同周期元素随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现由1个到8个的周期性变化。

(2)元素原子半径的周期性变化

同周期元素随着原子序数的递增，元素原子半径呈现逐渐减小的周期性变化。

提醒：原子半径的递变规律指同一周期第ⅠA族～第ⅦA族之间的变化规律，不包括稀有气体元素。

[交流研讨]为什么同周期元素的原子半径会随着原子序数的递增而逐渐减小呢？

提示：同一周期元素的原子电子层数相同，随着核电荷数的递增，原子核对核外电子的吸引力逐渐增强，故原子半径逐渐减小。

2．元素化合价的周期性变化

同周期元素随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现由＋1→＋7(O和F无最高正价)，最低负价呈现由ⅣA族的－4价逐渐升高至ⅦA族的－1价的周期性变化。

主族元素主要化合价的确定方法

1．最高正价＝主族序数＝最外层电子数(O、F除外)。

2．最低负价＝最高正价－8(H、O、F除外)。

3．H的最高价为＋1，最低价为－1；O无最高正价；F无正化合价。

1．正误判断，错误的说明原因。

(1)第二周期元素从左至右，最高正价从＋1递增到＋7：____________________________。

(2)除稀有气体元素的原子外，原子半径最小的元素是氢元素：______________。

(3)主族元素的最低负价等于其族序数－8：_________________。

答案：(1)错误。O无最高正价，F无正化合价

(2)正确

(3)错误。H元素不符合

2．X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物为()

A．HX B．H2X

C．XH4 D．XH3

答案：D

解析：X元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H3XO4，根据化合物中正负化合价之和为0，则X的最高价为＋5价，最低价为－3价，X对应的气态氢化物为XH3。

3．试比较下列微粒的半径大小(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(1)Mg________Ca________K；

(2)P________S________Cl；

(3)Fe3＋________Fe2＋________Fe；

(4)S2－________Cl－________Na＋________Mg2＋。

答案：(1)＜＜(2)＞＞(3)(4)＞＞＞

“三看法”比较微粒半径的大小

一看层，层多径大；

二看核，层同核多径小；

三看电子，层同核同电子多径大，如Cl－Cl、Fe2＋Fe3＋。

任务二同周期元素金属性和非金属性的递变规律

以第三周期元素为例探究元素性质的递变规律。

1．金属性的递变规律

[交流研讨1]预测元素性质的递变规律

第三周期元素电子层数相同，由左向右核电荷数依次增多，原子半径依次减小，失电子的能力依次减弱，得电子的能力依次增强，它们的金属性依次减弱，非金属性依次增强。

【实验探究】

(1)Na、Mg元素金属性强弱比较

原理

金属与水反应置换出H2的难易程度

操作

现象

镁条表面附着少量气泡

有气泡产生，溶液变成浅红色

化学反应

—

Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑

结论

Na与水反应置换H2比Mg容易，金属性：NaMg

(2)Mg、Al元素金属性强弱比较

已知：元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强

原理

元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱

物质

Al(OH)3

Mg(OH)2

操作

现象

A中沉淀溶解，B中沉淀溶解

C中沉淀溶解，D中沉淀不溶解

右右右续表

试管中的离子方程式

A：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

B：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－

C：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；

D：不反应

结论

Al(OH)3是两性氢氧化物，其碱性弱于Mg(OH)2(中强碱)，更弱于NaOH(强碱)，则金属性：NaMgAl

2.非金属性的递变规律

已知：元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素非金属性越强。

Si

P

S

Cl

判断依据

与氢气化合

高温

磷蒸气与氢气反应

加热

光照或点燃

由易到难的顺序是Cl、S、P、Si

最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱

H2SiO3弱酸

H3PO4中强酸

H2SO4强酸

HClO4强酸(酸性比H2SO4强)

酸性：HClO4＞