2025版高一化学必修第一册 第四章 第二节 第1课时 元素性质的周期性变化规律.docx

第二节元素周期律

第1课时元素性质的周期性变化规律

课标定向

目标定位

1.能从原子结构视角说明同周期元素的性质递变规律,从微观的角度建构元素周期律,形成微观原子结构特点决定宏观性质的思维模式。(宏观辨识与微观探析)

2.能依据第三周期元素性质的比较试验的要求,选择合适的装置和试剂,完成相关实验。(科学探究与创新意识)

厘清

重点

通过比较同周期元素原子结构和性质的递变规律,完成周期性变化规律的学习

突破

难点

原子结构与元素周期律的关系

学习任务一:原子结构的周期性变化

【必备知识·导学】

[引入]将铝片剪成树状,并塞入事先洗净的矿泉水瓶中,然后向矿泉水瓶中加入CuSO4溶液,以没过树状铝片为宜,再拧紧瓶塞。过几分钟后,形成美丽的“铜树”,在这个实验中,说明金属性铝大于铜,那么钠、镁、铝的金属性强弱又是如何呢?

一、短周期元素原子最外层电子排布的变化规律

周期

原子

序数

电子

层数

最外层

电子数

结论

第一

周期

1→2

1

1→2

同周期由左向右,元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8,第一周期除外)

第二

周期

3→10

2

1→8

第三

周期

11→18

3

1→8

规律:同周期中,随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布呈现周期性变化

二、短周期元素原子半径的变化规律

周期

原子序数

原子半径/nm

结论

第一周期

1

0.037

同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)

第二周期

3→9

0.152→0.071

大→小

第三周期

11→17

0.186→0.099

大→小

规律:同周期中,随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现周期性变化

[思考]同周期元素原子半径递变的原因是什么?

提示:同周期元素核外电子层数相同,核电荷数依次增大,原子核对电子吸引能力逐渐增大,原子半径逐渐减小。

三、短周期元素主要化合价的变化规律

周期

原子

序数

主要化

合价

结论

第一

周期

1

+1

除第一周期外,①同周期由左向右,元素的最高正价逐渐升高(+1→+7,O无最高正价,F无正价)

②元素的最低负价由第ⅣA族的-4价逐渐升高至第ⅦA族的-1价

③最高正价+|最低负价|=8

第二

周期

3→9

最高价+1→+5(不含O、F)

最低价-4→-1

第三

周期

11→17

最高价+1→+7最低价-4→-1

规律:同周期中,随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化

【判对错·通教材】

判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”

(1)第三周期元素的原子半径一定大于第二周期元素的原子半径。 (×)

提示:锂原子半径大于氯原子半径。

(2)第二周期元素的最高化合价依次升高。 (×)

提示:O没有最高正价,F无正价。

(3)第二周期元素中原子半径最小的是氟。 (√)

提示:同周期元素从左到右原子半径依次减小。

(4)第三周期元素简单离子中半径最小的是Al3+。 (√)

提示:金属元素简单离子的电子层结构与上一周期稀有气体相同,半径:Na+Mg2+Al3+;非金属元素简单离子的电子层结构与本周期稀有气体相同,半径:P3-S2-Cl-。

【核心要点·归纳】

1.原子结构的周期性变化规律

同周期元素随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。

2.原子半径的周期性变化规律

同周期元素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。

[方法导引]比较原子半径大小时应注意规律的特例:Li的原子半径反常的大,原因是其核电荷数较小,对电子束缚力较弱。

3.主要化合价的周期性变化规律

随着原子序数的递增,元素最高正价呈现+1→+7(第二周期+1→+5),最低负价呈现-4→-1的周期性变化(第一周期和稀有气体元素除外)。

4.粒子半径大小比较方法

(1)“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。

(2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。

(3)“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。

5.主族元素主要化合价确定方法

(1)最高正价=主族的序号=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最高价为+1,最低价为-1;O无最高正价;F无正化合价。

【学力诊断·测评】

1.(2024·东莞高一检测)下列粒子半径大小比较正确的是()

A.r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)r(O2-)

B.r(S2-)r(Cl-)r(Na+)r(Al3+)

C.r(Na)r(Mg)r(Al)r(S)

D.r(Cs)r(Rb)r(K)r(Na)

【解析】选B。电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:r(Al3+)r(Mg2+)