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元素周期律
——同周期、同主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律
第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律（4）
電子層數(shù)逐漸增多
堿金屬元素
IA族
鹵族元素
ⅦA族
同主族元素
最外層電子數(shù)相等，元素性質(zhì)相似
元素金屬性增強(qiáng)
失電子能力逐漸增強(qiáng)
元素非金屬性減弱
得電子能力逐漸減弱
課前回顧
回顧堿金屬元素、鹵素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，總結(jié)元素周期表中同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律。
一、提出探究主題
元素周期表中同周期元素的性質(zhì)有什么變化規(guī)律呢？
二、從表觀數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律
觀察并思考教材表4-5中的數(shù)據(jù)，分小組討論，隨著原子序數(shù)的遞增，各周期主族元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化
由左向右，元素原子的最外層電子數(shù)逐漸增加
第一周期1→2
第二周期和第三周期都是1→8
最外層電子數(shù)
876
5
4
3
2
1
0
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9
B C N O F
He Li Be
Ne Na Mg Al Si
P S Cl Ar
H
Na
二、從表觀數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律
觀察表中元素原子半徑的數(shù)據(jù)，隨著原子序數(shù)的遞增，各周期主族元素的原子半徑呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化
除稀有氣體外，同周期主族元素的原子半徑由左向右，逐漸減小。
原子序數(shù)與原子半徑關(guān)系直觀圖
短周期主族元素中，原子半徑最小和最大的元素分別是什么
H
Li
K
Rb
Cs
Fr
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
B
Al
Ga
In
Tl
C
Si
Ge
Sn
Pb
N
P
As
Sb
Bi
O
S
Se
Te
Po
F
Cl
Br
I
At
二、從表觀數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律
觀察教材表4-5中的數(shù)據(jù)，隨著原子序數(shù)的遞增，各周期主族元素的化合價(jià)呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化？
由左向右，元素的最高正價(jià)逐漸升高（＋1→+7，O和F無(wú)最高正價(jià)）；
元素的最低負(fù)價(jià)由ⅣA族的-4價(jià)逐漸升高至ⅦA族的-1價(jià)。
化合價(jià)
最外層電子數(shù)
原子序數(shù)
876
5
4
3
2
1
0
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9
+7+6
+5
+4
+3
+2
+1
0
-1
-2
-3
-4
B C N O F
He Li Be
Ne Na Mg Al Si
P S Cl Ar
H
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
同周期主族元素原子的核外電子排布、原子半徑、元素化合價(jià)都呈現(xiàn)出周期性的變化，那么元素的金屬性和非金屬性是否也隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化呢
金屬元素最外層電子數(shù)少于4，易失去電子；隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，失電子能力減弱，還原性逐漸減弱，金屬性減弱。
非金屬元素最外層電子數(shù)等于或多于4，容易得到電子；隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，得電子能力增強(qiáng)，氧化性增強(qiáng)，非金屬性增強(qiáng)。
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明第三周期的金屬元素 Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱呢
討論：與鈉和水的反應(yīng)相比，鎂和水的反應(yīng)難易程度如何
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

科學(xué)事實(shí)：利用KCl、NaCl等有阻止氫氧化鎂薄膜在鎂條上形成的作用，可將水改成食鹽水等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)：取一小段鎂條，用砂紙除去表面的氧化膜，放到試管中。向試管中加入2mL 水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。過(guò)一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，再觀察現(xiàn)象。
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明第三周期的金屬元素 Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱呢
實(shí)驗(yàn)：向試管中加入2 mL 1 mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再產(chǎn)生白色絮狀A(yù)l(OH)3沉淀為止。將Al(OH)3沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2 mol/L鹽酸，向另一支試管中滴加2 mol/L NaOH溶液。邊滴加邊振蕩，觀察現(xiàn)象。用2 mL 1 mol/L MgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，并進(jìn)行比較。
Al(OH)3在鹽酸或 NaOH溶液中都能溶解。
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O
氯化鎂溶液中加入NaOH溶液得到 Mg(OH)2白色沉淀，該沉淀加鹽酸溶解，加 NaOH溶液不溶解
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
科學(xué)事實(shí)：鈉、鎂、鋁是金屬元素，都能形成氫氧化物。NaOH是強(qiáng)堿，Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，而Al(OH)3是兩性氫氧化物。
鋁雖然是金屬，但已經(jīng)表現(xiàn)出一定的非金屬性。
鈉、鎂、鋁的金屬性逐漸減弱
金屬性越強(qiáng)，
其單質(zhì)從水（或酸）中反應(yīng)置換出氫氣的能力越強(qiáng)，
最高價(jià)氧化物的水化物即氫氧化物的堿性越強(qiáng)。
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
第三周期非金屬元素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)、最低化合價(jià)、氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性比較表
元素的非金屬性越強(qiáng)，與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的能力越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)。
元素 14Si 15P 16S 17Cl
單質(zhì)與氫氣的反應(yīng) 高溫下反應(yīng) 磷蒸氣與氫氣能反應(yīng) 加熱時(shí)反應(yīng) 光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合
氣態(tài)氫化物的化學(xué)式 SiH4 PH3 H2S HCl
最低化合價(jià) -4 -3 -2 -1
氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 不穩(wěn)定 受熱分解 穩(wěn)定
如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明第三周期非金屬元素硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強(qiáng)
三、從數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)規(guī)律
如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明第三周期非金屬元素硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強(qiáng)
非金屬元素硅、磷、硫、氯的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物（最高價(jià)含氧酸）的酸性強(qiáng)弱表
非金屬元素 Si P S Cl
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物（合氧酸）的酸性強(qiáng)弱 H3SiO3 （硅酸） 弱酸 H3PO4 （磷酸） 中強(qiáng)酸 H2SO4 （硫酸） 強(qiáng)酸 HCIO4
（高氯酸）
強(qiáng)酸
（酸性比H2SO4強(qiáng)）
硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強(qiáng)，
其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)。
四、揭秘“元素周期律”
第三周期元素金屬性與非金屬性強(qiáng)弱的宏觀判斷方法
金屬性越強(qiáng)：
①其單質(zhì)從水（或酸）中反應(yīng)置換出氫氣的能力越強(qiáng)，
②最高價(jià)氧化物的水化物即氫氧化物的堿性越強(qiáng)。
非金屬性越強(qiáng)：
①其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，
②與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的能力越強(qiáng)，
③氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)。
根據(jù)原子結(jié)構(gòu)和原子半徑的變化規(guī)律，從微觀上預(yù)測(cè)其他周期元素金屬性和非金屬性的變化規(guī)律。
四、揭秘“元素周期律”
其他周期主族元素的遞變規(guī)律相同
元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化。
在同一周期中，各元素的原子核外電子層數(shù)相同，從左到右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。
在同一主族中，從上至下核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大，失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱。金屬性遞增，非金屬性遞減。
元素的性質(zhì)是由最外層電子決定的，元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。
課堂總結(jié)
同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律
原子結(jié)構(gòu)由左向右，核電荷數(shù)依次增多，元素原子的最外層電子數(shù)遞增（第一周期是1→2，第二周期和第三周期都是1→8）；
原子半徑遞減，元素的最高正價(jià)遞增（+1→+7，O和F無(wú)最高正價(jià)），元素的最低負(fù)價(jià)由IVA族的-4價(jià)遞增至VIIA族的-1價(jià)。
原子結(jié)構(gòu)
元素周期律
第三周期元素金屬性和非金屬性的遞變
從左到右，金屬性遞減，其單質(zhì)從水（或酸）中反應(yīng)置換出氫氣的能力越弱，最高價(jià)氧化物的水化物即氫氧化物的堿性越弱。
從左到右，非金屬性遞增，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性依次遞增，與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的能力遞增，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性遞增。
元素周期律
宏觀驗(yàn)證

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