資源簡介

第1課時 元素性質的周期性變化規律
第二節 元素周期律
化學
1.了解第三周期元素的遞變規律。

學習目標
2.了解氫氧化鋁的性質。

3.了解元素周期律的成因。
重點、難點：
元素周期律的含義和實質，元素性質與原子結構的關系。
學習重難點
為什么鋁有金屬光澤，能導電、導熱，而食鹽是白色晶體，易溶于水？這些性質與元素本身有什么關系？它們的性質是否有規律可循呢？我們學過的元素越來越多，它們的性質有沒有什么內在聯系？有沒有一種規律能讓我們更好地理解和預測元素的性質呢？

導入新課
思考探究
畫出核電荷數為1~18號元素的原子結構示意圖。
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總結同周期元素原子最外層電子數的變化規律。
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在同一周期中，從左到右元素原子的最外層電子數依次增加。例如，第二周期，鋰元素原子的最外層電子數是1，鈹元素原子的最外層電子數是2，硼元素原子的最外層電子數是3，依次類推，氟元素原子的最外層電子數是7，氖元素原子的最外層電子數是8。
2019年是元素周期表發表150周年，期間科學家為完善周期表做出了不懈努力。中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質量的新值，被采用為國際新標準。銦與銣(37Rb)同周期。下列說法不正確的是(　 )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B. 49115In中子數與電子數的差值為17
C.原子半徑：In>Al
D.堿性：NaOH>RbOH
?
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D
原子結構：從上到下電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱。
元素性質：
金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。
非金屬氫化物的穩定性逐漸減弱。
金屬元素最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，非金屬元素的酸性逐漸　　　　　減弱。
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物理性質：
金屬單質的熔、沸點逐漸降低，非金屬單質的熔、沸點逐漸升高。
單質的顏色有遞變規律，如鹵素單質的顏色逐漸加深。
化學反應規律：
　也呈現相應的遞變特點。
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原子結構、元素在周期表中的位置、元素性質之間存在緊密聯系：
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課堂探究
一、元素性質的周期性變化規律
觀察表格中的數據，判斷隨著原子序數的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價的變化規律是什么？
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一、元素性質的周期性變化規律
通過比較上面的元素的原子核外電子排布，可以得到同周期元素的核外電子排布的規律：
同周期由左向右，元素的原子最外層電子數逐漸增加(第一周期是1→2，第二周期和第三周期都是1→8)。這樣的重復出現，稱為“周期性”。因此，我們說隨著原子序數的遞增，元素原子核外的電子排布呈現周期性的變化。
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一、元素性質的周期性變化規律
再比較下面的元素的原子半徑(稀有氣體的半徑沒有可比性，所以不列出)，請歸納同周期元素的原子半徑的變化規律。
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一、元素性質的周期性變化規律
每一周期的原子半徑由左向右都是逐漸減小的，重復出現。因此得到結論：隨著原子序數的遞增，元素原子半徑呈現周期性的變化。
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一、元素性質的周期性變化規律
【問題1】為什么同周期元素的原子半徑會隨著原子序數的遞增而逐漸減小呢？(稀有氣體除外)
同一周期元素的原子電子層數相同，隨著核電荷數的遞增，原子核對核外電子的吸引力逐漸增強，故原子半徑逐漸減小。
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一、元素性質的周期性變化規律
【問題2】短周期主族元素中，原子半徑最大的是哪種元素？
短周期主族元素中原子半徑最大的是鈉（Na）元素。
電子層數的影響：在這些元素中，電子層數越多，原子半徑越大。第一周期元素電子層數為1，第二周期元素的電子層數為2，第三周期元素的電子層數為3，所以第三周期的元素原子半徑相對較大。
核電荷數的影響：在同一周期中，從左到右核電荷數逐漸增大，原子核對核外電子的引力逐漸增強，原子半徑逐漸減小。
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一、元素性質的周期性變化規律
再比較下面的元素的常見化合價，完成學案中的表格，總結出元素主要化合價的規律。
隨著原子序數遞增，原子核外電子排布、原子半徑、主族元素主要化合價都呈現周期性變化。
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一、元素性質的周期性變化規律
【問題3】主族元素的最高化合價等于其族序數，這句話對嗎？為什么？
不對。
主族元素形成最高化合價時，失去(或偏移)最外層的全部電子達到穩定結構，但O、F元素因原子半徑很小，非金屬性很強，所以在反應中不能失去(或偏移)最外層的全部電子，故O元素沒有最高正化合價、F元素無正價。
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二、第三周期元素性質的遞變規律
[實驗引入]
元素的金屬性和非金屬性是否也隨著原子序數的遞增而呈現周期性變化呢？
我們已知NaOH是強堿，Mg(OH)2是中強堿，你能預測Al(OH)3的酸堿性嗎？
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二、第三周期元素性質的遞變規律
Al(OH)3是一種兩性氫氧化物。
（1）探究Al(OH)3的酸堿性實驗
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二、第三周期元素性質的遞變規律
[實驗探究]
單質與水(或酸)反應的難易；最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱。堿性越強，元素的金屬性越強。
我們學過的元素金屬性強弱的判斷方法有哪些？
課堂探究
二、第三周期元素性質的遞變規律
如何證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱呢？
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二、第三周期元素性質的遞變規律
Na、Mg、Al元素金屬性強弱比較
現象 離子方程式 結論
A：沉淀溶解
B：沉淀溶解
Al(OH)3＋3H＋==Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－==[Al(OH)4]－
C：沉淀溶解
D：沉淀不溶解
Mg(OH)2＋2H＋==Mg2＋＋2H2O
不反應
Al(OH)3兩性氫氧化物，
堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
則金屬性：Na>Mg>Al
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二、第三周期元素性質的遞變規律
[情境設問]
根據單質與氫氣反應生成氣態氫化物的難易程度判斷，越容易反應，元素的非金屬性越強；最高價氧化物對應的水化物——含氧酸的酸性越強(O、F除外)，元素的非金屬性越強；單質與氫氣生成的氣態氫化物越穩定，元素的非金屬性越強。
我們學過的元素非金屬性強弱的判斷方法有哪些？
非金屬元素?
Si
P
S
Cl
判
斷
依
據
與氫氣
化合
高溫
磷蒸氣與氫氣反應
加熱
光照或點燃
最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱
結論
課堂探究
二、第三周期元素性質的遞變規律
如何比較Si、P、S、Cl的非金屬性？請自行查閱資料，完成相應表格。
由易到難的順序是Cl＞S＞P＞Si
H2SiO3弱酸
H3PO4中強酸
H2SO4強酸
HClO4強酸(酸性比H2SO4強)
酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3
隨著原子序數的遞增，同周期的Si、P、S、Cl得電子的能力逐漸增強，非金屬性逐漸增強
課堂探究
二、第三周期元素性質的遞變規律
[實驗結論]
第三周期元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl從左向右，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
通過對第三周期元素的探究，你得出的結論是什么？
課堂探究
二、第三周期元素性質的遞變規律
[實驗結論]
第三周期元素：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的電子層數相同，隨著核電荷數的遞增，原子半徑逐漸減小，導致失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
你能從原子結構角度解釋原因嗎？
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三、元素周期律
[情境設問]
元素周期律的內容：元素的性質隨著元素原子序數的遞增而呈周期性的變化。
對其他周期元素進行同樣的研究，一般情況下也會得出類似的結論。綜合以上的事實，你能得出什么結論？
課堂探究
三、元素周期律
原子核外的電子排布。
元素的性質是由元素原子的哪一部分決定的？
元素性質的周期性變化是原子核外電子排布呈現周期性變化的必然結果。
元素性質隨原子序數的遞增呈現出周期性變化的根本原因是什么？
課堂探究
三、元素周期律
內容：
元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化。
實質：
元素性質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果。
課堂探究
三、元素周期律
元素金屬性強弱的比較
同周期從左到右，金屬性逐漸減弱。
同主族從上到下，金屬性逐漸增強。
元素非金屬性強弱的比較
從原子結構、化學性質、氧化還原等方面判斷，總體而言，同周期從左到右，元素的非金屬性逐漸增強，同主族從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱。
課堂探究
三、元素周期律
對元素周期律的理解
性質隨原子序數的遞增呈周期性變化，由核外電子排布周期性變化引起。
體現在原子半徑、化合價、金屬性與非金屬性、最高價氧化物對應水化物的酸堿性等方面的規律變化。
對化學發展及認識物質世界很重要，可指導新元素相關事宜。
【練習1】
短周期元素X、Y，若原子半徑：X>Y，則下列選項中一定正確的是（ ）
A.若X、Y均在ⅣA族，則單質熔點：X>Y
B.若X、Y均在ⅥA族，則氣態氫化物的熱穩定性：X>Y
C.若X、Y均屬于第二周期非金屬元素，則簡單離子半徑：X>Y
D.若X、Y均屬于第三周期金屬元素，則元素的最高正價：X>Y
課堂練習
C
【練習2】
下列有關性質的比較，不能用元素周期律解釋的是（ ）
A.酸性：H2SO4>H3PO4
B.非金屬性：Cl>Br
C.堿性：NaOH>Mg(OH)2
D.熱穩定性：Na2CO3>NaHCO3
課堂練習
D
【練習3】
下列說法不正確的是（ ）
A.同一原子中，在離核較遠的區域運動的電子能量較高
B.元素性質周期性變化的根本原因是原子半徑的周期性變化
C.元素周期表中，每一個橫行叫一個周期
D.元素周期表由主族、副族、0族構成
課堂練習
B
【練習4】
下列說法正確的是（ ）
A.元素性質的周期性變化是指原子半徑、元素的主要化合價及原子核外電子排布的周期性變化
B.元素原子結構的周期性變化決定著元素性質的周期性變化
C.從Li→F，Na→C1，元素的最高化合價均呈現從+1價→+7價的變化
D.電子層數相同的原子核外電子排布，其最外層電子數均從1個到8個呈現周期性變化
課堂練習
B
【練習5】
下列說法正確的是（ ）
A.Ca2+、K+、Cl-、S2-半徑依次增大
B.HF、HCl、HBr的熔、沸點依次增大
C.NaOH、KOH、CsOH的堿性依次減弱
D.Na、Mg、Al的還原性依次增強
課堂練習
A
課堂小結
完成課本P112的1、2、4、5題。
布置作業
謝謝大家

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