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第二节 元素周期律
第1课时
第四章 物质结构 元素周期律
2
1
本节重点
本节难点
1～18号元素性质的周期性变化规律
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究， 我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？
01
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原子
结构
最外层电子数
从上到下
电子层数
增多
原子半径
增大
原子核
对最外
层电子
的引力
减弱
失电子
能力增强
得电子
能力减弱
金属性
增强
非金属性
减弱
相同
核电
荷数
电子
层数
知识回顾：原子结构解释同主族元素性质的递变规律
请同学们观察表4-5，思考并讨论：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化？
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原子最外层电子排布变化规律
1～18号元素性质的周期性变化规律
周期序号 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)
第二周期 3→10 第三周期 11→18 规律：随着原子序数的递增，元素原子的____________________________ 1→8
1→8
核外电子排布呈现周期性变化
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最外层电子数
原子序数
周期序号 原子序数 原子半径(nm) 结论
第一周期 1→2 …… 同周期由左向右元素的_________________(不包括稀有气体)
第二周期 3→9 0.152→0.071_______ 第三周期 11→17 0.186→0.099_______ 规律：随着原子序数的递增，元素的原子____________________ 大→小
大→小
原子半径逐渐减小
半径呈现周期性变化
原子半径的变化规律(稀有气体除外)
1～18号元素性质的周期性变化规律
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
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原子半径\nm
原子序数
问题1：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？
原子
结构
电子层数
最外层电子数
增多
原子半径
减小
相同
核电荷数
核电荷数
问题2：电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？
不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。
请同学们思考下列问题并回答：
周期序号 原子序数 主要化合价 结论
第一周期 1→2 ＋1→0 ①同周期由左向右元素的_________________(＋1→＋7，O和F无最高正价)；
②元素的最低负价由____________价逐渐升高至_____________价；最高正价＋|最低负价|＝8
第二周期 3→9 最高价________ (不含O、F) 最低价________ 规律：随着原子序数的递增，元素的_________________________ ＋1→＋5
－4→－1
最高正价逐渐升高
ⅣA族的－4
ⅦA族的－1
主要化合价呈现周期性变化
元素的主要化合价
1～18号元素性质的周期性变化规律
元素的主要化合价
1～18号元素性质的周期性变化规律
(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最低价为－2；F无正化合价，最低价为－1
氢化物及其最高价含氧酸的关系
ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
氢化物 RH4 RH3 H2R HR
最高价氧化物对应的水化物 H2RO3或H4RO4 H3RO4或HRO3 H2RO4 HRO4
总结
1～18号元素性质的周期性变化规律
主族元素主要化合价的确定方法
通过上面的讨论我们知道，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。
那么，元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢？
问题讨论：根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，你能推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律吗
实验探究——第三周期元素性质的递变
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
第三周期元素电子层数_____，由左向右元素的原子最外层电子数_________，原子半径依次_____，失电子的能力依次_____，得电子的能力依次_____，
相同
逐渐增加
减小
减弱
增强
减弱
增强
预测它们的金属性依次_____，非金属性依次_____。
实验探究——第三周期元素性质的递变
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
实验比较：
实验一：取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2 mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何 生成了什么物质
实验二：向试管中加入2 mL 1mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2 mol/L盐酸，向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液。边滴加边振荡，观察现象。
用2 mL 1mol/L MgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。
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同周期元素金属性和非金属性的递变规律
钠、镁、铝元素金属性的递变规律
金属与水反应置换出H2的难易。
加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为_____色。
粉红
冷水
镁与_______几乎不反应，能与热水反应，
反应的化学方程式为_________________________________________________。
结合前面所学钠与水的反应，可得出金属性：Na___Mg。
钠、镁元素金属性强弱的实验探究
原理
现象
结论
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
钠、镁、铝元素金属性的递变规律
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
沉淀溶 解情况 沉淀________ 沉淀________ 沉淀_____ 沉淀_______
相关反应的化学方程式　　
逐渐溶解
逐渐溶解
溶解
不溶解
Al(OH)3＋3HCl
===AlCl3＋3H2O
Mg(OH)2＋2HCl
===MgCl2＋2H2O
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金属性：Mg___Al
镁、铝元素金属性强弱的实验探究
原理
现象
结论
Al(OH)3＋NaOH
===Na[Al(OH)4]
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
钠、镁、铝元素金属性的递变规律
Al(OH)3在酸或强碱溶液中都能溶解，表明它既能与酸发生反应，又能与强碱溶液发生反应。反应的离子方程式分别如下：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-= [Al(OH)4]-，钠、镁、铝是金属元素，都能形成氢氧化物。NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，而Al(OH)3是两性氢氧化物，这说明铝虽是金属，但已表现出一定的非金属性。
元素金属性：Na > Mg > Al
钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性
结论
你能依据第三周期元素金属性的研究方法继续研究第三周期元素非金属性的递变规律吗？
判断元素非金属性强弱的依据
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
非金属元素的最高价氧化物对应的水化物——最高价含氧酸的酸性强弱
判断依据一
非金属单质与氢气反应生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性
判断依据二
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
信息获取：
非金属元素 Si P S Cl
最高价氧化物对应的 水化物(含氧酸) 的酸性强弱 H2SiO3 (硅酸) 弱酸 H3PO4 (磷酸) 中强酸 H2SO4 (硫酸) 强酸 HClO4
(高氯酸)
强酸(酸性比H2SO4强)
硅、磷、硫、氯是非金属元素，其最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱如下表：
判断元素非金属性强弱的依据
H2SiO3 ＜ H3PO4 ＜ H2SO4 ＜ HClO4
非金属性：Si＜P＜S＜Cl
硅、磷、硫、氯的最高价氧化物对应水化物的酸性
元素 单质与氢气化合的难易 氢化物稳定性
P 磷蒸气与氢气能反应生成气态氢化物——磷化氢(PH3)
S 硫在加热时能与氢气反应生成气态氢化物——硫化氢(H2S) 硫化氢在较高温度时可以分解
Cl 氯气与氢气能在光照或点燃的条件下反应生成稳定的气态氢化物——氯化氢 氯化氢是稳定的气态氢化物
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
信息获取：
判断元素非金属性强弱的依据
磷 ＜ 硫 ＜ 氯气
稳定性: H2S＜HCl
非金属性：Si＜P＜S＜Cl
硅、磷、硫、氯与氢气化合的难易及氢化物稳定性
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
结论
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
减弱
增强
同一周期从左到右，元素金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____。
同周期元素性质递变规律
从原子结构角度解释同周期元素从左至右金属性减弱，非金属性增强的原因。
同一周期电子层数相同，从左至右随核电荷数增加，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。
从左到右
核电荷数增多
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
元素周期律
内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
实质：元素性质的周期性变化是原子的______________的周期性变化的必然结果。
核外电子排布
总结：
原子半径逐渐减小
同一周
期元素
电子层
数相同
得电子能力逐渐增强
失电子能力逐渐减弱
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
【例1】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，下同)。
2. 金属性最强的元素是_____。
3. 最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填化学式，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_______。
Cl
Na
HClO4
SiH4
NaOH
Al2O3
目前已知最重的元素——118号元素
118号元素被命名为oganesson，元素符号为Og，其半衰期只有12毫秒。该元素是由俄罗斯科学家与美国科学家合作发现，名字是为了纪念核物理学家尤里·奥加涅相教授(Professor Yuri Oganessian) 在发现新元素方面所作出的贡献。
1．(2023上·吉林·高一统考期末)化学史上每一次重大的发现都极大地推进了科学的发展，对于人类文明的进步发挥了巨大的推动作用。1869年发现元素周期律的化学家是
A．侯德榜 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．阿伏加德罗
【答案】C
【详解】1869年发现元素周期律的化学家是门捷列夫，C正确；
故选：C。
2．(2023上·广东广州·高一统考期末)依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是
A．P B．S C．Cl D．F
【答案】D
【详解】同周期元素从左到右非金属性依次增强，同主族元素从上到下非金属性依次减弱，则上述物质中，元素非金属性最强的为：F。
故选D。
3．(2021·高一课时练习)在同一周期的元素中(除稀有气体元素外)，随着原子序数的递增，下列说法中不正确的是
A．最外层电子数逐渐增多
B．原子半径逐渐减小
C．元素原子的失电子能力逐渐增强
D．元素的非金属性逐渐增强
【答案】C
【详解】A．同周期自左至右最外层电子数逐渐增多，A正确；
B．由于电子层数相同，同一周期的元素中(除稀有气体元素外)，随着原子序数的递增，核电荷数增多，原子半径逐渐减小，B正确；
C．随着原子序数的递增，核电荷数增多，元素得电子的能力逐渐增强，失电子能力减弱，C错误；
D．同周期自左至右，元素的非金属性逐渐增强，D正确；
综上所述答案为C。
4．(2022上·湖南湘西·高一统考期末)依据元素周期表判断，下列关于碱金属元素的叙述中错误的是
A．从上到下，原子的半径依次增大
B．从上到下，原子的最外层电子数依次增多
C．从上到下，元素的金属性依次增强
D．从上到下，氢氧化物的碱性依次增强
【答案】B
【详解】A．同一主族元素，从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，A正确；
B．同一主族元素，从上到下，最外层电子数相同，B错误；
C．同一主族元素，从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，C正确；
D．同一主族元素，从上到下，金属性逐渐增强，金属性越强，其氢氧化物的碱性越强，D正确；
答案选B。
5．(2023下·贵州黔西·高一统考期末)下列关于物质性质的比较，错误的是
A．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4
B．原子半径：Na>Al>S
C．稳定性：HF>HCl>HBr
D．非金属性：Cl>S>O
【答案】D
【详解】A．元素非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，因为非金属性：Cl＞S＞P，所以酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，故A正确；
B．同周期元素从左到右，原子半径随核电荷数的递增而减小，所以原子半径：Na>Al>S，故B正确；
C．同主族元素，从上到下元素非金属性减弱，气态氢化物稳定性减弱，非金属性：F＞Cl＞Br，所以稳定性：HF>HCl>HBr，故C正确；
D．同主族元素，从上到下元素非金属性减弱，所以非金属性：O＞S，故D错误；
答案选D。
第二节
元素周期律
第1课时
1～18号元素性质的周期性变化规律
核外电子排布
原子半径
化合价
同周期元素金属性和非金属性的递变规律
金属性：从左到右，核电荷数增多，金属性逐渐减弱
非金属性：从左到右，核电荷数增多，非金属性逐渐增强
元素周期律
THANKS

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