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第四章 物质结构 元素周期律
第二节 原子结构与元素周期表
第一课时 元素性质的周期性变化规律
课前导入
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，同一周期元素的性质又有什么变化规律呢？
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 2 3 4 5 6 7
半径增大
金属性增强
非金属性减弱
从左到右，周期性变化规律？
元素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
观察上方的原子结构示意图，你发现了什么规律？
元素原子结构的周期性变化
周期序数 原子序数 电子层数 最外层电子数
一 1~2 1 1 →2
二 3~10 　　　 　　　
三 11~18 　　　 　　　
规律1:随着原子序数的递增,元素原子最外层电子排布呈现　 的周期性变化(第一周期除外) 2　
3　
1→8
1→8
1→8
元素原子结构的周期性变化
2.元素原子半径的周期性变化
同周期元素原子半径变化规律
随着原子序数的递增，元素(除稀有气体外)的原子半径，重复着由大到小的周期性变化
元素原子结构的周期性变化
大
小
规律1：同一主族，从上到下，原子半径逐渐_____
规律2：同一周期，从左到右，原子半径逐渐_____
观察左图：
请同学们从同主族元素、同周期元素原子半径变化的趋势进行数据分析，归纳变化规律 。
增大
减小
PS：其中不包含零族元素
元素原子结构的周期性变化
1.同周期元素的原子半径(不考虑稀有气体元素)为什么从左到右依次减小
同周期主族元素的原子电子层数相同,从左到右,核电荷数依次增大,核对外层电子的引力依次增强,所以半径依次减小。
2.从同主族元素、原子半径变化规律，找出短周期主族元素中，原子半径最大和最小的元素分别是________、________。
Na
H
3.如何比较Al3+和S2-半径的大小
电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。
同种元素原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。
Al3+元素原子结构的周期性变化
3.元素主要化合价的周期性变化
周期序数 原子序数 化合价（最高价、最低价）的变化
一 1~2 +1价→0价
二 3~10 最高正价：
最低负价：
三 11~18 最高正价：
最低负价：
随着原子序数的递增(除氢、稀有气体)，主族元素的最高正化合价，重复着由﹢1到﹢7，最低负化合价重复着由﹣4到﹣1的周期性变化
+1价→+5价
-4价→-1价
+1价→+7价
-4价→-1价
元素原子结构的周期性变化
问：随着原子序数的递增,C、N、O、F的最高正化合价依次递增吗
不会。因为O、F原子半径小,原子核对外层电子的吸引能力强,不能失去电子,故氧一般不显正化合价,氟无正化合价。
元素性质的周期性变化
根据第三周期元素原子核外电子排布规律，推测该周期元素金属性和非金属性的变化规律。
减小
减弱
增强
减弱
增强
问：如何根据原子结构解释同周期主族元素随原子序数的递增元素性质的递变性
同周期主族元素原子的电子层数相同,核电荷数依次增大,原子核对最外层电子的吸引能力依次增强,失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强,故金属性依次减弱,非金属性依次增强。
元素性质的周期性变化
4.同周期元素金属性强弱比较
如何判断元素金属性的强弱？
①比较金属与水、酸发生反应的难易；
②比较最高价氧化物的水化物的碱性强弱；
③比较单质间的置换反应。
元素性质的周期性变化
实验操作 实验现象 实验结论
浮:　　　 　; 熔:　　 ; 游:　　　 ; 嘶:　 　 　; 滴加酚酞溶液变　　 钠与冷水反应 ,反应的化学方程式为
。
实验操作 实验现象 实验结论
加热前,镁条表面附着了少量　　　 　 ,加热至沸腾后,有较多的 　 ,溶液变为　 色 镁与冷水几乎不反应,能与热水反应,反应的化学方程式为
浮在水面
熔成小球
四处游动
有“嘶嘶”的响声
红
剧烈
气泡
气泡冒出
粉红
Na+2H2O=2NaOH+H2↑
元素性质的周期性变化
结论:
钠、镁置换出水(或酸)中的H2时,由易到难的顺序为　　　　;
镁、铝的与酸反应的难易程度为　 ;
钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为　 　　 。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 2 3 ……
原子半径减小（除0族）
金属性减弱
Na>Mg
Mg>Al
Na>Mg>Al
元素性质的周期性变化
5.同周期元素非金属性强弱比较
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) 　　　酸 H3PO4 (磷酸) 　　　酸 H2SO4 (硫酸) 　　酸 HClO4
(高氯酸)
　　　酸
结论：非金属性由强到弱的顺序为 　　　　　 弱
中强
强
强
Cl>S>P>Si
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 2 3 ……
原子半径减小（除0族）
金属性减弱
非金属性增强
总结
同主族元素的相似性与递变性
相似性
递变性
最外层电子数相同
上
↓
下
ⅠA族
ⅦA族
电子层数增多
原子半径______,
失电子能力______,
得电子能力______,
金属性______,
非金属性______,
结构
性质
增大
增强
减弱
增强
减弱
核对电子的引力______，
减弱
决定
元素周期律
通过大量的事实和分析，人们归纳出一条规律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。这一规律叫做元素周期律。
元素性质的周期性变化是原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。
元素原子的和外电子排布
随着原子序数的递增 元素原子半径 呈现周期性变化
元素化合价
随堂训练
1.下列各组元素性质的递变规律错误的是( )
Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
P、S、Cl元素最高正价依次升高
Na、K、Rb的电子层数依次增多
N、O、F原子半径依次增大
D
随堂训练
2.下列说法正确的是（ ）
A.第IA族元素的金属性比第ⅡA 族元素的金属性强
B.第ⅥA 族元素中,气态氢化物稳定性最强的元素其单质氧化性也最强
C.同周期元素的非金属氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强
D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
B
随堂训练
3.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序为Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序为Z、W、Y、X。
C.元素X的最高正价为+6价
D.简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为X、Y、W
A
随堂训练
4.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对征直如下图所示,T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是（ ）
A.最简单气态氢化物的还原性:Q>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:QC.原子半径:T>Q>R
D.T的最高价氧化物对应的水化物只能溶于强酸
R
T Q W
D
随堂训练
5.A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素,A和B的最高价氧化物对应的水化物显碱性，且碱性B>A; C、D两种元素对应气态氢化物的稳定性C>D;E是这五种元素中形成简单离子半径最小的元素。则下列说法正确的是（ ）
A.B的最高正价大于A
B.C的阴离子半径比D的阴离子半径大
C.五种元素的原子半径由小到大的顺序为DD.五种元素的原子序数由大到小的顺序为BD
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