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第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
（第一课时--元素性质的周期性变化规律）
人教版·高中化学·必修1
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？
最外层电子数1→2
最外层电子数1→8
最外层电子数1→8
一、思考与交流：
随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价的变化规律是什么？
1、元素原子核外电子排布的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，同周期元素原子的最外层电子排布呈现1→8周期性变化（第一周期除外）
原子半径的变化规律：
原子半径逐渐减小
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）
规律：随着原子序数的递增，同周期元素原子半径呈现由大到小的周期性变化（不包括稀有气体）
2、元素原子半径的周期性变化
原子半径逐渐增大
原子半径逐渐减小
H是半径最小的原子
短周期主族元素中，原子半径最大的是哪种元素？
Na
正价：+1→+5，负价：-4 →-1
正价：+1→+7，负价：-4 →-1
规律：随着原子序数的递增,元素最高正化合价呈现+1→+7,
最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。
3、元素主要化合价的周期性变化
注意：（1）并不是所有周期的主族元素最高正价重复+1价至+7价的周期变化。如O、F的最高正价不是+6、+7价
（2）并不是所有元素均有负化合价，如金属元素只有正价，无负价
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？
【思考】同一周期的元素，原子结构有何异同？
电子层数相同，原子序数依次增大，最外层电子数增多
我们通过第三周期元素的一些化学性质来探讨这一问题。
根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，能否推测出该周期元素金属性和非金属性的变化规律？
钠 Na
镁 Mg
铝 Al
硅 Si
磷 P
硫 S
氯 Cl
氩 Ar
最外层电子数少，容易失去
半径减小，失电子能力减弱
元素金属性减弱
最外层电子数多，容易得到
半径减小，得电子能力增强
元素非金属性增强
Na Mg Al Si P S Cl
失电子能力减弱，得电子能力增强
金属性减弱，非金属性增强
如何证明Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱呢？
单质与水（或酸）反应的难易
最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱
实验现象：
常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有一些红色；
加热后反应剧烈，镁条表面有大量气泡，溶液变为红色
实验现结论：
与金属钠相比较，该反应明显困难，说明钠的金属性强于镁
1、演示实验：取一块镁条，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，观察现象；加热溶液，再观察现象。
2、演示实验：向氯化铝溶液中加入氨水，将生成的沉淀分装在两个试管中，分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察现象。
AlCl3溶液
氨水
HCl溶液
NaOH溶液
Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+
Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH－ = AlO2－ + 2H2O
白色絮状沉淀
两性氢氧化物：与酸、碱都反应，生成盐和水的氢氧化物
白色沉淀Mg(OH)2
白色沉淀Al(OH)3
加 NaOH 溶 液
NaOH溶液
MgCl2溶液
AlCl3溶液
沉淀不溶解
沉淀溶解
3、用MgCl2溶液代替AlCl3溶液
Mg(OH)2不和碱反应
Mg(OH)2为典型金属元素性质
Al(OH)3和碱反应溶解
Al(OH)3呈非金属元素性质
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
元素金属性：Na＞Mg＞Al
Al(OH)3两性
①钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为 ；
②钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为
；
③钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为 。
Na>Mg>Al
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
Na>Mg>Al
第三周期金属还原性强弱变化规律
【总结】
Na Mg Al Si P S Cl
失电子能力减弱，得电子能力增强
金属性减弱，非金属性增强
如何证明Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强呢？
最高价氧化物的水化物的酸性强弱
单质与氢气反应生成气态氢化物的难易
气态氢化物的稳定性
原子序数 14 15 16 17
元素符号 Si P S Cl
与H2化合难易
气态氢化物的 稳定性
最高价氧化物对应水化物的酸性
H2SiO3极弱酸
H3PO4中强酸
H2SO4强酸
HClO4最强酸
高温
光照或点燃爆炸化合
磷蒸气
加热
很不稳定
SiH4
PH3不稳定
H2S较稳定
HCl稳定
第三周期非金属单质氧化性强弱变化规律
元素非金属性增强
①硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为 ；
②硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为 ；
③硅、磷、硫、氯元素非金属性由强到弱的顺序为 。
Cl>S>P>Si
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
Cl>S>P>Si
【总结】
第三周期非金属单质氧化性强弱变化规律
元素金属性减弱
元素非金属性增强
元素金属性减弱
元素非金属性增强
元素金属性减弱
元素非金属性增强
随着原子序数的递增，元素金属性和非金属性呈现周期性变化
同一周期从左往右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
元素金属性减弱
元素非金属性增强
四、第三周期元素金属性和非金属性强弱变化规律
(1)元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而 的变化。
(2)元素的性质包括： 、 、 、 等。
(3)元素周期律实质是 的必然结果。
呈现周期性
原子半径
主要化合价
金属性
非金属性
核外电子排布发生周期性变化
减弱
增强
五、元素周期律
1）同周期
一般来说，同周期从左→右，其原子半径逐渐减小，但稀有气体除外。稀有气体元素的原子半径一般比相同电子层的非金属元素的原子半径大。例如：原子半径 Mg>Al>P>Cl
2）同主族
一般来说，同主族（上→下）原子的逐渐增大。例如：原子半径 K>Na>Li
3）当电子层数和最外层电子数都不同时，可运用三角规律来比较。例如：
原子半径大小的比较
【课堂练习】
1、下列各组微粒半径比较中错误的是(　　)
A.Cl-Mg2+>Na+
C.Rb>K>Na D.P>S>O
B
电子层数不同
电子层数不同
电子层排布相同
电子层数相同
×
√
√
√
【课堂练习】
1.下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是（ ）
A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C. N、O、F原子半径依次增大
D. Na、K、Rb的电子层数依次增多
C
2.已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱的顺序是HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断正确的是( )
A. 气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3
B. 非金属活泼性：Y＜X＜Z
C. 原子半径：X＞Y＞Z
D. 原子最外层电子数：XA

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