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第1课时　元素性质的周期性变化规律
第四章
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律,构建元素周期律,提高宏观辨识与微观探析的核心素养。
2.知道元素周期表的结构,以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯,以及碱金属和卤族元素为例,了解同周期和主族元素性质的递变规律,提高变化观念与平衡思想的核心素养。
3.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构,分析、预测、比较元素及其化合物的性质,培养证据推理与模型认知的核心素养。
课前篇 素养初探
【自我小测】
1.判断正误:
(1)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小。(　　)
(2)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强。(　　)
(3)AlCl3溶液中加足量氨水可生成Al(OH)3沉淀。(　　)
(4)元素的氧化物的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,金属性越强。(　　)
答案 (1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2.下列元素中,最高正化合价数值最大的是(　　)
A.Al B.F C.S D.C
答案 C
解析 元素最高正化合价数值等于最外层电子数;Al最高正化合价数值是3;F没有正价;S最高正化合价数值是6;C最高正化合价数值是4。
课堂篇 素养提升
探究一
同周期元素性质的变化规律
【问题探究】
1.甲、乙试管中滴加过量NaOH溶液的过程中有什么现象发生 试写出相关反应的离子方程式。
提示 甲中产生白色沉淀,滴加过量NaOH溶液白色沉淀不溶解;
Mg2++2OH- === Mg(OH)2↓。
乙中开始时产生白色沉淀,随后溶解;Al3++3OH- === Al(OH)3↓,
Al(OH)3+OH- === +2H2O。
2.通过甲、乙、丙三个实验探究酸、碱的强弱,试归纳同一周期元素的原子结构与元素最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性之间的变化规律。
提示 同一周期从左到右,随着原子序数的增加,元素最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。
3.硫酸为强酸,次氯酸为弱酸,据此能否确定非金属性硫大于氯
提示 不能。判断元素的非金属性强弱可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而HClO中氯元素不是最高价。
【深化拓展】
1.原子结构与元素性质的周期性变化
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 逐渐递增
最外层电子数 逐渐增多 相同
原子半径 逐渐减小(稀有气体元素除外) 逐渐增大
金属单质与水或非氧化性酸置换出H2的难易程度 易→难 难→易
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
最高价氧化物 的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态 氢化物 形成的难易程度 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
2.同周期、同主族元素原子结构及性质的递变规律
(1)电子层数相同(同周期)时,核电荷数越大,原子核对外层电子的引力越大,原子半径越小(稀有气体元素原子除外),失电子能力减弱,而得电子能力增强,故随核电荷数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
(2)最外层电子数相同(同主族)时,电子层数越多,原子半径越大,原子核对最外层电子的引力越小,越易失电子,元素的金属性越强,非金属性越弱。
【素能应用】
典例1同周期的A、B、C三元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是:HAO4>H2BO4>H3CO4,则下列判断错误的是(　　)
A.原子半径:A>B>C
B.气态氢化物稳定性:HA>H2B>CH3
C.非金属性:A>B>C
D.阴离子还原性:C3->B2->A-
答案 A
解析 同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,同周期的A、B、C三元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是HAO4>H2BO4>H3CO4,则非金属性:A>B>C,原子序数:A>B>C,结合元素周期律的递变规律进行判断。
同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子序数:A>B>C,则原子半径:AB>C,非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强,气态氢化物稳定性:HA>H2B>CH3,故B、C正确;元素非金属性越强,对应单质的氧化性越强,阴离子的还原性越弱,非金属性:A>B>C,则阴离子还原性:C3->B2->A-,故D正确。
方法规律解答元素性质的变化规律题目的一般思路
(1)首先判断所给元素的相对位置,是同周期还是同主族。
(2)然后根据元素周期律得出相应的结论。
(3)最后考虑应用一般规律解答的对象是否有特殊性。
变式训练1短周期主族元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,下面判断正确的是(　　)
A.原子半径:丙<丁<戊
B.金属性:甲>丙
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:丙>丁>戊
D.最外层电子数:甲>乙
甲 乙
丙 丁 戊
答案 C
解析 同周期元素原子半径从左至右是依次减小的(稀有气体元素原子除外),故A项错误;同主族元素的金属性自上而下是逐渐增强的,故B项错误;同周期元素的金属性从左至右逐渐减弱,故最高价氧化物的水化物的碱性也逐渐减弱,C项正确;同周期元素的最外层电子数从左至右逐渐增多,故D项错误。
探究二
原子或离子半径的大小比较
【问题探究】
我们生活在化学世界中,某些元素在人体的细胞、组织和体液中大量富集,如大脑中含有丰富的Na、Mg、K,骨筋和骨组织中含有丰富的Li、Mg、K等。
1.Li、Na、Mg、K原子半径大小关系是什么
提示 原子半径:Li2.Li、Na、Mg、K元素的金属性强弱顺序是什么
提示 K>Na>Li>Mg。
3.根据原子半径变化的规律,原子半径最大的元素在元素周期表的左下角,原子半径最小的元素在元素周期表的右上角,对吗
提示 不对。原子半径最大的元素在元素周期表的左下角,原子半径最小的在元素周期表的左上角(氢原子半径最小)。
【深化拓展】
1.粒子半径大小的比较——“四同”规律
2.“三看”法比较简单粒子的半径大小
“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
【素能应用】
典例2下列微粒半径大小比较正确的是(　　)
A.Na+B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.NaD.Cs答案 B
解析 4种离子核外电子数相同,随着核电荷数增大,离子半径依次减小,即Al3+Cl->Na+>Al3+,故B项正确。
变式训练2A、B、C为三种短周期元素,A、B在同一周期,A、C的最低价离子分别为A2-、C-,离子半径A2-大于C-,B2+和C-具有相同的电子层结构。下列判断正确的是(　　)
A.原子序数由大到小的顺序是C>A>B
B.原子半径由大到小的顺序是r(B)>r(A)>r(C)
C.离子半径由小到大的顺序是r(C-)D.原子最外层电子数由多到少的顺序是B>A>C
答案 B
解析 由题意可知,A、B、C分别为S元素、Mg元素、F元素。A项中原子序数由大到小的顺序应为A>B>C;C项中离子半径由小到大的顺序应为r(B2+)A>B。
素养脉络
随堂检测
1.以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是(　　)
A.将氧化铝溶于水
B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水
C.将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液
D.将氧化铝溶于氢氧化钾
答案 B
解析 由氧化铝制取氢氧化铝,首先应将氧化铝转化为铝离子,然后加碱转化为氢氧化铝。考虑到滴加氢氧化钠溶液时,若过量会有部分氢氧化铝转化为偏铝酸盐,故选用弱碱溶液氨水更好。
2.(2020北京师大附中高一期末)下列各组元素性质递变情况不正确的是(　　)
A.原子半径:NB.最外层电子数:LiC.金属性:NaD.氢化物稳定性:P答案 A
解析 同周期元素从左到右,原子半径依次减小,同主族元素自上而下,原子半径依次增大,则原子半径:N3.在“世界硒都”——恩施,硒资源相对丰富和集中,属于高硒区,该地盛产富硒茶,含有人体所必需的硒元素,有一定的保健作用。已知硒元素与氧元素同族,与钙元素同周期。下列关于硒的描述不正确的是(　　)
A.原子序数为24
B.最高价氧化物是SeO3,是酸性氧化物
C.原子半径比钙小
D.气态氢化物的化学式是H2Se,稳定性比HCl差
答案 A
解析 根据题意可知该元素在第四周期第ⅥA族,原子序数为16+18=34,A项错误;最高价氧化物化学式为SeO3,是酸性氧化物,B项正确;同周期从左到右,原子半径依次减小,C项正确;氢化物稳定性:HCl>H2S>H2Se,D项正确。
4.用1~18号元素及其形成化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是　　　。
(2)除稀有气体元素外,原子半径最大的元素是　　　,它的原子结构示意图是　　　。
(3)与水反应最剧烈的金属是　　　。
(4)最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是　　　。
(5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是　　　。
(6)最稳定的气态氢化物是　　　。
(7)金属性最强的元素是　　　,非金属性最强的元素是　　　。
(8)最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是　　　。
答案 (1)H　(2)Na　 (3)Na　(4)NaOH
(5)N　(6)HF　(7)Na　F　(8)HClO4
解析 本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度,并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。

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