新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第一單元元素周期律和元素周期表第1課時(shí)元素周期律[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解元素的原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)、金屬性、非金屬性的周期性變化，認(rèn)識(shí)元素周期律并理解其實(shí)質(zhì)。2.能從物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和有關(guān)數(shù)據(jù)中提取證據(jù)，能從宏觀和微觀結(jié)合的視角進(jìn)行分析、比較、得出規(guī)律性的結(jié)論。一、原子結(jié)構(gòu)的周期性變化1．原子序數(shù)(1)概念：化學(xué)家按照核電荷數(shù)由小到大的順序給元素依次編號(hào)，這種編號(hào)叫作原子序數(shù)。(2)數(shù)量關(guān)系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。2．原子結(jié)構(gòu)變化規(guī)律(1)原子最外層電子排布的規(guī)律性變化如圖為核電荷數(shù)為1～18號(hào)的元素原子最外層電子數(shù)規(guī)律：隨著元素核電荷數(shù)的遞增，除H、He外，元素原子最外層電子數(shù)重復(fù)出現(xiàn)從1遞增到8的變化。(2)原子半徑的變化規(guī)律(稀有氣體除外)結(jié)合課本表5-1的數(shù)據(jù)，以元素原子核外最外層電子數(shù)為橫坐標(biāo)，原子半徑為縱坐標(biāo)，繪制折線(xiàn)圖如圖所示。從上圖可以得出：隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的原子半徑(稀有氣體除外)呈現(xiàn)周期性變化。且原子序數(shù)為3～9號(hào)和11～17號(hào)元素的原子半徑分別依次遞減。簡(jiǎn)單離子半徑大小比較方法(1)電子層數(shù)越多，半徑越大。(2)電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多，半徑越小。(3)電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)相同，電子數(shù)越多，半徑越大。(1)原子序數(shù)越大，原子半徑一定越小()(2)最外層電子數(shù)：Na<Al，原子半徑：Na<Al()(3)電子層數(shù)越多，半徑越大()(4)隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子排布均呈現(xiàn)由1個(gè)電子遞增到8個(gè)電子的周期性變化()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(2022·寧夏六盤(pán)山高級(jí)中學(xué)高一階段練習(xí))下列元素的原子或離子半徑比較正確的是()A．C＞Si B．Na＜AlC．Cl－＜Mg2＋ D．O2－＞F－答案D解析同主族元素自上而下原子半徑依次增大，所以原子半徑：C＜Si，A錯(cuò)誤；同周期主族元素自左而右原子半徑依次減小，所以原子半徑：Na＞Al，B錯(cuò)誤；Cl－有3個(gè)電子層，Mg2＋只有2個(gè)電子層，所以離子半徑：Cl－＞Mg2＋，C錯(cuò)誤；O2－和F－均含2個(gè)電子層，但O2－核電荷數(shù)更小，所以半徑：O2－＞F－，D正確。二、元素性質(zhì)的周期性變化1.元素化合價(jià)結(jié)合課本表5-2，對(duì)1～18號(hào)元素，以元素的原子序數(shù)為橫坐標(biāo)，元素的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)為縱坐標(biāo)，繪制折線(xiàn)圖如圖所示：結(jié)論：①隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高化合價(jià)呈現(xiàn)從＋1到＋7(氧、氟除外)的周期性變化、最低化合價(jià)呈現(xiàn)從－4到－1的周期性變化。②元素的最高化合價(jià)＝最外層電子數(shù)(O、F及稀有氣體除外)|元素的最低化合價(jià)(非金屬具有)|＝8－最外層電子數(shù)根本原因：隨著核電荷數(shù)的遞增，原子的最外層電子排布呈周期性變化。2．金屬性和非金屬性(1)判斷依據(jù)①通常情況下，元素原子失電子能力越強(qiáng)，元素的金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)越容易從水或酸中置換出氫，該元素最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)；②元素原子得電子能力越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)越容易與氫氣反應(yīng)形成氣態(tài)氫化物，氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，該元素最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)。(2)金屬性強(qiáng)弱比較按表中實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)，并填寫(xiě)下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論劇烈反應(yīng)，溶液變紅鈉與冷水反應(yīng)劇烈①鎂：常溫下，沒(méi)有明顯的變化；加熱，反應(yīng)緩慢，溶液變淺紅色；②鋁在冷水、熱水中均看不到明顯的變化鎂與冷水幾乎不反應(yīng)，但能與熱水反應(yīng)；鋁與冷、熱水均不反應(yīng)兩支試管中都有氣泡冒出，但放鎂條的試管中逸出氣體的速率較快鎂、鋁都能置換出酸中的氫離子，但鎂更容易由上述實(shí)驗(yàn)可知：①鈉、鎂、鋁置換出水(或酸)中的氫離子時(shí)，由易到難的順序是Na＞Mg＞Al。②鈉、鎂、鋁元素的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a＞Mg＞Al。(3)非金屬性強(qiáng)弱比較填寫(xiě)下表空格：元素14Si15P16S17Cl單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)條件高溫下反應(yīng)磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)加熱時(shí)反應(yīng)光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合氣態(tài)氫化物的化學(xué)式SiH4PH3H2SHCl氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定不穩(wěn)定受熱分解穩(wěn)定分析上表，回答下列問(wèn)題：①硅、磷、硫、氯元素的單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的條件由易到難的順序?yàn)镃l2＞S＞P＞Si。②硅、磷、硫、氯元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l＞S＞P＞Si。(4)探究元素金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱變化規(guī)律Ⅰ.填寫(xiě)下表空格：元素最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式酸堿性強(qiáng)弱鈉NaOH強(qiáng)堿鎂Mg(OH)2中強(qiáng)堿鋁Al(OH)3—硅H4SiO4弱酸磷H3PO4中強(qiáng)酸硫H2SO4強(qiáng)酸氯HClO4酸性更強(qiáng)分析上表，回答下列問(wèn)題：①11～17號(hào)元素最高價(jià)氧化物的水化物的酸堿性強(qiáng)弱的變化規(guī)律：從左到右，堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強(qiáng)。②11～17號(hào)元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的變化規(guī)律：從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。結(jié)論：元素原子核外電子層數(shù)相同時(shí)，隨著核電荷數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素除外)，原子核對(duì)最外層電子的吸引能力逐漸增強(qiáng)，元素原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。Ⅱ.根據(jù)以上變化規(guī)律可預(yù)測(cè)Al(OH)3有堿性也有酸性。按要求完成以下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式向A、B兩支試管中分別加入2～3mL2mol·L－1的AlCl3溶液，逐滴加入6mol·L－1氨水至過(guò)量均生成白色膠體沉淀AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl向A試管中逐滴加入6.0mol·L－1的鹽酸白色沉淀溶解，得到澄清溶液Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O向B試管中逐滴加入6.0mol·L－1的NaOH溶液白色沉淀溶解，得到澄清溶液Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O結(jié)論：Al(OH)3既可以與酸反應(yīng)生成鹽和水，又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水，為兩性氫氧化物。(1)Na、Mg、Al元素的最高價(jià)氧化物的水化物均為強(qiáng)堿()(2)PH3的穩(wěn)定性比SiH4強(qiáng)()(3)酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4()(4)HCl的酸性大于H2CO3，所以氯的非金屬性大于碳()(5)H2SO3的酸性大于H2CO3，所以硫的非金屬性大于碳()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×1．在化學(xué)反應(yīng)中，金屬原子失電子越多，該金屬原子的金屬性越強(qiáng)，這句話(huà)正確嗎？試舉例說(shuō)明。提示不正確；金屬性強(qiáng)弱的比較，是比較原子失去電子的難易，而不是失去電子的多少，如化學(xué)反應(yīng)中，Na失去一個(gè)電子，而Al失去三個(gè)電子，但Na的金屬性比Al強(qiáng)。2．難失電子的原子，得電子一定容易嗎？提示不一定；如稀有氣體元素原子難失電子，也難得電子。三、元素周期律1．概念元素的性質(zhì)隨著元素核電荷數(shù)的遞增呈周期性變化的規(guī)律叫作元素周期律。2．內(nèi)容隨著元素核電荷數(shù)的遞增，元素的原子半徑(稀有氣體元素除外)、元素的金屬性和非金屬性、元素的主要化合價(jià)(最高化合價(jià)和最低化合價(jià))都呈現(xiàn)周期性變化。3．實(shí)質(zhì)元素周期律是元素原子核外電子排布隨著元素核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性變化的必然結(jié)果。下列關(guān)于元素周期律的敘述不正確的是()A．Na、Mg、Al最外層電子數(shù)依次增多，其金屬性依次減弱B．P、S、Cl最高化合價(jià)依次升高，對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)C．原子半徑大小關(guān)系為Na<Al<Si<ClD．Na、Mg、Al的氫氧化物的堿性依次減弱答案C解析P、S、Cl的最高化合價(jià)分別為＋5、＋6、＋7，由于P、S、Cl的非金屬性依次增強(qiáng)，其所對(duì)應(yīng)的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性也依次增強(qiáng)；原子半徑大小關(guān)系為Na＞Al＞Si＞Cl；因Na、Mg、Al的金屬性依次減弱，則它們的氫氧化物的堿性也依次減弱。1．下列關(guān)于元素周期律的敘述正確的是()A．隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復(fù)出現(xiàn)B．元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化C．隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高化合價(jià)從＋1到＋7(O、F除外)，最低化合價(jià)從－7到－1重復(fù)出現(xiàn)D．元素性質(zhì)的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化及元素主要化合價(jià)的周期性變化答案B解析A項(xiàng)中，只有一層電子時(shí)最外層電子數(shù)是從1到2；C項(xiàng)中，最低化合價(jià)從－4到－1重復(fù)出現(xiàn)；D項(xiàng)中，不包括核外電子排布的周期性變化。2．下列元素的原子半徑依次增大的是()A．Na、Mg、Al B．Na、O、FC．P、Si、Al D．C、Si、P答案C3．下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．H2SO4的酸性比HClO的酸性強(qiáng)，所以S的非金屬性比Cl強(qiáng)B．Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物，所以Al比Mg活潑C．H2S在300℃時(shí)開(kāi)始分解，H2O在1000℃時(shí)開(kāi)始分解，說(shuō)明O的非金屬性比S強(qiáng)D．Na和Mg與酸都能劇烈反應(yīng)放出氫氣，故無(wú)法比較它們的金屬性強(qiáng)弱答案C解析A項(xiàng)，比較非金屬性強(qiáng)弱時(shí)，應(yīng)比較最高價(jià)氧化物的水化物的酸性；B項(xiàng)，Mg比