第四章第二節(jié)元素周期律學(xué)案-高一上學(xué)期化學(xué)人教版必修第一冊VIP

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)元素周期律第1課時元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律【課標要求】以第三周期元素為例，結(jié)合已有知識和實驗探究，從宏觀上認識元素性質(zhì)的周期性變化，從結(jié)構(gòu)上理解周期性變化的本質(zhì)，總結(jié)同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的規(guī)律，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?！緦W(xué)業(yè)質(zhì)量水平及學(xué)業(yè)要求】水平2：能從原子結(jié)構(gòu)視角說明元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，并能結(jié)合實驗及事實進行說明；能觀察并如實記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，進行分析和推理，得出合理的結(jié)論。【學(xué)習目標】結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實驗事實認識原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，建構(gòu)元素周期律。以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例，了解同周期主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律?！窘虒W(xué)內(nèi)容】學(xué)習任務(wù)一、1～18號元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律（一）原子核外電子排布的周期性變化1、原子核外最外層電子數(shù)與原子序數(shù)變化的關(guān)系圖2、規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，同周期元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由1到8的周期性變化(第一周期除外)。（二）元素化合價的周期性變化1、元素化合價與原子序數(shù)變化的關(guān)系圖2、規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈周期性變化，即每周期，最高正價：＋1到＋7；最低負價：－4到－1?！究偨Y(jié)】①主族元素的最高正價=最外層電子數(shù)=族序數(shù)②最高正價+|最低負價|=8③金屬無負價，F(xiàn)無正價，O無最高正價，H：0、+1、-1。（三）原子半徑的周期性變化1、元素的原子半徑與原子序數(shù)變化的關(guān)系圖2、規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，同周期元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。同主族，由上到下，原子半徑逐漸增大；同周期，從左至右，原子半徑逐漸減小?！究偨Y(jié)】粒子半徑的比較方法：①優(yōu)先比較電子層數(shù)，電子層數(shù)越大，半徑越大；②電子層數(shù)相同，則比較核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大，半徑越?。虎垭娮訉訑?shù)與核電荷數(shù)相同時，比較電子數(shù)，電子數(shù)越大，半徑越大。（四）同周期元素的金屬性和非金屬性變化【點撥】金屬性、非金屬性強弱的比較方法金屬性非金屬性金屬和水、酸反應(yīng)置換出氫氣的難易程度非金屬與氫氣化合的難易程度、或氫化物的穩(wěn)定性最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性置換反應(yīng)，性質(zhì)強的可置換出性質(zhì)弱的離子的一種性質(zhì)越強，相對應(yīng)單質(zhì)的另一種性質(zhì)就越弱1、鈉、鎂、鋁金屬性的遞變規(guī)律元素鈉鎂鋁判斷依據(jù)與水反應(yīng)與冷水反應(yīng)劇烈2Na+2H2O=2NaOH+H2↑與沸水緩慢反應(yīng)常溫或加熱下遇水無明顯現(xiàn)象與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)極為迅速2Na+2H+=2Na++H2↑與酸反應(yīng)劇烈Mg+2H+=Mg2++H2↑與酸反應(yīng)較快2Al+6H+=2Al3++3H2↑最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性NaOH強堿Mg(OH)2中強堿Al(OH)3兩性氫氧化物結(jié)論Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱【復(fù)習】Al(OH)3的制備與兩性①制備：AlCl3溶液中加足量氨水，化學(xué)方程式為_Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+__。②兩性：Al(OH)3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式分別為_Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O_、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O________。2、硅、磷、硫、氯非金屬性的遞變規(guī)律元素SiPSCl判斷依據(jù)與氫氣化合的條件高溫磷蒸氣與氫氣反應(yīng)加熱光照或點燃最高價氧化物對應(yīng)水化物及其酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強酸H2SO4強酸HClO4強酸

(酸性比H2SO4強)結(jié)論硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強學(xué)習任務(wù)二、元素周期律元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。第2課時元素周期表和元素周期律的應(yīng)用課程解讀課標要點學(xué)科素養(yǎng)元素周期表認識元素周期表是學(xué)習、研究和應(yīng)用化學(xué)的一種重要工具元素周期律的應(yīng)用通過掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認知能力1．金屬和非金屬元素分區(qū)規(guī)律虛線附近的元素既能表現(xiàn)出一定的__金屬__性，又能表現(xiàn)出一定的__非金屬__性。2．元素化合價與元素在周期表中位置的關(guān)系主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA元素符號NaMgAlSiPSCl最外層電子數(shù)1234567最高正化合價＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7最低負化合價———－4－3－2－1(1)主族元素最高正化合價＝__主族序數(shù)__＝__最外層電子數(shù)__。(2)非金屬元素的化合價①最高正價等于原子所能失去或偏移的__最外層電子數(shù)__。②最低負價等于使它達到__8電子__穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。③最高正價與最低負價絕對值之和等于__8__。3．元素周期律和元素周期表的意義和應(yīng)用(1)根據(jù)元素在周期表中的位置推測其__原子結(jié)構(gòu)__和__性質(zhì)__。(2)根據(jù)元素的__原子結(jié)構(gòu)__推測元素在周期表中的位置和性質(zhì)。(3)指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的__原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)__。(4)尋找新物質(zhì)①在金屬與非金屬分界線附近尋找__半導(dǎo)體__材料，如硅、鍺等。②研究__氟、氯、硫、磷、砷等__附近的元素，制造新農(nóng)藥。③在__過渡元素__中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)根據(jù)元素周期律可知金屬性最強的是銫，非金屬性最強的是氦。(×)(2)鍺元素屬于金屬元素，但也具有一定的非金屬性。(√)(3)主族元素最高正價與最低負價的絕對值之和等于8。(×)(4)金屬元素只表現(xiàn)金屬性，非金屬元素只表現(xiàn)非金屬性，不表現(xiàn)金屬性。(×)(5)高氯酸(HClO4)是酸性最強的含氧酸，所以氯元素是非金屬性最強的元素。(×)(6)在周期表中的氯、磷、硫元素附近探索研制農(nóng)藥的材料，所以這幾種元素的化合物都有毒。(×)2．下列說法中不正確的是(D)A．19世紀中葉，門捷列夫的突出貢獻是發(fā)現(xiàn)元素周期律B．在金屬元素和非金屬元素交界處最容易找到半導(dǎo)體材料C．在過渡元素中容易找到制造優(yōu)良催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素D．根據(jù)硼在元素周期表中的位置，推測硼的最高價含氧酸的化學(xué)式可能是HBO3【解析】A項，19世紀中葉，門捷列夫的突出貢獻是發(fā)現(xiàn)元素周期律，正確；B項，在金屬元素和非金屬元素交界處的元素具有一定的金屬性和非金屬性，因此最容易找到半導(dǎo)體材料，正確；C項，過渡元素都是金屬元素，從中可以找到制造優(yōu)良催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素，正確；D項，硼與鋁同主族，鋁的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為Al(OH)3或H3AlO3，則硼的最高價含氧酸的化學(xué)式可能是H3BO3，錯誤。3．(1)短周期元素R的氫化物的化學(xué)式為H2R，則該元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是什么？(2)為什么說元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式？(3)從第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹連成一條斜線，即為金屬元素和非金屬元素的分界線，分界線附近元素的性質(zhì)有何特點？這些元素可制取什么材料？(4)如何比較氫氧化鈣和氫氧化鋁的堿性強弱？答：(1)該元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2RO4。(2)元素周期表的編排是按元素原子序數(shù)遞增的順序進行的，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，我們可以根據(jù)元素在周期表中的位置推測其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，也可以根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)推測它在周期表中的位置。(3)分界線附近的元素既有一定的金屬性，又有一定的非金屬性，這些元素可以制取半導(dǎo)體材料。(4)鈣與鋁既不在同一周期也不在同一主族，可借助鎂來比較，金屬性：Ca>Mg>Al，故堿性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。eq\o(\s\up7(),\s\do5(元素“位、構(gòu)、性”的關(guān)系))元素的原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì)三者之間的關(guān)系如圖所示：(1)原子結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up7(決定))元素在周期表中的位置結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外層電子數(shù)＝主族序數(shù),電子層數(shù)＝周期序數(shù)))→位置(2)原子結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up7(決定))元素的化學(xué)性質(zhì)最外層電子數(shù)越少，電子層數(shù)越多→越易失電子，金屬性越強；最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少→越易得電子，非金屬性越強。(3)位置eq\o(→,\s\up7(體現(xiàn)),\s\do5(或推測))原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)eq\a\vs4\al(例1)如圖是部分短周期元素原子序數(shù)與主要化合價的關(guān)系圖，X、Y、Z、W、R是其中的五種元素。下列說法不正確的是(D)A．原子半徑：Y>XB．最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：R>WC．簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X>WD．單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)的劇烈程度：Z>Y【解析】由圖可知，X的化合價為－2價，沒有正化合價，故X為O元素；Y的化合價為＋1價，沒有負化合價，原子序數(shù)大于O元素，故Y為Na元素；Z的化合價為＋3價，沒有負化合價，原子序數(shù)大于Na元素，故Z為Al元素；W的化合價為＋6價、－2價，故W為S元素；R的最高正價為＋7價，應(yīng)為Cl元素。Na的電子層比O多一個，故原子半徑：Na>O，故A正確；S、Cl同周期，自左而右非金屬性逐漸增強，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸增強，故B正確；O、S同主族，自上而下非金屬性逐漸減弱，簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，故C正確；Na、Al同周期，自左而右金屬性逐漸減弱，單質(zhì)與水或酸反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱，故D錯誤。eq\a\vs4\al(例2)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如表所示，這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為21。下列說法不正確的是(C)WXYZA．原子半徑大?。篨>Y>ZB．W、Y兩種元素都能與氧元素形成化合物WO2、YO2C．氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>WD．Y能形成化合物H2Y、H2YO4【解析】根據(jù)題意及元素在周期表中的位置，設(shè)W的最外層電子數(shù)為n，則n＋n＋n＋2＋n＋3＝21，得n＝4，則W為C，X為Si，Y為S，Z為Cl,同周期元素從左向右原子半徑減小，則原子半徑大?。篨>Y>Z，故A正確；W、Y兩種元素與氧元素分別形成化合物CO2、SO2，故B正確；非金屬性越強，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，故C錯誤；Y能形成化合物H2S、H2SO4，故D正確。1．四種短周期元素在周期表中的位置如圖所示，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是(D)A．原子半徑：Z＜MB．Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族C．X的最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的弱D．Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比X的弱【解析】根據(jù)元素在周期表中的位置可知，M為Al，X為Si，Y為N，Z為O。電子層數(shù)越多，原子半徑越大，因此原子半徑：Z＜M，故A正確；O原子含有2個電子層，最外層含有6個電子，因此O位于元素周期表中第二周期第ⅥA族，故B正確；非金屬性：O＞Si，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O＞SiH4，故C正確；非金屬性：N＞Si，所以最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：HNO3＞H2SiO3，故D錯誤。2．已知Xn－、Yn＋、Z三種單核粒子具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)，下列分析中正確的是(B)A．離子半徑：Xn－<Yn＋B．Z一定是稀有氣體元素的原子C．原子序數(shù)：Z>Y>XD．原子半徑：Y<X【解析】題給三種單核粒子電子層結(jié)構(gòu)相同，Xn－、Yn＋為離子，最外層電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Z為稀有氣體元素。根據(jù)“陰上陽下”的規(guī)律可知Y在X的下一周期，故三種元素的相對位置如圖：，則元素的原子序數(shù)大小關(guān)系為Y>Z>X，原子半徑：Y>X，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，則離子半徑：Xn－>Yn＋。3．部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表所示：元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)TM層上有6個電子X最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍Y常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性Z元素最高正價是＋7價(1)元素X的一種同位素可用于測定文物年代，這種同位素的符號是__eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C__。(2)元素Z與元素T相比，非金屬性較強的是__Cl__(填元素符號)，下列表述中能證明這一事實的是__b__(填字母)。a．常溫下Z的單質(zhì)和T的單質(zhì)狀態(tài)不同b．Z的氫化物比T的氫化物穩(wěn)定c．一定條件下Z和T的單質(zhì)都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)(3)探尋物質(zhì)性質(zhì)的差異性是學(xué)習化學(xué)的重要方法之一，T、X、Y、Z四種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中化學(xué)性質(zhì)明顯不同于其他三種的是__H2CO3__，理由是__H2CO3屬于弱酸