化学必修 第一册第二节 元素周期律第一课时导学案

第一课时　元素性质的周期性变化规律

1．了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价周期性变化规律，认识元素周期律并理解其实质。

2．会设计实验探究同周期元素性质的变化规律，会比较元素的金属性或非金属性的强弱，促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。

1．原子核外电子排布的周期性变化

以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下：

规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。

2．原子半径的周期性变化

以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下：

规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。

[提醒]　原子半径的递变规律指同一周期第ⅠA族～第ⅦA族之间的变化规律，不包括稀有气体的原子半径。

3．元素化合价的周期性变化

以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下：

规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期：最高正价为＋1→＋7(O无最高正价、F无正价)，负价为－4→－1。

“四同法”比较微粒半径的大小

1．第三周期主族元素中，原子半径最大的是(　　)

A．Na B．Si

C．S D．Cl

解析：选A　第三周期主族元素的原子半径自左向右逐渐减小，所以Na的原子半径是最大的。

2．下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是(　　)

①　②　③　④

A．①>②>③>④ B．③>④>①>②

C．③>①>②>④ D．①>②>④>③

解析：选C　由结构示意图可知，①为S，②为Cl，③为S2－，④为F，微粒半径S2－>S>Cl>F，即③>①>②>④，C项正确。

3．下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增，元素的最高正化合价也递增的是(　　)

A．C、N、O、F B．Na、Be、B、C

C．P、S、Cl、Ar D．Na、Mg、Al、Si

解析：选D　A项和C项原子序数递增，而A项中F无正价，C项中Ar的化合价为0价；B项中的原子序数不完全呈递增趋势；D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。

1．探究Na、Mg、Al金属性强弱

(1)Na、Mg与水的反应

(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱

(3)结论

即随着原子序数的递增，同周期的Na、Mg、Al失去电子的能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。

2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较

3．同周期元素性质递变规律

4．相关问题

(1)Mg、Al分别与盐酸反应，Mg与盐酸反应更剧烈，因为Mg的金属性比Al的强。

(2)元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定；同周期元素随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，如非金属性强弱的顺序为Si<P<S<Cl，氢化物的稳定性顺序为SiH4<PH3<H2S<HCl。

(3)因同周期元素原子的电子层数相同，但原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，故金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

1．两性氢氧化物

(1)概念：既能与强酸反应又能与强碱反应，且均生成盐和水的氢氧化物。

(2)氢氧化铝的两性

①Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O

②Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O

(3)Al(OH)3的制备方法

①向AlCl3溶液中加入过量氨水：

AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl

②向NaAlO2溶液中通入过量CO2：

NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3

2．同周期、同主族元素性质的递变规律

3．元素周期律

元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。其实质是元素原子的核外电子排布呈周期性变化。

[名师点拨]

非金属元素对应氢化物的分子式书写规律

(1)第ⅥA族和第ⅦA族元素的氢化物分子式的书写符合正价元素在前、负价元素在后的一般规则，如H2S、H2Se、HF、HI等。

(2)第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族元素的氢化物分子式的书写则不符合分子式书写的一般规则，习惯上，把氢元素符号写在后面，非金属元素符号写在前面，如CH4、SiH4、NH3、PH3等。

1．随着原子序数的递增，下列叙述正确的是(　　)

A．第二周期元素的最高正化合价由＋1价→＋7价→0价

B．第三周期非金属元素氢化物稳定性逐渐减弱

C．碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱

D．卤族元素的原子半径逐渐增大

解析：选D　第二周期中，O没有最高正化合价、F没有正价，则第二周期元素的最高正化合价由＋1价→＋5价，故A错误；第三周期，随原子序数增大，非金属性增强，则非金属元素氢化物稳定性逐渐增强，故B错误；碱金属元素，随原子序数增大，金属性增强，则最高价氧化物对应水化物碱性逐渐增强，故C错误；卤族元素随原子序数增大，电子层数增多，则原子半径增大，故D正确。

2．下列各组中化合物的性质比较，不正确的是(　　)

A．酸性：HClO4>HBrO4>HIO4

B．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3

C．稳定性：PH3>H2S>HCl

D．非金属性：F>O>S

解析：选C　元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，非金属性：Cl>Br>I，则酸性：HClO4>HBrO4>HIO4，A项正确；元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强，金属性：Na>Mg>Al，碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，B项正确；元素非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，非金属性：Cl>S>P，稳定性：HCl>H2S>PH3，C项错误；同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱；同周期主族元素，从左到右，非金属性逐渐增强，非金属性：F>O>S，D项正确。

3．同周期的X、Y、Z三种主族元素，已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：X>Y>Z

B．非金属性：X>Y>Z

C．气态氢化物稳定性：X<Y<Z

D．原子序数：X<Y<Z

解析：选B　最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。由同周期主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性：HXO4>H2YO4>H3ZO4，得非金属性：X>Y>Z，B项正确；根据同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，可知三种元素的原子序数的关系为Z<Y<X，D项错误；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，则原子半径：X<Y<Z，A项错误；元素非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，则气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3，C项错误。

1．判断元素金属性强弱的5种依据

比较元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。

2．判断元素非金属性强弱的6种依据

比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。

[名师点拨]

(1)元素非金属性和金属性的强弱实质是得失电子的难易。凡是能直接或间接地比较化学变化中元素原子得失电子的难易，即可比较元素非金属性和金属性的强弱。

(2)元素非金属性和金属性的强弱与元素原子得失电子的数目无关，如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性：Na>Al。

1．下列关于元素金属性和非金属性强弱比较的说法不正确的是(　　)

A．将大理石加入稀盐酸中，能产生CO2气体，说明Cl的非金属性强于C

B．Si与H2化合所需温度远高于S与H2化合所需温度，说明S的非金属性强于Si

C．Na与冷水反应剧烈，而Mg与冷水反应缓慢，说明Na的金属性强于Mg

D．Fe投入CuSO4溶液中，能置换出Cu，说明Fe的金属性比Cu强

解析：选A　盐酸中的溶质HCl不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，虽然HCl的酸性比碳酸的强，但不能作为判断Cl、C非金属性强弱的依据，A项错误；单质与H2越易化合，元素的非金属性越强，B项正确；单质与水越易反应生成碱和H2，其金属性越强，C项正确；较活泼的金属单质可将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，D项正确。

2．下列能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是(　　)

①HCl比H2S稳定

②S2－的还原性比Cl－的强

③Cl2能与H2S反应生成S

④HCl的溶解度比H2S的大

⑤Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS

⑥HCl的酸性比H2S的强

A．①②③⑤ B．①②④⑤

C．②③⑤⑥ D．①②③④⑤⑥

解析：选A　①HCl比H2S稳定，则非金属性Cl>S；②阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，S2－的还原性比Cl－的强，则非金属性Cl>S；③Cl2能与H2S反应生成S，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性Cl2>S，则非金属性Cl>S；④溶解度属于物理性质，与元素的非金属性无关，不能确定元素的非金属性强弱；⑤Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS，则Cl得电子的能力强，所以非金属性Cl>S；⑥元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，HCl的酸性比H2S的酸性强，不能说明Cl的非金属性比S的强。

[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列元素的氢化物最稳定的是(　　)

A．Si B．P

C．S D．Cl

解析：选D　按Si、P、S、Cl的顺序，非金属性逐渐增强，氢化物的稳定性逐渐增强。

2．下列元素的原子半径最小的是(　　)

A．C B．B

C．O D．F

解析：选D　按B、C、O、F顺序，原子序数依次增大，同周期主族元素随原子序数的递增，原子半径逐渐减小。

3．下列递变规律正确的是(　　)

A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强

B．HCl、HBr、HI的稳定性依次增强

C．钠、镁、铝的还原性依次减弱

D．Na＋、Mg2＋、Al3＋离子半径逐渐增大

解析：选C　A项，HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱，错误；B项，HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，错误；C项，钠、镁、铝的还原性依次减弱，正确；D项，

Na＋、Mg2＋、Al3＋离子半径逐渐减小，错误。

4．下列有关物质性质的比较不正确的是(　　)

A．氧化性：Br2＞Cl2

B．酸性：HClO4＞H3PO4

C．热稳定性：HCl＞HBr

D．碱性：NaOH＞Mg(OH)2

解析：选A　Cl和Br位于第ⅦA族且Cl在Br的上方，因此Cl的非金属性大于Br，因此单质的氧化性：Cl2＞Br2，故选A；氯元素的非金属性强于磷元素，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故不选B；氯元素的非金属性强于溴元素，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故不选C；钠元素的金属性强于镁元素，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性越强，故不选D。

5．下列关于周期表中第三周期主族元素性质从左到右变化趋势的叙述，错误的是(　　)

A．最高正价依次升高

B．气态氢化物稳定性逐渐增强

C．原子半径逐渐减小

D．最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱

解析：选D　第三周期元素的最高正价从＋1到＋7依次升高，故A正确；第三周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐增强，故B正确；第三周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，故C正确；第三周期元素从左到右，非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，故D错误。

6. 根据元素周期律，由下列事实进行推测，其中推测不合理的是(　　)

解析：选B　镁、钙和钡同主族，根据同主族元素从上到下金属性逐渐增强，则钡与冷水反应会更快，A选项正确；硅和锗都是常用的半导体材料，但同主族的碳和铅不具备此特点，B选项错误；氯，溴和碘同主族，根据同主族元素从上到下，非金属氢化物稳定性逐渐减弱可知，C选项正确；硅、磷和硫同周期，根据同周期元素从左到右，非金属单质与氢气反应的条件要求逐渐降低可知，D选项正确。