人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律优质学案

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一、1～18号元素性质的周期性变化规律
1．原子最外层电子排布变化规律
2.原子半径的变化规律(稀有气体除外)
3.元素的主要化合价
思考与交流：电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？
【归纳总结】
1．主族元素主要化合价的确定方法
(1)最高正价＝主族的序号＝最外层电子数(O、F除外)。
(2)最低负价＝最高正价－8(H、O、F除外)。
(3)H最高价为＋1，最低价为－1；O无最高正价；F无正化合价。
2．最简单氢化物及其最高价氧化物对应的水化物
二、同周期元素金属性和非金属性的递变规律
以第三周期元素为例探究元素性质的递变规律。
1．预测元素性质的递变规律
第三周期元素电子层数 ，由左向右核电荷数依次增多，原子半径依次 ，失电子的能力依次 ，得电子的能力依次 ，预测它们的金属性依次 ，非金属性依次 。
2．实验探究：金属性的递变规律
(1)Na、Mg元素金属性强弱比较
(2)Mg、Al元素金属性强弱比较
结论：金属性递变规律
3．非金属性的递变规律
4.元素周期律
(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈 的变化。元素的原子半径、化合价、金属性与非金属性都属于元素的性质。
(2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的 周期性变化的必然结果。
三、元素金属性、非金属性强弱的比较
1．金属性强弱的判断方法
金属性是指金属元素原子在化学反应中 的能力，通常用如下两种方法判断其强弱：
(1)根据金属单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则金属性 。
(2)根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则金属元素的金属性 。
2．非金属性强弱的判断方法
非金属性是指非金属元素的原子 的能力，通常用如下两种方法判断：
(1)根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断，越易化合，生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性 。
(2)根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性 。
3．其他判断方法
(1)根据置换反应， 较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质； 较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。
(2)根据离子的氧化性或还原性强弱，金属单质的 越强，则简单阳离子的 越弱；非金属单质的 越强，对应简单阴离子的 越弱。
思考与交流：从原子结构角度解释同周期元素从左至右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强的原因。
四、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律
1．元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。
(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律
同周期元素从左到右金属性逐渐 ，非金属性逐渐 ；同主族元素从上到下金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
2．元素周期表的金属区和非金属区
(1)金属性强的元素在周期表的 方，最强的是Cs(放射性元素除外)；非金属性强的元素在周期表
的 方(稀有气体除外)，最强的是 。
(2)分界线附近的元素，既能表现出一定的 ，又能表现出一定的 ，故元素的 与 之间没有严格的界线。
3．元素化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)价电子
①定义：可在化学反应中发生变化，与元素的化合价有关的电子。
②具体内容：主族元素的价电子＝ ，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
(2)化合价规律
①同主族元素的最高正价和最低负价相同(O、F除外)。
②主族元素最高正化合价＝ ＝ (O、F除外)。
③非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于 (最低负价等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数，H除外)。
4.短周期主族元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 ，碱性最强的是 。气态氢化物稳定性最强的是 。
五、元素周期表和元素周期律的应用
1．科学预测
(1)预测元素及其化合物的性质
①比较不同周期，不同主族元素的性质
如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。
②推测未知元素的某些性质
例如：已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。
(2)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。
2．寻找有特殊用途的新物质
【归纳总结】
1.元素位置、原子结构、元素性质之间的关系
2．元素“位—构—性”规律中的特例
(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(eq \\al(1,1)H)无中子。
(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。
(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。
(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。
(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。
六、微粒半径大小的比较
1．“四同法”比较微粒半径的大小
(1)同周期——“序大径小”
①方法：同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。
②实例：11～17号元素
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
①方法：同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大。
②实例：
r(Li)(3)同元素
①同种元素的原子和离子半径比较规律——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。
如r(Na＋)r(Cl)。
②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多，粒子半径越小。如r(Fe3＋)(4)同结构——“序大径小”
①方法：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。
②实例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
2．“三看法”比较微粒半径的大小
(1)比较电子层数：电子层数越多，半径 。
(2)比较核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径 。
(3)比较核外电子数：电子层数相同，核电荷数相同，核外电子数越多，电子间的排斥力越大，半径 。
核心考点一：1～18号元素性质的周期性变化规律
【例1】下列说法正确的是( )
A．随着元素原子序数的递增，P、S、Cl、Ar的最高正化合价依次升高
B．随着元素原子序数的递增，Na、Mg、Al、Si的最低负化合价依次降低
C．原子序数为15的元素最高化合价为＋3
D．随着原子序数的递增，第三周期主族元素的最高正化合价依次升高
核心考点二：元素周期律
【例2】下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1→8重复出现
B．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C．随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从＋1→＋7(O、F除外)，最低化合价从－7→－1重复出现
D．元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
核心考点三：元素周期表的分区和化合价变化规律
【例3】已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是( )
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小(稀有气体除外)
核心考点四：元素周期表和元素周期律的应用
【例4】第ⅡA族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于第ⅡA族元素的推断可能正确的是( )
①常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2 ②常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2 ③Be(OH)2易溶于水 ④Ba(OH)2易溶于水 ⑤SrCO3易溶于水
A．①②③ B．③⑤
C．②④ D．①②③④⑤
核心考点五：微粒半径大小的比较
【例5】若aAm＋与bBn－的核外电子排布相同，则下列关系不正确的是( )
A．离子半径：Am＋＜Bn－
B．原子半径：A＜B
C．A的原子序数比B大m＋n
D．b＝a－n－m
核心考点六：元素非金属性的比较
【例6】X、Y是元素周期表中第ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物沸点低
C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
核心考点七：元素金属性的比较
【例7】下列叙述中，能肯定A金属比B金属活动性强的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1 ml A从酸中置换出的氢气比1 ml B从酸中置换出的氢气多
D．常温时，A能从水中置换出氢气而B不能
【基础练】
1．有机锗具有抗肿瘤活性，锗元素的部分信息如图．下列说法错误的是
A．
B．距离锗原子核较远区域内运动的电子能量较低
C．锗元素与碳元素位于同一族，属于第ⅣA族
D．锗位于元素周期表第四周期，原子半径大于碳的原子半径
2．下列有关描述正确的是
A．已知酸性， 所以元素非金属性
B．考古学上常用来鉴定鉴定文物的核内中子数为6
C．在相同的温度和压强下，等体积的和两种气体含有相同的分子数
D．和是中子数不同质子数相同的同种核素
3．下列各组元素的原子随着原子序数的递增，有关递变规律不正确的是
A．原子半径：Si>P>S>ClB．金属性：NaC．最高正价：C4．判断C的非金属性比Si的强，可依据的事实是
A．常温下，呈气态，呈固态B．金刚石的硬度比硅单质晶体的大
C．的热稳定性比的强D．可溶于水，不溶于水
5．结合元素周期律，判断下列各组中的性质比较，错误的是
A．最高正化合价：N＞C＞BB．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4
C．原子半径大小：S＞Na＞OD．碱性强弱： KOH＞NaOH＞LiOH
6．下列有关原子结构和元素周期律的叙述，正确的是
A．原子序数为15的元素的最高正价为
B．能生成碱的金属元素都在ⅠA族
C．第二周期第ⅣA族元素的原子核电荷数、中子数一定为6
D．原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期ⅡA族
7．硒()位于第四周期第VI族，由元素周期表和周期律的知识，下列说法不正确的是
A．热稳定性：B．还原性：
C．非金属性：D．酸性：
8．下列物质中既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al ④MgO ⑤NaHSO4
A．只有①②③⑤B．只有②③④C．只有①②③D．只有①④⑤
9．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A．元素非金属性强弱的顺序为
B．离子半径关系
C．W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性低
D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
10．下表是元素周期表的一部分，下列说法正确的是
A．原子半径：Se>As>P
B．酸性：H2SO4>H3AsO4>H3PO4
C．热稳定性：
D．上表中，元素Pb的金属性最强
【提升练】
11．短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如下图，已知Y的原子序数是X的原子序数的2倍。下列说法正确的是
A．元素的最高正价：X>MB．氧化物对应的水化物的酸性：Z>Y
C．离子半径：Y2->Z-D．工业利用Z2通入石灰水制备漂白粉
12．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Y可以形成一种红棕色气体，Z是同周期元素中原子半径最大的元素，W是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是
A．原子半径：W>Y>X
B．非金属性：X>Y
C．由X和Y组成的红棕色气体是酸性氧化物
D．Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比W的强
13．A、B、C、D为四种短周期主族元素。A元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍；B元素原子失去1个电子，所得到的微粒具有与氖原子相同的电子层结构；C是地壳中含量最多的金属元素；D元素原子M层电子数是K层的3倍，下列说法不正确的是
A．A元素可以形成多种同素异形体
B．简单氢化物的稳定性：
C．最高价氧化物的水化物酸性：
D．A和B两种元素形成的化合物可做呼吸面具中的供氧剂
已知：①F、、、I是同主族元素，且单质的氧化性。②溴水浓度较低时呈黄色，浓度较高时呈红棕色；碘水呈棕黄色。用下图所示装置进行实验，验证卤素单质的氧化性(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸；
Ⅱ．当N和P中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹；
Ⅲ．当N中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a；
Ⅳ．打开活塞b向Q中滴加P中溶液，溶液变为棕黄色，比P中溶液颜色深。
下列说法错误的是
A．实验开始时，M中湿润的淀粉试纸变蓝
B．N中两次颜色变化的反应均为
C．若省略Ⅱ、Ⅲ，则不能说明氧化性
D．挥发的气体会干扰本实验的结果和结论的得出，应改进装置
15．室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
16．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表。
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是 。
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH ，0.5 ml该粒子中所含电子数为 。
(3)元素Z在周期表中的位置是 ，元素Z与元素T相比，非金属性较强的是 (用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是 (填字母)。
A．常温下Z的单质和T的单质状态不同
B．Z的氢化物比T的氢化物稳定
C．一定条件下，Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一、T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是 ，理由是 。
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练（7大考点）
模块五 小试牛刀过关测
（基础练10题）
（提升练6题）
1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。
2.会比较元素的金属性或非金属性的强弱。
3.了解元素周期表中元素的分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系。
4.了解元素周期表与元素周期律的应用，理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系。
周期序号
原子序数
电子层数
最外层电子数
结论
第一周期
1→2
1
1→2
同周期由左向右，元素的原子最外层电子数逐渐 (1→8，第一周期除外)
第二周期
3→10
2
1→8
第三周期
11→18
3
1→8
规律：同周期中，随着原子序数的递增，元素原子的
周期序号
原子序数
原子半径/nm
结论
第一周期
1
0.037
同周期由左向右元素的 (不包括稀有气体)
第二周期
3→9
0.152→0.071大→小
第三周期
11→17
0.186→0.099大→小
规律：同周期中，随着原子序数的递增，元素的
周期序号
原子序数
主要化合价
结论
第一周期
1→2
＋1→0
①同周期由左向右，元素的最高正价 (＋1→＋7，O和F无最高正价)；
②元素的最低负价由 价逐渐升高至 价；
③最高正价＋|最低负价|＝8
第二周期
3→9
最高价＋1→＋5(不含O、F)
最低价－4→－1
第三周期
11→17
最高价＋1→＋7
最低价－4→－1
规律：同周期中，随着原子序数的递增，元素的
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
氢化物
RH4
RH3
H2R
HR
最高价氧化物对应的水化物
H2RO3或H4RO4
H3RO4或HRO3
H2RO4
HRO4
原理
金属与水反应置换出H2的难易程度
操作
现象
镁条表面附着
剧烈反应，溶液变成浅红色
化学反应
－
Mg＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑
结论
结合Na与水的反应的现象，Na与水反应置换H2比Mg ，则金属性：
原理
金属的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
物质
Al(OH)3
Mg(OH)2
操作
现象
A中沉淀
B中沉淀
C中沉淀
D中沉淀
A、B、C、D试管中的离子方程式
A：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
B：Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
C：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
D：不反应
结论
Al(OH)3是两性氢氧化物，其碱性弱于Mg(OH)2(中强碱)，更弱于NaOH(强碱)，则金属性：
Si
P
S
Cl
最高价氧化物对应水化物的酸性
H2SiO3弱酸
H3PO4中强酸
H2SO4强酸
HClO4强酸
酸性：
结论
同周期中，从左到右，元素的非金属性逐渐
教材习题01
除第一周期外，下列关于同周期主族元素的变化规律的叙述不正确的是( )
A．从左到右，原子半径逐渐减小
B．从左到右，单质的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强
C．从左到右，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
D．从左到右，元素最高正化合价从＋1递变到＋7(氧、氟除外)，最低负化合价从－4递变到－1
解题思路
教材习题02
已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋
B．原子序数：d>c>b>a
C．原子半径：A>B>D>C
D．单质的还原性：A>B>D>C
解题思路
教材习题03
已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋
B．原子序数：d>c>b>a
C．原子半径：A>B>D>C
D．单质的还原性：A>B>D>C
解题思路
Si
P
S
Cl
Ar
Ge
As
Se
Br
Kr
Sn
Sb
Te
I
Xe
Pb
Bi
P
At
Rn
X
M
Y
Z
选项
探究方案
探究目的
A
将固体溶于水，用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色反应，观察火焰是否呈黄色
该固体是否为钠盐
B
向盛有固体的锥形瓶中滴加稀盐酸，观察实验现象
氯元素的非金属性强于碳元素
C
将用棉花包裹放在石棉网上，向棉花上滴几滴水，观察棉花是否燃烧
与是放热反应
D
将Fe片分别插入盛有和溶液的试管，Fe片表面均有固体析出
金属性：
元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上有6个电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价