元素周期律+第1课时+参考教案

元素周期律
第1课时
◆教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上理解同周期元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，明确宏观上的元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。

科学探究与创新意识：通过完成相应的同周期元素性质的探究实验，初步体验科学探究在化学学科的学习中的重要地位，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。

证据推理与模型认知：建立元素原子结构变化与其性质变化的的微观模型，理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。

◆教学重难点
元素周期律的概念；理解其变化规律。

◆教学过程
一、导入新课
通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究，我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。

那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？
二、讲授新课
【板书】元素周期律
一、元素性质的周期性变化规律
【思考与讨论】观察下面表格中的数据，思考并讨论随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化？
【讲解】通过比较上面元素的原子核外电子排布，可以得到同周期元素的核外电子排布的规律：同周期由左向右，元素原子的最外层电子数逐渐增加（第一周期是1→2，第二周期和第三周期都是1→8）
【讲解】再比较上面元素的原子半径（稀有气体的半径没有可比性，所以不列出），可以得到同周期元素的原子半径的变化规律：同周期由左向右，元素原子的半径逐渐减小（不包括稀有气体）
【设疑】观察下图，判断同周期和同主族元素原子半径的变化规律
【讲解】同主族元素由上向下元素原子的半径逐渐增大，同周期元素由左向右，元素原子的半径逐渐减小。

H是所有原子中半径最小的。

【设疑】短周期主族元素中，原子半径最大的是哪种元素？（Na）
【讲解】再比较上面元素的常见化合价，可以得到同周期元素的化合价的变化规律：同周期由左向右，元素的最高正价逐渐升高（+1→+7，O和F无最高正价）；元素的最低负价由Ⅳ
A族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价
【过渡】根据上面的分析，我们可以看出随着元素的原子序数递增，元素原子的核外电子排布、原子半径、元素化合价都呈现了周期性的变化，那么元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢？
【思考与讨论】根据第三周期元素原子的核外电子排布规律，推测该周期元素金属性和非金属性具有怎样的变化规律？
【讲解】第三周期元素：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的电子层数相同，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，导致失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，因此，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

【学生活动】请将课本翻至95和97页，阅读课本下面的注释。

【投影】
【设疑】如何证明Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱呢？（单质与水（或酸）反应的难易；最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱）。

【演示实验】取一块镁条，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，观察现象；加热溶液，再观察现象。

【投影】镁与水反应的视频
【讲解】常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有一些红色；加热后反应剧烈，镁条表面有
大量气泡，溶液变为红色。

方程式为Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2↑。

与金属钠相比较，该反应明显困难，说明钠的金属性强于镁
【演示实验】向氯化铝溶液中加入氨水，将生成的沉淀分装在两个试管中，分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察现象。

【讲解】向氯化铝溶液中加入氨水，生成白色絮状沉淀。

反应方程式为：Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+。

向氢氧化铝沉淀中加入盐酸溶液，沉淀溶解，方程式为：Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O；向氢氧化铝沉淀中加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，方程式为：Al(OH)3+ OH －= AlO2－+ 2H2O。

氢氧化铝与酸碱都反应生成盐和水，所以氢氧化铝是典型的两性氢氧化物。

【演示实验】将氯化铝溶液换成氯化镁溶液，重复上述实验。

【讲解】氯化镁溶液中加入氨水得到氢氧化镁白色沉淀，该沉淀加盐酸溶解，加氢氧化钠溶液不溶解。

【科学事实】钠、镁、铝是金属元素，都能形成氢氧化物，NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，而Al(OH)3是两性氢氧化物，说明钠镁铝的金属性逐渐减弱。

【练习】下列说法能证明钾元素比镁元素金属性强的是( )
A.金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水几乎没有现象。

B.KOH的碱性比Mg(OH)2强
C.金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出金属镁
D.在化学反应中，钾失去1个电子，镁失去2个电子
【设疑】如何证明Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强呢？（单质与氢气反应生成气态氢化物的难易以及气态氢化物的稳定性；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱）
【科学事实】
【讲解】硅、磷、硫、氯的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，所以硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐增强。

【练习】下列说法能够证明氯元素的非金属性比硫元素强的是（）
A.氯气与氢气化合的条件比硫与氢气化合的条件更容易
B. HCl的酸性比H2S强
C. HCl的稳定性比H2S强
D. HClO3的酸性比H2SO3强
【讲解】在同一周期中，虽然各元素的原子核外电子层数相同，但由左向右，核电荷数依次递增，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，因此金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

元素的金属性和非金属随着原子序数的递增，而呈现周期性的变化。

【讲解】元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化，这种规律叫做元素周期律。

元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。

三、学习小结
四、板书设计
元素周期律
一、元素性质的周期性变化规律
元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。

五、达标检测
1.元素的以下性质随着原子序数的递增不呈周期性变化的是
A.化合价
B.原子半径
C.元素原子的最外层电子排布
D.相对原子质量
答案 D 2.下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。

该图中纵坐标表示
A.电子层数
B.最外层电子数
C.最高化合价
D.原子半径 答案 B
3.某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为
A.4
B.5
C.6
D.7 答案 C
解析 设该元素的最高正价为x ，最低负价为y ，则⎩⎪⎨⎪⎧
x ＋y ＝4x ＋|y |＝8 解得x ＝6，y ＝－2，因此该原子的最外层电子数为6。

4.下列关于元素周期律的叙述中不正确的是
A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强
B.P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强
C.同周期元素的原子半径以第ⅦA族的为最大
D.Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
答案C
解析Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强；P、S、Cl的最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，由于P、S、Cl的非金属性依次增强，其所对应的气态氢化物的稳定性也依次增强；除稀有气体元素外，同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小；因Na、Mg、Al的金属性依次减弱，则它们的氢氧化物的碱性也依次减弱。

5.下列说法正确的是
A.从Li→F，Na→Cl，元素的最高化合价呈现从＋1→＋7价的变化
B.同周期元素的原子半径从左至右一定依次减小
C.同周期中，第ⅠA族元素(H除外)金属性最强，第ⅦA族元素非金属性最强
D.HF、NH3、SiH4的稳定性依次增强
答案C
解析O无最高正价，F无正价，A项错误；
稀有气体元素原子半径测定方式与其他元素的不同，没有可比性，B项错误；
F、N、Si三种元素的非金属性依次减弱，其对应氢化物的稳定性也依次减弱，D项错误。

6.下列各组元素的性质递变规律错误的是
A.N、O、F原子最外层电子数依次增加
B.N、O、F原子半径依次增大
C.Na、Mg、Al元素最高正化合价依次升高
D.Li、Na、K的金属性依次增强
答案B
解析N、O、F原子最外层电子数依次为5、6、7，逐渐增多，A项正确；
N、O、F是同周期元素，同周期元素从左到右原子半径依次减小，B项错误；
Na、Mg、Al元素最高正化合价依次为＋1、＋2、＋3，依次升高，C项正确；
Li、Na、K是同主族元素，同主族从上到下元素的金属性依次增强，D项正确。

7.下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是
A.酸性：H2SO4＞H3PO4
B.非金属性：Cl＞Br
C.碱性：NaOH＞Mg(OH)2
D.热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
答案D
解析在元素周期表中S与P属于同周期元素，S在P的右边，非金属性强于P，所以最高价氧化物对应水化物的酸性H2SO4强于H3PO4，A项不合题意；
在元素周期表中Cl与Br属于同主族元素，Cl在Br的上方，非金属性Cl强于Br，B项不合题意；
在元素周期表中，Na与Mg属同周期元素，Na在Mg的左边，所以金属性Na强于Mg，最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH强于Mg(OH)2，C项不合题意；
D项考查碳酸盐与碳酸酸式盐热稳定性的问题，不涉及元素周期律的相关知识。

8.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)
A.若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱
B.若H n XO m为强酸，则Y是活泼的非金属元素
C.若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋7
D.若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素
答案B
解析金属性：R＞W，所以若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1不一定为强碱，A项不一定正确；
非金属性：X＜Y，若H n XO m为强酸，则X是活泼非金属元素，因此Y也是活泼非金属元素，B项正确；
若Y的最低化合价为－2，则Z可能是F，无正价，C项错误；
非金属性：R＜W＜X＜Y＜Z，若X的最高正化合价为＋5，则X为N或P，因此R、W不一定是非金属元素，D项不一定正确。