(通用版)201X-201x版高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 第2课时

第2课时元素周期律

一、元素原子结构与其化合价的周期性变化

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，同周期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

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。

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：＋1到＋7(O无最高正价、F无正价)，最低负价：－4到－1。

粒子半径大小比较的“四同”

例1原子序数为3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )

A．电子层数B．核外电子数

C．原子半径D．化合价

考点元素原子结构的周期性变化

题点元素原子结构与化合价的周期性变化

答案B

解析原子序数为3～10的元素，原子的电子层数都为2，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；因氧无最高正价、氟无正价，D错误。

例2(2018·雅安中学3月月考)下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是( ) A．K Na Li B．N O F

C．Ca2＋K＋Cl－D．Ba2＋Ca2＋Mg2＋

考点元素周期律

题点粒子半径的大小比较

答案 C

解析 同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径大小为Li ＜Na ＜K ，A 错误；同周期自左而右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为N ＞O ＞F ，B 错误；离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为Ca 2＋＜K ＋＜Cl －，C 正确；离子电子层越多，离子半径越大，则离子半径大小为Ba 2＋＞Ca 2＋＞Mg 2＋，D 错误。 思维启迪

具有相同电子层结构的离子应注意：(1)所对应的元素在元素周期表中的位置关系是：阴上

阳下，如A ＋、B 2＋、C －、D 2－，在周期表中的相对位置是： D 2－、C

－

A ＋、

B 2＋

。(2)离子半

径关系是：序小径大，如：上面四离子半径：D 2－＞C －＞A ＋＞B 2＋。 二、第三周期元素金属性、非金属性的变化规律 1．钠、镁、铝金属性强弱比较

(1)实验①中，钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红。该实验说明钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑。 (2)实验②中，加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。该实验说明镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg ＋2H 2O=====△

Mg(OH)2↓＋H 2↑。

(3)实验③和④中的两支试管内都有无色气泡产生，但实验③中试管放出气体的速率较快。反应的化学方程式为 Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑； 2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑。

(4)结论：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为Na ＞Mg ＞Al 。

钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH＞Mg(OH)2

＞

Al(OH)3。

钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为Na＞Mg＞Al。

2．Si、P、S 、Cl的非金属性的递变规律

Si P S Cl

判断依据

与氢气反应

高温

磷蒸气与氢气

能反应

加热光照或点燃

由难到易的顺序为Si＜P＜S＜Cl

最高价氧化物

对应的水化物

的酸性

H2SiO3：弱酸H3PO4：中强酸H2SO4：强酸HClO4：强酸

酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3

结论Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强

3.同周期元素性质递变规律

―――――――――――――→

Na Mg Al Si P S Cl

同一周期从左到右，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

(1)同周期元素性质的变化与原子结构的关系

核外电子层数相同，随着原子序数(核电荷数)的递增，原子核对核外电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，最终导致元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。

(2)元素周期律

①元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。

②元素的性质包括：原子半径、主要化合价、金属性、非金属性等。

③元素周期律实质是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。

例3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

考点元素金属性与非金属性的周期性变化

题点同周期元素性质的变化规律

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。

例4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

考点元素金属性与非金属性的周期性变化

题点元素金属性、非金属性强弱的综合

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的水化物的酸性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，最高价氧化物对应的水化物碱性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。

1．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( )