上海高中化学拓展型课程1.2-元素周期律

教师学科高中化学上课时间

学生年级课题名称元素周期律

教学目标

重点难点

1.2周期表与周期律

1.2.1简单原子/离子半径比较

核外电子围绕原子核高速运转，电子层是为了便于科学研究进行的数学模拟，因此原子半径是不确定的。

同一周期的元素，由左至右，增加的核电荷对核外电子的吸引力超过电子之间的斥力，使原子半径由左至右呈现减小的趋势。

同一主族中，由上至下电子层数增多起主要作用，因此由上至下原子半径呈增大趋势。

原子半径比较仅限于同周期同主族，不同周期不同主族的元素间半径不能进行简单比较。

第二周期元素的半径除了Li都小于0.1nm。

第三周期元素的原子半径除了CI[0.099nm]外都大于0.1nm。

原子半径受层数和核内质子数的共同影响呈现周期性变化。对于主族而言，一般层数的影响大于质子数大的影响。

同样比较主族元素形成的简单离子半径时，一般也是层数影响为主。

如比较Na+、S2-、CI-的半径。

金属形成简单阳离子是通过失去最外层电子实现的，而非金属形成简单离子往往是通过最外层达到稀有气体结构实现的，因此层数不受影响。所以可以初步判断硫离子与氯离子的半径大于钠离子和镁离子的离子半径。

影响主族元素原子/离子半径的因素主要是层数，其次是核内质子数，核内质子越多，原子核对最外层电子吸引能力越强，使粒子半径收缩更加明显。

因此有：r（16S2-）> r（17CI-）> r（11Na+）>r（12Mg2+）

1.2.2 热稳定性易合成难分解理论与金属性非金属性对比

化学物质的性质往往受到组成结构的影响非常大，因此做化学物质性质对比一般都以组成结构相似为前提，组成结构不同的一般不能简单比较。

非金属元素的非金属性越[得电子能力/氧化性]强越容易与氢结合成氢化物，生成氢化物的稳定性越强，越难分解。

如热稳定性有：HF>HCl>HBr>HI。

热稳定性的对比适用于组成结构相似的化合物，一般同主族元素的对比应用此规则。

金属性强的元素容易与水反应生成对应的氢氧化物，同样氢氧化物的热稳定性也与金属性一致，该结论一般也适用于同主族或同周期元素的对比。

如氢氧化物热稳定性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3

需要注意Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3主要是结构的影响，不能应用周期律的知识解释。

元素原子的金属性越强，越容易失去电子，失去电子后形成的金属阳离子得电子能力[氧化性]越弱。

如电解硫酸铜溶液时，按照金属活动顺序表失电子能力H>Cu，因此得电子能力H+ >Cu2+，所以铜离子先得电子在阴极棒析出。而电解硫酸钠溶液则是优先生成氢气。

元素原子的非金属越强，越容易得电子，得电子后生成的简单阳离子失电子能力弱。

如HX的还原性对比为：HF

非金属性O>Cl，由此失电子能力O2-[OH-/H2O]

需要注意的是这样的“易得难失”、“易失难得”规则在遇到变价元素时不完全适用，如按照金属活动顺序表失电子能力Fe>Cu，而阳离子得电子能力则为Fe3+ >Cu2+ >Fe2+。

1.2.3 酸碱性的对比 元素推断

金属元素失电子能力越强，形成的最高价氧化物的水化物碱性越强。 如金属性：Na >Mg

Na 的最高价氧化物为Na 2O ，与水生成的产物为NaOH ，Mg 的最高价氧化物的水化物为Mg(OH)2，碱性比较为NaOH>Mg(OH)2，与金属性一致。

非金属元素得电子能力越强，形成的最高价氧化物的水化物酸性越强。

如Si 的最高价氧化物为SiO 2，其理论水化物[SiO 2是高中阶段唯一一个不能与水生成对应酸的酸

性氧化物]为H 2SiO 3，其结构式为HO —| |

i O

S —OH ，为二元弱酸。

P 的最高价氧化物为P 2O 5，其水化物对应的酸为磷酸，结构式为|

| |

O

OH

HO P OH --是三元中强酸。 S 的最高价氧化物为_______________，结构式为_____________，是___________________酸。 Cl 的最高价氧化物为______________，结构式为_____________，是___________________酸。 酸性：H 2SiO 3NaSO 4。

非金属最高价含氧酸表示为(HO)mRO n 形式，n 值越大，最高价含氧酸越容易表现出酸性，其酸性越强；若n 值相同，中心元素R 的非金属性越强，其最高价含氧酸酸性越强。

同种非金属元素的不同价态含氧酸，表示为(HO)mRO n 的形式，n 值越大，其酸性越强； 以上规律属于经验规律，具体判断酸性强弱需要根据实验数据的到，如比较无氧酸的酸性HCl

同样注意只有最高价含氧酸才可以如此比较，不是最高价的不能比较，需要结合具体的实验数据

进行判断，如P 也可以通过|

| |

O

H

HO P OH --的形式形成二元弱酸亚磷酸，分子式为H 3PO 3。P 还可以

形成分子式为H 3PO 2的一元弱酸次磷酸|

| |

O

H

HO P H --，这些酸的形式与最高价含氧酸的结构相差较大，不能进行简单比较。

例如：X 、Y 、Z 和W 代表原子序数依次增大的4种短周期元素。X 元素原子最外层电子层比次外层电子数多1；Z 与Y 相邻，Z 比Y 的电子数多8；W 元素原子最外层电子数等于电子层数的2倍。下列说法正确的是_________。

A 、原子半径Y>Z>W

B 、Y 、Z 和W 三种元素位于同一周期

C 、Y 元素最高价氧化物对应的水化物一定是强酸

D 、Y 、Z 的最高正价与最低负价绝对值之和均为8