人教新课标高中化学必修一 第2节 元素周期律 第2课时 参考教案

元素周期律
第2课时
◆教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上理解元素周期律的形成原因是原子核外电子排布的周期性变化的结果。

明确宏观上的元素性质（包括原子半径、化合价、金属性和非金属性）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。

证据推理与模型认知：建立元素原子半径、化合价、金属性和非金属性变化的微观模型，理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。

科学精神与社会责任：学习元素周期律在化学研究中的具体应用，培养学生的科学精神，理解化学在社会发展中的重要作用。

◆教学重难点
元素周期律和元素周期表的具体应用。

◆教学过程
一、导入新课
【引入】门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下了空位。

例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。

1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。

镓的性质与门捷列夫推测的一样。

门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。

门捷列夫作出这些伟大预言的科学依据是什么？
二、讲授新课
【板书】元素周期律
二、元素周期表和元素周期律的应用
【设疑】元素周期表中同周期和同主族元素的原子半径的变化规律是什么？（同周期元素由左向右原子半径依次减小（不包括稀有气体），同主族元素由上向下原子半径依次增大）【设疑】所有元素中，原子半径最小的元素是什么？（氢元素）短周期元素中，原子半径最大的元素是什么？（Na）
【练习】A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小，B和E是同族，则下列推断中不正确的是：
A．A、B、E一定不在同一周期B．A、D可能在同一主族
C．C的最高氧化物的水化物可能显碱性D．C和D的单质可能化合成D2C2
【投影】第三周期元素化合价的变化表
【学生活动】观察上图，同学们归纳总结一下主族元素的最高正价和最低负价与元素原子的核外电子排布以及主族序数之间的关系？
【讲解】根据上面的图示，可以总结出来主族元素的化合价的规律有：
1.同周期由左向右主族元素的最高正价逐渐有+1价升高至+7价（O无最高正价，F无
正价）
2.同主族元素的最高正价和最低负价相同（注意O和F）
3.主族元素的最高正价等于该元素原子de 最外层电子数，也等于其主族序数
4.非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8（H的最低负价为-1）
【练习】某主族元素R的最高正化合价与负化合价的代数和为4，下列有关叙述正确的是
A、R一定是第四周期元素
B、R的气态氢化物分子式为H2R
C、R的气态氢化物比同周期其他元素的气态氢化物稳定
D、R的气态氢化物的水溶液显碱性
答案B
【练习】五种短周期元素的原子半径、最高正化合价及负化合价见下表（）
下列叙述正确的是
A．L的金属性比M的金属性弱
B．Q、T两元素间可形成两性化合物
C．T的单质是黄绿色气体
D．L、R两元素的简单离子的核外电子数可能相等
答案B
【设疑】同周期、同主族元素的金属性和非金属性变化的规律是什么？（同周期元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强非金属性减弱）
【设疑】短周期元素金属性最强的元素是什么？（Na）非金属性最强的元素是什么？（F）【学生活动】根据之前的学习，总结比较元素的非金属性和金属性强弱的方法。

【讲解】证明金属性强弱的方法有：
1、单质与水（或酸）反应生成氢气的难易（金属性越强反应越容易）
2、最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱（金属性越强氢氧化物的碱性
越强）
【讲解】证明非金属性强弱的方法有：
1、单质与氢气反应生成气态氢化物的难易（非金属性越强反应越容易）
2、最高价氧化物的水化物的酸性强弱（非金属性越强酸性越强）
3、气态氢化物的稳定性（非金属性越强气态氢化物越稳定）
【设疑】短周期元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是什么？（HClO4）？碱性最强的是什么？（NaOH）气态氢化物稳定性最强的是什么？（HF）
【练习】已知铍(Be)的原子序数为4。

下列对铍及其化合物的叙述中，不正确的是A．铍的原子半径大于硼的原子半径
B．氯化铍分子的化学式为BeCl2
C．氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D．单质铍跟冷水反应迅速产生氢气
答案D
【练习】电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是：HXO4>H2YO4>H3ZO4。

下列判断中不正确的是（）
A、原子序数：X<Y<Z
B、元素的原子半径：X>Y>Z
C、元素的非金属性：X>Y>Z
D、气态氢化物的稳定性：X>Y>Z 答案AB
【过渡】根据上面的总结，我们对于元素周期表和元素周期律的应用已经有了一个基本的认识。

门捷列夫就是根据这样的规律，对于还未发现的元素进行了预测，指导了化学学科的研究。

下面我们来模拟一下门捷列夫的研究过程，尝试着对未知元素进行预测。

【学生活动】根据元素周期表和元素周期律，互相交流讨论，填写下表：
【讲解】在生产生活中，周期表和周期律还有更广泛的应用。

由于周期表中位置相近的元素的性质相似，所以在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法。

【投影】在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料，如硅、锗、镓等。

【投影】通常农药所含的氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中位置靠近，对这个区域内的元素进行研究，有助于研制出新品种的农药。

科学家还在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金元素以及制造催化剂的元素。

三、学习小结
四、板书设计
【板书】元素周期律
二、元素周期表和元素周期律的应用
1.推测元素的位置、结构和性质
2.预测新元素
3.探测新元素
五、达标检测
1.下列说法正确的是
A.原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素
B.某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期
C.第三周期元素的主族序数等于它们的最高正化合价
D.最外层电子数相同的元素的性质一定相似
答案C
2.下列元素最高正化合价依次增大的是
A.Al、Si、P、Cl
B.C、N、O、F
C.Si、P、S、Se
D.Si、Al、Mg、Na
答案A
解析B项中F没有正化合价，错误；C项中S和Se的最高正化合价相同，错误；D项中最高正化合价依次减小，错误。

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
答案B
解析某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期元素从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。

4.如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是
A.元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②
B.气态氢化物的稳定性：⑤＞②
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤
D.元素的最高正化合价：③＝⑥ 答案 C
解析 元素①～⑥分别为N 、O 、F 、Al 、S 、Cl 。

离子半径：S 2－
＞O 2－
＞Al 3＋
，A 项错误；
非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：H 2O ＞H 2S ，酸性：HClO 4＞H 2SO 4，B 项错误、C 项正确；F 无正价，D 项错误。

5.短周期元素R 、T 、Q 、W 在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T 所处的周期序数与族序数相等。

下列判断不正确的是
A.最简单气态氢化物的热稳定性：R ＞Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：Q ＜W
C.原子半径：T ＞Q ＞R
D.单质T 与NaOH 溶液不反应 答案 D
解析 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H 、Be 和Al ，根据T 在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al ，据此可以判断出其他元素如表所示：
氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH 3比SiH 4稳定，A
正确；硫元素的非金属性比硅
元素的强，所以H 2SO 4比H 2SiO 3的酸性强，B 正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al ＞Si ＞P ，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P ＞N ，即Al ＞Si ＞P ＞N ，C 正确；Al 既能与酸反应，又能与NaOH 溶液反应，D 错误。

6.已知W 、X 、Y 、Z 为短周期元素，W 、Z 同主族，X 、Y 、Z 同周期，W 的气态氢化物的稳定性大于Z 的气态氢化物的稳定性，X 、Y 为金属元素，X 的阳离子的氧化性小于Y 的阳离子的氧化性，W 、X 两种元素可形成两种二元化合物，Y 的简单离子半径在同周期中最小。

则W 、X 、Y 、Z 四种元素中，X 的原子结构示意图：_________，Y 简单离子的结 构示意图：________，Z 的最高价氧化物对应水化物的化学式为_______。

答案
H 2
SO 4
解析 由题目描述可知，W 、X 、Y 、Z 之间的位置关系为：，可知W 位于第二周
期，X 、Y 、Z 位于第三周期；由于Y 的离子半径在同周期中最小，则Y 为Al 。

由于金属元素X 与非金属元素W 可形成两种二元化合物，可知X 为Na ，W 为O ，则Z 为S 。

可根据要求完成问题。

7.我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。

已知锗的原子序数为32。

(1)它位于元素周期表中第_____周期______族。

(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是____(填序号)。

①它与硅位于同一主族 ②它位于周期表中金属与非金属分界线附近 ③它位于边界线附近
④它是两性物质
(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是____(填字母)。

A.左上角
B.右上角
C.过渡元素
D.金属与非金属分界线附近
解析 根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期ⅣA 族元素。

锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素。

W
X 、Y 、Z。