1、4.2 4.2 元素周期律元素周期律一、元素周期律一、元素周期律1.1.原子核外电子排布的周期性变化原子核外电子排布的周期性变化原子序数原子序数 电子层数电子层数 最外层电子数最外层电子数 达到稳定结构时达到稳定结构时的最外层电子数的最外层电子数 12 310 1118 12 23 3128 88 82 21818随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由现由1 1个逐渐增加到个逐渐增加到8 8个个, ,由不饱和逐渐到饱和的周期性由不饱和逐渐到饱和的周期性变化。变化。【结论】：【结论】：根据根据1-18号元素核外电子排布总结号元素核外电子排
2、布总结核外电子排布的规律核外电子排布的规律2.2.原子半径的递变规律原子半径的递变规律元素元素HHe原子原子半径半径0.037nm-元素元素LiBeBCNOFNe原子原子半径半径0.152nm0.089nm0.082nm0.077nm0.075nm0.074nm0.071nm-元素元素NaMgAlSiPSClAr原子原子半径半径0.186nm0.160nm0.143nm0.117nm0.110nm0.102nm0.099nm-随着原子序数的递增，元素的原子半径呈由大到小的周期性变化。随着原子序数的递增，元素的原子半径呈由大到小的周期性变化。【结论】：【结论】：(2)(2)同周期元素原子半径随原
3、子序数增大如何变化？为什么？同周期元素原子半径随原子序数增大如何变化？为什么？(1)(1)同主族元素原子半径随原子序数增大如何变化？为什么？同主族元素原子半径随原子序数增大如何变化？为什么？随原子序数大的递增，同主族元素原子核外电子层数逐渐随原子序数大的递增，同主族元素原子核外电子层数逐渐增大，所以原子半径逐渐增大。增大，所以原子半径逐渐增大。同主族元素原子电子层数相同，随原子序数的递增，同主族元素原子电子层数相同，随原子序数的递增，核电荷数逐渐增大，对外层电子的吸引力增大，所以核电荷数逐渐增大，对外层电子的吸引力增大，所以原子半径逐渐减小。原子半径逐渐减小。3.3.化合价的周期性变化化合价的
4、周期性变化结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现由低逐渐升高的周期性变化。结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现由低逐渐升高的周期性变化。(3)(3)试比较试比较Na+Na+和和F-F-的半径大小的半径大小Na+和和F-电子层结构相同，但电子层结构相同，但Na+核电荷数比核电荷数比F-大，大，对外层电子吸引力强，所以半径要小一些对外层电子吸引力强，所以半径要小一些 r(Na+) r(F-)(4)(4)试比较试比较Na+Na+和和K+K+的半径大小的半径大小K+的电子层数大于的电子层数大于Na+，所以半径要大一些，所以半径要大一些r(Na+) 通过以上的讨论我们知道，随着原子序数的递增，元素
5、原子的核外电子排布、原子通过以上的讨论我们知道，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径以及化合价都呈现出周期性的变化。那么，元素的金属性和非金属性是否也随着原半径以及化合价都呈现出周期性的变化。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出周期性变化呢？子序数的递增而呈现出周期性变化呢？我们通过第三周期元素的一些化学性质来探讨这一问题。我们通过第三周期元素的一些化学性质来探讨这一问题。提问：如何设计实验判断钠镁铝三种金属的金属性强弱提问：如何设计实验判断钠镁铝三种金属的金属性强弱? ?提问：如何设计实验判断钠镁铝三种金属的金属性强弱提问：如何设计实验判断钠镁铝三种金
6、属的金属性强弱? ?判判断断依依据据金属性金属性非金属性非金属性金属金属单质与水或酸反应置换出单质与水或酸反应置换出H2的难的难易程度易程度金属最金属最高价氧化物对应水化物高价氧化物对应水化物碱性强弱碱性强弱非金属单质与非金属单质与H2化合的难易化合的难易及及气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应的水化物最高价氧化物对应的水化物（最高价含氧酸）（最高价含氧酸）的酸性强弱的酸性强弱 试剂：面积相同的镁条和铝条，金属钠，酚酞溶液，试剂：面积相同的镁条和铝条，金属钠，酚酞溶液，MgCl2溶液，盐溶液，盐酸（酸（1mol/L），），NaOH溶液，溶液，AlCl3溶液，蒸馏水。溶液，蒸馏水
7、。仪器：烧杯，试管，表面皿，酒精灯，试管夹。仪器：烧杯，试管，表面皿，酒精灯，试管夹。 实验一：钠、镁、铝与水的对比反应实验一：钠、镁、铝与水的对比反应实验注意事项：实验注意事项：1、钠如何取用？、钠如何取用？2、镁、铝与水反应时，看不到明显现象，可适当加热，、镁、铝与水反应时，看不到明显现象，可适当加热，加热至沸腾后立即停止加热，观察现象。加热至沸腾后立即停止加热，观察现象。钠钠MgAl现象现象无明显现象无明显现象方程式方程式2Na + 2H2O = 2NaOH + H2Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2结论：金属性强弱结论：金属性强弱 Na NaMgMgAl Al 实验现象和
8、结论：实验现象和结论：4.4.元素的金属性和非金属性元素的金属性和非金属性实验一：镁、铝和水的反应实验一：镁、铝和水的反应与冷水反应剧烈与冷水反应剧烈与热水反应较快与热水反应较快G:元素周期律镁、4实验二：镁、铝和盐酸的反应实验二：镁、铝和盐酸的反应向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝片的试管中，各加入向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝片的试管中，各加入2mL 1mol/L的盐酸。的盐酸。MgAl现象现象化学方程式化学方程式Mg + 2HCl = MgCl2+H22Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2有气泡放出,反应剧烈有气泡放出,反应较剧烈实验现象和结论：实验现象和结论：结论：金属性强弱结
9、论：金属性强弱 Mg MgAl Al 白色沉淀白色沉淀Mg(OH)2白色沉淀白色沉淀Al(OH)3再加再加NaOH溶液溶液再加再加NaOH溶液溶液现象：现象：NaOH溶液溶液MgCl2溶液溶液AlCl3溶液溶液沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀溶解沉淀溶解现象：现象：实验三：实验三：G:元素周期律4原子序数原子序数111213元素符号元素符号NaMgAl单质与水单质与水( (或酸或酸 ) )反应反应最高价最高价氧化物对应的氧化物对应的水化物碱性强弱水化物碱性强弱与冷水反应剧烈与冷水反应剧烈与热水反应较快与热水反应较快与盐酸反应剧烈与盐酸反应剧烈与盐酸反与盐酸反应较剧烈应较剧烈NaOHMg(OH)2Al(
10、OH)3金属性：金属性： Na Mg Al强碱强碱中强碱中强碱两性两性 金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱【通过实验，获取结论】【通过实验，获取结论】阅读课本阅读课本103103页表格，探究非金属性强弱。页表格，探究非金属性强弱。H4SiO4弱酸弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4强酸（强酸（酸性比酸性比H2SO4强）强）原子序数原子序数1112131415161718元素符号元素符号NaMgAlSiPSClAr单质和水单质和水(或或酸）反应情酸）反应情况况冷水剧冷水剧烈烈热水较热水较快快盐酸剧盐酸剧烈烈盐酸较盐酸较快快高温高温磷蒸气磷蒸气与与H2能能反应反应须须加加热热光照或光照
11、或点燃爆点燃爆炸化合炸化合NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱Al(OH)3两性氢两性氢氧化物氧化物H4SiO4弱酸弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4最强酸最强酸稀有气体元素稀有气体元素非金属单质非金属单质与氢气反应与氢气反应最高价氧化物最高价氧化物对应水化物的对应水化物的酸碱性酸碱性金属性和非金金属性和非金属性递变属性递变金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强同一周期同一周期,从左到右从左到右元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化，元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化，这一规律叫做元素周期律这一规律叫做元素周期律2.2.元素原
12、子半径元素原子半径3.3.元素化合价元素化合价1.1.原子核外电子排布原子核外电子排布4.4.元素的金属性和非金属性元素的金属性和非金属性1.下列变化的比较下列变化的比较, 不正确的是（不正确的是（ ）A. 酸性强弱酸性强弱: HClO4 H2SO4 H3PO4 H2SiO3 B. 原子半径大小原子半径大小: Na S OC. 碱性强弱碱性强弱: KOH NaOH LiOH D. 还原性强弱还原性强弱: F- Cl- I-D 2.（2017新课标新课标）a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与原子核外电子总数与b原子次外层的电子
13、数相同；原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数所在周期数与族数相同；相同；d与与a同族，下列叙述正确的是（）同族，下列叙述正确的是（）A . 原子半径：原子半径：dcba B . 4种元素中种元素中b的金属性最强的金属性最强C . c的氧化物的水化物是强碱的氧化物的水化物是强碱 D . d单质的氧化性比单质的氧化性比a单质的氧化性强单质的氧化性强B主族元素和零族元素名称读法主族元素和零族元素名称读法氢氢 锂锂 钠钠 钾钾 铷铷 铯铯 钫钫IAIIA铍铍 镁镁 钙钙 锶锶 钡钡 镭镭硼硼 铝铝 镓镓 铟铟 铊铊碳碳 硅硅 锗锗 锡锡 铅铅氮氮 磷磷 砷砷 锑锑 铋铋氧氧 硫硫 硒硒 碲碲 钋
14、钋氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 砹砹IIIAIVAVAVIAVIIA氦氦 氖氖 氩氩 氪氪 氙氙 氡氡r fng s s li ji yn t zh x t b x d p i xan dng短周期元素短周期元素二、元素周期表和元素周期律的应用二、元素周期表和元素周期律的应用二、元素周期表和元素周期律的应用二、元素周期表和元素周期律的应用1 1、在自然科学方面：、在自然科学方面： 周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系，元素周期表为发展过渡元素结构、镧构与元素周期表有密切关系，元素周期表为发展过渡元素结构、
15、镧系和锕系结构理论，甚至为指导新元素的合成，预测新元素的结构系和锕系结构理论，甚至为指导新元素的合成，预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和元素周期表在自然科学的许多和性质都提供了线索。元素周期律和元素周期表在自然科学的许多部门，都是重要工具。部门，都是重要工具。2 2、在生产上的某些应用：、在生产上的某些应用： 农药多数是含农药多数是含ClCl、P P、S S、N N、AsAs等元素的化合物。等元素的化合物。 半导体材料都是周期表里金属与非金属分界处的元素，如半导体材料都是周期表里金属与非金属分界处的元素，如GeGe、SiSi、GaGa、SeSe等。等。 耐高温、耐腐蚀的特种合金材料以及催化剂的制取：在周期表里从耐高温、耐腐蚀的特种合金材料以及催化剂的制取：在周期表里从第第BB族到第族到第BB族的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、族的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。耐腐蚀等特点。
