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第2课时元素周期律1．了解元素原子核外电子排布的周期性变化规律。2．了解元素最高化合价和最低化合价的周期性变化规律。3．了解元素原子半径的周期性变化规律。(重点)4．了解元素金属性和非金属性的周期性变化规律。(重点)知识点一元素周期律1．原子序数按照由小到大的顺序给元素编的序号。核电荷数2．原子核外电子排布的周期性变化原子结构原子序数(a的取值)电子层数最外层电子数(x的取值)1～211→23～1021→811～1831→8结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现变化周期性3.元素原子半径的周期性变化结论：电子层数相同的元素随着原子序数的递增，元素原子半径呈现的周期性变化(0族除外)。由大到小4．元素主要化合价的周期性变化原子序数最高正价变化最低负价变化1～2＋1→03～10__________－4→－111～18___________________结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化(F无正化合价，O无＋6价)＋1→＋5＋1→＋7－4→－15.元素周期律(1)内容：元素的性质随着元素核电荷数的递增而的规律。(2)实质：元素周期律是元素原子随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。呈周期性变化核外电子排布[自我诊断]1．“1～18号元素的原子半径随着核电荷数的递增逐渐减小”这句话是否正确？为什么？答案：不正确。①3～9号元素，11～17号元素的原子半径随着核电荷数的递增逐渐减小，变化规律是周期性的，而不是一直减小；②2、10、18号等稀有气体元素的原子半径与其他元素的原子半径测定标准不同，不具有可比性。知识点二元素金属性与非金属性的周期性变化1．Na、Mg、Al金属性强弱比较2．Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较3．电子层数相同的元素性质的递变规律[自我诊断]2．下列各组中前者的碱性比后者强的是()A．KOH和Al(OH)3B．Mg(OH)2和NaOHC．Al(OH)3和Mg(OH)2D．Mg(OH)2和Ca(OH)2解析：金属性越强，则对应的最高价氧化物的水化物碱性就越强。答案：A要点一粒子半径大小比较[典例1]下列粒子半径大小比较正确的是()A．原子半径：FClB．原子半径：钠硫氯C．离子半径：S2－Cl－K＋Ca2＋D．第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小[解析]F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着原子序数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，阴离子半径从左到右逐渐减小，且阴离子半径大于阳离子半径，D错。[答案]B1．原子半径(1)电子层数相同时，随原子序数的递增，原子半径逐渐减小。例如：NaMgAlSiPSCl。(2)最外层电子数相同时，随电子层数递增原子半径逐渐增大。例如：LiNaKRbCs。2．离子半径(1)同种元素的不同粒子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子。例如：S2－S，NaNa＋。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：S2－Cl－K＋。(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：K＋Na＋。[特别提醒]比较所带电荷、电子层数均不同的离子半径大小时，可选一种离子参照比较。例如：K＋与Mg2＋半径，可选Na＋为参照，得出：K＋Na＋Mg2＋。1．具有相同电子层结构的三种微粒An＋、Bn－、C，下列分析正确的是()A．原子序数关系：C＞B＞AB．微粒半径关系：r(Bn－)＜r(An＋)C．C微粒是稀有气体元素的原子D．原子半径关系是r(A)＜r(B)＜r(C)解析：三种微粒可表示为aAn＋、bBn－和cC，则由a－n＝b＋n＝c可得，原子序数关系为A＞C＞B，A项错误；由于电子层数相同，a＞b，所以r(Bn－)＞r(An＋)，B项错误；Bn－为稳定结构，C是稀有气体元素的原子，C项正确；A比B多一个电子层，r(A)＞r(B)，D项错误。答案：C要点二元素金属性、非金属性强弱比较[典例2]下列叙述中肯定能说明金属A比金属B活泼性强的是()A．A原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少B．A原子电子层数比B原子的电子层数多C．1molA从酸中置换生成的H2比1molB从酸中置换生成的H2多D．常温时，A能从酸中置换出氢，而B不能[解析]比较金属的活泼性强弱时应根据失去电子的难易程度，而不应根据最外层电子数的多少；应根据与水(或酸)反应的剧烈程度，而不应根据产生H2的量的多少，更不应根据原子电子层数的多少，故A、B、C错误，D正确。[答案]D金属性的比较本质元素的原子越易失电子，元素的金属性越强判断依据①在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性越强若Xn＋＋Y―→X＋Yn＋，则Y的金属性比X的金属性强非金属性的比较本质元素的原子越易得电子，元素的非金属性越强判断依据①与H2越易化合，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性越强④若An－＋B―→Bn－＋A，则B的非金属性比A的非金属性强2．用“”或“”回答下列问题：(1)酸性：H2CO3________H2SiO3；H2SiO3________H3PO4。(2)碱性：Ca(OH)2________Mg(OH)2；Mg(OH)2________Al(OH)3。(3)稳定性：H2O________H2S；H2S________HCl。(4)还原性：H2O________H2S；H2S________HCl。(提示：2H2S＋O2===2H2O＋2S↓)(5)酸性：H2SO4________H2SO3；HClO4________HClO。(提示：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O)解析：(1)根据元素非金属性强弱来判断其最高价氧化物对应水化物的酸性的相对强弱，非金属性：CSi，PSi。(2)根据元素金属性的强弱来判断其最高价氧化物对应水化物的碱性的相对强弱，金属性：CaMg；MgAl。(3)根据元素非金属性强弱来判断非金属氢化物的稳定性，非金属性：OS；ClS。(4)根据置换反应来判断元素还原性的相对强弱。(5)根据化学反应，较强酸能制得较弱酸的原理，可判断酸性的相对强弱。答案：(1)(2)(3)(4)(5)要点三元素的主要化合价[典例3]某元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为2，其气态氢化物中含氢8.8%。此元素可能是()A．NB．PC．SD．O[解析]某元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为2，而元素的最低负化合价的绝对值＝8－最高正化合价，得该元素的最高正化合价为＋5，最低负化合价为－3，其氢化物设为RH3，由题意知：(1×3)÷(M＋1×3)×100%＝8.8%，得M＝31，为磷元素。[答案]B1．原子的最外层电子数一般等于元素的最高化合价数。2．一般情况下，元素的最高化合价存在于最高价氧化物中，最低化合价存在于气态氢化物中。金属无负化合价。3．氟元素只有－1价与0价，没有正化合价；氧除了能与氟形成正化合价外，没有其他形式的正化合价。4．非金属元素都有负化合价，其最高化合价和最低化合价的关系：|最低化合价|＋最高化合价＝8(氢、氧、氟例外)；最高化合价一般等于其原子的最外层电子数(氧、氟例外)。3．已知第3周期某元素R的气态氢化物的化学式为H2R，下列叙述中不正确的是()A．该元素的原子最外电子层上有6个电子B．该元素最高正价氧化物的化学式为RO2C．该元素一定是非金属元素D．该元素最高价氧化物的对应水化物的化学式为H2RO4解析：由氢化物的化学式可知元素的最低价为－2价，最高价为＋6价，最外电子层上有6个电子。R为第3周期元素，则R为S，最高正价氧化物的化学式为SO3，最高价氧化物的对应水化物的化学式为H2SO4。答案：B元素性质的递变规律[典例]某研究性学习小组设计了下列实验验证元素性质的递变规律。(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的块状锂、钠、钾金属单质，观察现象。甲同学设计实验的目的是____________________________，反应最剧烈的烧杯是________(填字母)。(Ⅱ)乙同学根据非金属元素的非金属性越强对应的最高价含氧酸的酸性就越强的规律设计了如图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成。(1)写出所选用物质的化学式：A________；B________；C________。(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)锂、钠、钾为最外层电子数相同的金属，比较它们分别与水反应的现象，目的是验证它们金属性的强弱，钾的单质最活泼，与水反应最剧烈，置换出H2的能力最强。(Ⅱ)因为酸性：HNO3H2CO3H2SiO3，硝酸常温下可与铜反应，所以A是硝酸，根据“强酸制弱酸”原理可以判断B为CaCO3，C为可溶性硅酸盐。[答案](Ⅰ)验证Li、Na、K三种元素的金属性强弱c(Ⅱ)(1)HNO3CaCO3Na2SiO3(或K2SiO3)(2)CO2＋SiO2－3＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－3或2CO2＋SiO2－3＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3[随堂训练]1．原子序数在3～9之间的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是()A．电子层数B．最外层电子数C．原子半径D．化合价答案：B2．已知下列元素的原子半径为原子NSOSi半径/×10－10m0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A．0.80×10－10mB．1.10×10－10mC．1.20×10－10mD．0.70×10－10m解析：磷的原子序数在S和Si之间，故半径应在这二者之间。答案：B3．(2016·全国高考丙卷)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是()A．简单离子半径：WXZB．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性C．气态氢化物的热稳定性：WYD．最高价氧化物的水化物的酸性：YZ解析：X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，为钠元素，ZX形成的化合物的水溶液为中性，说明为氯化钠，则Y为硫元素，W为氧元素。A.钠离子和氧离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故钠离子半径小于氧离子半径，故错误；B.氧和钠形成的化合物为氧化钠或过氧化钠，其水溶液都为氢氧化钠溶液，显碱性，故正确；C.水和硫化氢比较，水稳定性强，故错误；D.最高价氧化物对应的水化物中高氯酸是最强酸，故错误。答案：B4．在11～17号元素中，用元素符号或化学式回答下列问题：(1)原子半径最小的元素是________；(2)原子半径最大的元素是________；(3)非金属性最强的元素是________；(4)金属性最强的元素是________；(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是____，它对应的氧化物的化学式为_____；(6)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是____，它对应的氧化物的化学式为_____；(7)气态氢化物中最稳定的是________；(8)气态氢化物中最不稳定的是