第1课时 元素周期律
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素养新要求
1.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。
2．以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及碱金属和卤族元素为例，了解同周期和主族元素性质的递变规律。
学业基础——自学·思记·尝试
一、原子结构的周期性变化
1．原子核外电子排布的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，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．元素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．元素主要化合价的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1→＋7，最低负化合价呈现－4→－1的周期性变化。
二、元素性质的周期性变化
1．同周期元素(Na、Mg、Al)金属性强弱
(1)Na、Mg与水的反应
金属名称 | 实验内容 | 实验现象 | 实验结论 |
Na | 将绿豆大小的钠投入水中，滳加2滴酚酞溶液 | 与冷水发生剧烈反应，有气泡产生，溶液变红 | 与钠和水的反应相比，镁在冷水中反应很缓慢，与沸水反应加快，反应生成了碱性物质和H2：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ |
Mg | 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入水中，滴加2滴酚酞溶液 | 与冷水反应缓慢 | |
在之前的基础上加热至液体沸腾 | 反应加快，有气泡产生，溶液变红 | ||
(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱
物质 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | ||
实验 操作 | ||||
沉淀 溶解 情况 | 沉淀逐渐溶解 | 沉淀逐渐溶解 | 沉淀逐渐溶解 | 沉淀不溶解 |
相关反应 的化学方 程式 | Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O | Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O | Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O | — |
实验 结论 | NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，三者的碱性依次减弱 | |||
【结论】
即随着原子序数的递增，同周期的Na、Mg、Al失去电子的能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。
2．同周期元素(Si、P、S、Cl)非金属性的比较
Si | P | S | Cl | 规律 (同周期从左到右) | |
单质与氢气反应的条件 | 高温 | 磷蒸气与氢 气能反应 | 加热 | 光照或点燃时发生爆炸 | 与H2化合能力逐渐增强 |
形成的气态氢化物的热稳定性 | SiH4很不稳定 | PH3不 稳定 | H2S受热分解 | HCl稳定 | 氢化物稳定性逐渐增强 |
最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱 | H2SiO3弱酸 | H3PO4 中强酸 | H2SO4 强酸 | HClO4 强酸(比H2SO4酸性强) | 最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强 |
结论：随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。
不能用来判断元素的金属性或非金属性强弱的依据：
(1)原子失去或得到电子数目的多少。
(2)单质的熔点或氢化物的沸点等物理性质。
(3)非最高价含氧酸的酸性。
(4)氢化物水溶液的酸性。
(5)非金属单质作还原剂的置换反应。
特别提醒
非金属元素对应氢化物的分子式书写规律
(1)第ⅥA族和第ⅦA族元素氢化物分子式的书写符合正价元素符号在前、负价元素符号在后的一般规律，如H2强酸和弱酸的区别S、H2Se、HF、HI等。
(2)第ⅢA族、第ⅣA族和第VA族元素氢化物分子式的书写则不符合分子式书写的一般规则，习惯上，把氢元素符号写在后面，非金属元素符号写在前面，如CH4、SiH4、NH3、PH3等，在日常书写时要特别注意。
【素材拓展】 硅酸是硅的最高价氧化物SiO2对应的水化物。跟一般的酸相比，硅酸的组成与结构要复杂得多，常用化学式H2SiO3来表示硅酸。硅酸为白固体，是一种不溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱，可以与强碱反应。制备硅酸的原理是“强酸制弱酸”，这一原理也可用来设计比较酸性强弱的实验，如证明酸性为盐酸>碳酸>硅酸，相关反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl，Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3或Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3，2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
三、元素周期律
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)第二周期元素中原子半径最小的原子是氟。( )
(2)第二周期元素中C、N、O、F的最高化合价依次升高。( )
(3)短周期元素中原子半径最小的是氢。( )
(4)从原子序数11依次增加到17，原子电子层数不变。( )
(5)从原子序数11依次增加到17，原子半径逐渐增大。( )
(6)同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，简单离子半径也逐渐减小。( )
(7)元素的非金属性越强，其氧化物对应的水化物酸性越强。( )
(8)P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强。( )
2．下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B．随着元素原子序数的递增，元素最高正价从＋1到＋7重复出现
C．随着元素原子序数的递增，元素的最低负价从－7到－1重复出现
D．金属元素无负化合价，随着元素原子序数的递增，元素最低负价从－4到－1重复出现
3．下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是( )
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C．N、O、F最高正化合价依次增大
D．Na、K、Rb的电子层数依次增多
4．[2022·银川高一检测]下列有关元素周期律的叙述正确的是( )
A．氧化性强弱：F2＜Cl2
B．金属性强弱：K＜Na
C．酸性强弱：H3PO4＜H2SO4
D．碱性强弱：NaOH＜Mg(OH)2
5．图为元素周期表的一部分，有关说法正确的是( )
O | F |
S | Cl |
A.原子序数：O＞F
B．原子半径：O＜S
C．非金属性：S>Cl
D．稳定性：HF＜HCl
6．在第三周期元素中，除稀有气体元素外：
(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。
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