第2课时 元素周期律[学习目标定位] 1.知道元素原子结构的周期性变化2.能够以第三周期元素为例，说明同周期元素性质的递变情况3.在理解元素周期律的内容和实质的基础上，形成结构决定性质的学科思想一、原子结构及变化规律1.以第三周期元素为例填写下表：元素钠镁铝硅磷硫氯氩元素符号NaMgAlSiPSClAr原子序数1112131415161718族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0最外层电子数12345678主要化合价＋1＋2＋3＋4、－4＋5、－3＋6、－2＋7、－10最高正价＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋70原子半径(nm)0.1860.1600.1430.1170.1100.1020.0992.观察分析上表，思考讨论同一周期元素，随着原子序数的递增，元素原子核外电子排布的变化规律是最外层电子数呈现由1到8的周期性变化；元素化合价的变化规律是最高正价呈现由＋1到＋7，负价呈现由－4到－1的周期性变化；元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化1.已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/10－10 m0.751.020.741.17根据以上数据，P原子的半径可能是( )A.1.10×10－10 m B.0.80×10－10 mC.1.20×10－10 m D.0.70×10－10 m答案 A解析 根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。
2.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原子半径依次增大D.Na、K、Rb的电子层数依次增多答案 C解析 N、O、F同为第二周期元素，随着原子序数的增加，原子半径依次减小二、同周期元素金属性、非金属性递变规律1.第三周期元素的金属性、非金属性的变化规律(1)钠、镁、铝金属性强弱比较实验操作实验现象实验结论熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中逸出气体的速率较快镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑①钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为Na>Mg>Al；②钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；③钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al。
2)硅、磷、硫、氯非金属性强弱比较元素SiPSCl最高价氧化物的化学式SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对应水化物的化学式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4酸性比H2SO4强单质与H2反应的条件高温磷蒸气与H2能反应加热光照或点燃时发生爆炸而化合氢化物的稳定性不稳定受热分解受热分解稳定①硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为Cl>S>P>Si；②硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3；③硅、磷、硫、氯元素非金属性由强到弱的顺序为Cl>S>P>Si2.第二周期元素的金属性、非金属性的变化规律第二周期元素中，锂、铍属于金属元素，硼、碳、氮、氧、氟属于非金属元素，氖属于稀有气体元素(填元素种类)LiOH属于强碱，碳酸属于弱酸，硝酸属于强酸(填物质类型)；氧气和氢气化合的条件为点燃，氟气和氢气化合的条件为暗处即能爆炸结论：从锂到氟元素的金属性减弱，非金属性增强3.结论：核外电子层数相同，随着原子序数(核电荷数)的递增，原子核对核外电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，最终导致元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。
1.元素金属性强弱的判断(1)比较元素的金属性强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易程度，越容易失去电子，金属性越强2)金属单质和水或非氧化性酸反应置换出氢越容易，金属性越强；最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强2.元素非金属性强弱的判断(1)比较元素的非金属性强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越容易得到电子，非金属性越强2)单质越容易与氢气化合，生成的氢化物越稳定，非金属性越强；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，说明其非金属性越强3.元素周期律(1)元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化2)元素的性质包括：原子半径、主要化合价、金属性、非金属性等3)元素周期律实质是核外电子排布发生周期性变化的必然结果3.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)4)最不稳定的气态氢化物是________5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________6)氧化物中具有两性的是________。
答案 (1)Cl (2)Na (3)HClO4 (4)SiH4(5)NaOH (6)Al2O3解析 (1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl2)金属性最强的元素在最左边，应为Na3)非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO44)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强6)铝的氧化物Al2O3具有两性4.已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱的顺序是HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断正确的是( )A.气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3B.非金属活泼性：Y＜X＜ZC.原子半径：X＞Y＞ZD.原子最外层电子数：XY>Z，气态氢化物的稳定性顺序为HX＞H2Y＞ZH31.下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )A.同主族元素形成的单质熔、沸点自上而下逐渐升高B.核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同C.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱D.非金属元素的气态氢化物的稳定性越强其沸点就越高答案 B解析 A项，碱金属元素形成的单质，其熔、沸点自上而下逐渐降低；C项，同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而减弱；D项，稳定性HCl>HBr>HI，但沸点HI>HBr>HCl。
2.X、Y为同周期元素，如果X的原子半径大于Y，则下列判断不正确的是( )A.若X、Y均为金属元素，则X的金属性强于YB.若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子强C.若X、Y均为非金属元素，则Y的非金属性比X强D.若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y强于X答案 B解析 X、Y为同周期元素，由原子半径：X＞Y可知原子序数：X＜Y，若二者均为金属元素，则有金属性：X＞Y，阳离子的氧化性：X＜Y；若二者均为非金属元素，则有非金属性：Y＞X，最高价含氧酸的酸性：Y＞X3.短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示：甲乙丙丁戊下列判断正确的是( )A.原子半径：丙<丁<戊B.金属性：甲>丙C.氢氧化物碱性：丙>丁>戊D.最外层电子数：甲>乙答案 C解析 根据元素周期律可知，同周期元素自左向右，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，故A、D两项错误；同周期金属元素从左到右，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，故C项正确；同主族元素自上而下，金属性逐渐增强，故B项错误4.下列结论正确的是( )①粒子半径：K＋>Al3＋>S2－>Cl－ ②氢化物的稳定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4 ③离子的还原性：S2－>Cl－>Br－>I－ ④氧化性：Cl2>S>Se>Te ⑤酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO ⑥非金属性：O>N>P>Si ⑦金属性：BeCl－>K＋>Al3＋。
③还原性：S2－>I－>Br－>Cl－5.原子序数为11～17号的元素，随核电荷数的递增，以下各项内容的变化是[填“增大(强)”“减小(弱)”或“相同(不变)”](1)各元素的原子半径依次________，其原因是____________________________________2)各元素原子的电子层数____________，最外层电子数依次__________________3)元素的金属性逐渐______，而非金属性逐渐______，元素失电子能力逐渐_____________，得电子能力逐渐________________答案 (1)减小 电子层数相同时，随核电荷数增大，原子核对最外层电子的引力增大，因此原子半径逐渐减小(2)相同 增大 (3)减弱 增强 减弱 增强解析 原子序数为11～17号的元素，在元素周期表中位于第三周期，根据同周期元素的原子结构和性质的变化，可解答本题[基础过关]题组一 元素周期律的内容和实质1.元素的以下性质，随着原子序数递增不呈现周期性变化的是( )A.化合价B.原子半径C.元素的金属性和非金属性D.相对原子质量答案 D解析 由元素周期律的内容知，元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈周期性变化，而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势，绝不会出现周期性的变化。
2.元素性质呈周期性变化的决定因素是( )A.元素原子半径大小呈周期性变化B.元素相对原子质量依次递增C.元素原子核外电子排布呈周期性变化D.元素的最高正化合价呈周期性变化答案 C解析 元素性质呈周期性变化的决定因素是元素原子核外电子排布呈周期性变化题组二 同周期、同主族元素的性质变化规律3.下列各组的排列顺序中，正确的是( )A.原子半径：NaMg。