《高一化学必修第一册精品讲义（新教材人教版）》课时4.5 元素周期律

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元素周期律

【学习目标】

1、掌握原子结构的周期性的变化，能够以短周期元素为例，说明同周期元素性质的递变情况

2、掌握元素周期律的具体内容，熟悉原子半径、金属性和非金属性的变化规律

【主干知识梳理】

一、元素的原子核外电子排布、原子半径、元素化合价的变化规律

1~18 号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价

第

一

周

期

原子序数 1 2

元素名称氢氦

元素符号 H He

核外电子排布

原子半径/nm 0.037 ——

主要化合价 +1 0

第

二

周

期

原子序数 345678910

元素名称锂铍硼碳氮氧氟氖

元素符号 Li Be B C N O F Ne

核外电子排布

原子半径/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071 ——

最高正价或

最低负价 +1 +2 +3 +4

—4

—3—2—1 0

第

三

周

期

原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18

元素名称钠镁铝硅磷硫氯氩

元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar

核外电子排布

原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099 ——

最高正价或

最低负价 +1 +2 +3 +4

—4

—3

—2

—10

【思考与交流】随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价各呈现什么规律性的变化？

1、原子核外电子排布的周期性变化

1～18 号元素的原子的最外层电子数变化图规律

随着原子序数的递增，元素原子的最外层电

子排布呈现 1 ～ 8

的周期性变化(第一周期除

外)

2、原子半径的周期性变化

1～18 号元素的原子的原子半径变化图规律

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、元素化合价的周期性变化

1～18 号元素的化合价变化图规律

随着原子序数的递增，元素的化

合价呈周期性变化，即同周期：

最高正价：＋ 1 → ＋ 7 (O、F无正

价)负价：－ 4 → － 1

二、探究第三周期元素性质的递变规律

1、钠、镁、铝金属性强弱比较

单质

实验项目 Na Mg Al

实验操作

实验现象

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

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

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

与水(或酸)的反应的

剧烈程度与冷水剧烈反应镁与冷水几乎不反应，能

与热水反应

与酸迅速反应，放出氢气，但

镁更容易

化学方程式

最高价氧化物对应

水化物的碱性强弱 NaOH 强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物

结论

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

④随着核电荷数减小，与水(酸)反应越来越容易，氢氧化物的碱性越来越强

2、硅、磷、硫、氯非金属性强弱比较

元素 Si P S Cl

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

由易到难的顺序是：Cl2>S>P>Si

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

酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3

氢化物的稳定性不稳定受热分解受热分解稳定

结论

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>Si

3、同周期元素性质递变规律：同一周期从左往右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强

三、元素周期律

1、内容：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、实质：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

4、主族元素的周期性变化规律

项目同周期(左→右)同主族(上→下)

原

子

结

构

核电荷数逐渐增大逐渐增大

电子层结构电子层数相同，最外层电子数增多电子层数递增，最外层电子数

相同

原子半径逐渐减小 (惰性气体除外)逐渐增大

离子半径阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小

同周期：r(阴离子)＞r(阳离子)逐渐增大

性

质

　主要化合价

元素的最高正化合价由＋ 1→ ＋

7(O、F除外)

非金属元素负价由－4→－１

非金属元素负化合价== —(8—主族序

数)

相同

最高正化合价==主族序数

(O、F除外)

元素的金属性金属性逐渐减弱金属性逐渐增强

元素的非金属性非金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱

失电子能力失电子逐渐减弱失电子逐渐增强

得电子能力得电子逐渐增强得电子逐渐减弱

单质的还原性还原性逐渐减弱还原性逐渐增强

单质的氧化性氧化性逐渐增强氧化性逐渐减弱

阳离子的氧化性阳离子氧化性逐渐增强阳离子氧化性逐渐减弱

阴离子的还原性阴离子还原性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强

非金属元素气态氢化

物的形成及稳定性

气态氢化物的形成越来越容易，其稳

定性逐渐增强

气态氢化物的形成越来越困

难，其稳定性逐渐减弱

最高价氧化物对应水

化物的酸碱性

碱性逐渐减弱

酸性逐渐增强

碱性逐渐增强

酸性逐渐减弱

【即学即练 1】

1、下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是(　　)

A．同周期非金属元素的氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强

B．第Ⅰ A族元素的金属性比第Ⅱ A族元素的金属性强

C．Ⅶ A族元素是同周期中非金属性最强的元素

D．原子序数为 15 的元素的最高化合价为＋3

2、不能用元素周期律解释的是(　　)

A．酸性 HCl>H2S>PH3 B．原子半径 P>S>Cl

C．最高正价 Cl>S>P D．酸性 HClO4>H2SO4>H3PO4

3、已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素，其最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是

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