2025步步高学习笔记导学案人教版必修一第4章第2节第1课时元素性质的周期性变化规律

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第二节　元素周期律

第1课时　元素性质的周期性变化规律

[核心素养发展目标]　1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。2.会设计实验探究同周期元素性质的变化规律，会比较元素的金属性或非金属性的强弱，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

一、核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化

1.原子核外电子排布的周期性变化

以原子序数为1~18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下：

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.原子半径的周期性变化

以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下：

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。

提醒　原子半径的递变规律指同一周期第ⅠA族~第ⅦA族之间的变化规律，不包括稀有气体元素。

思考1　试比较下列微粒的半径大小(填“>”“<”或“=”)。

(1)Mg　　　Ca　　　K； 

(2)P　　　S　　　Cl； 

(3)Fe3+　　　Fe2+　　　Fe； 

(4)S2-　　　Cl-　　　Na+　　　Mg2+。 

提示　(1)<　<　(2)>　>　(3)<　<

(4)>　>　>

“三看法”比较微粒半径的大小

一看层，层多径大；

二看核，层同核多径小；

三看电子，层同核同电子多径大，如Cl->Cl、Fe2+>Fe3+。

3.元素化合价的周期性变化

以原子序数为1~18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下：

规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期，最高正价为+1→+7(O无最高正价、F无正价)，负价为-4→-1。

思考2　主族元素的最高化合价等于其族序数，这句话对吗？为什么？

提示　不对。主族元素形成最高化合价时，失去(或偏移)最外层的全部电子达到稳定结构，但O、F元素因原子半径很小，非金属性很强，所以在反应中不能失去(或偏移)最外层的全部电子，故O元素没有最高正化合价、F元素无正价。

主族元素主要化合价的确定方法

(1)最高正价=主族序数=最外层电子数(O、F除外)。

(2)最低负价=最高正价-8(H、O、F除外)。

(3)H的最高价为+1，最低价为-1；O最低价为-2；F无正化合价，最低价为-1。

1.判断正误

(1)第二周期元素从左至右，最高正价从+1递增到+7(　　)

(2)原子半径最小的元素是氢元素(　　)

(3)氢元素除了有+1价外，也可以有-1价，如NaH(　　)

(4)主族元素的最低负价等于其族序数-8(　　)

(5)第三周期原子半径最大的元素为钠(　　)

答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√

2.下列说法正确的是(　　)

A.原子序数越大，原子半径一定越大

B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大

C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复

D.按C、N、O、F的顺序，元素的最高正化合价依次升高

答案　C

解析　氯原子比锂原子多一个电子层，但原子半径：r(Li)>r(Cl)，故B错误；元素性质的周期性变化不是简单的重复，变化的程度不同，变化的起点和终点也不同，故C正确；氟是最活泼的非金属元素，它只有负化合价，没有正化合价，故D项错误。

3.(2024·海口长流中学高一月考)若某非金属元素X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HnXOm，则X元素的族序数为　　　　，它的最高价氧化物的化学式为　　　　，氢化物的化学式为　　　　。 

答案　2m-n　X2O2m-n　H(8-2m+n)X

解析　HnXOm中H为+1价，O为-2价，则X为+(2m-n)价，元素的主族序数等于最外层电子数，则X元素的族序数为2m-n；它的最高价氧化物的化学式为X2O2m-n，其最低负价为2m-n-8=-(8-2m+n)，则其氢化物为H(8-2m+n)X。