师:同学们,大家好。今天我们来学习元素性质的周期性变化规律。通过今天的学习,希望大家达成以下目标:知道同周期元素的核外电子排布、原子半径、化合价等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律;能够以第三周期元素为例,说明同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。

  在前面的学习中,我们知道同族元素的性质具有相似性和递变性。那么同周期元素的性质又有哪些变化规律呢?这节课我们一起来探讨。

  首先,请同学们阅读课本107页表4 - 5,填写108页表格,思考并讨论:随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布、原子半径、化合价都呈现了什么规律性的变化?

  通过图表信息可知,同周期从左到右,元素原子的核外电子层数相同,与周期数相对应,最外层电子数依次增大,第一周期是1 - 2,第二和第三周期都是1到8 。同周期从左到右,元素的原子半径逐渐减小,氢原子是所有原子中半径最小的。同周期从左到右,元素的最高化合价逐渐升高,第二周期是从 +1到 +5,因为氧无 +6价,氟无正价;第三周期是从 +1到 +7 。元素的最低化合价由第ⅣA族的 -4价逐渐升高到第ⅦA族的 -1价。

  经过分析,我们得出结论:随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性变化。

  利用刚才分析的数据,我们以原子序数为横坐标,分别以最外层电子数、化合价和原子半径为纵坐标,绘制柱状图或者折线图。从这两幅图中,我们能更直观地观察到,随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价呈现周期性变化。

  接下来,请同学们思考一个问题:为什么同周期元素的原子半径会随着原子序数的增加而逐渐减小呢?这是因为在电子层数相同的情况下,随着原子序数的递增,原子核对核外电子的电性作用增强,使得最外层电子与原子核之间的距离缩小,从而原子半径减小。

  刚才我们分析了随着原子序数递增,元素原子的核外电子排布、原子半径、化合价等随原子序数递增呈周期性变化的规律。那么元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢?我们以第三周期元素的一些化学性质来探讨这个问题。

  首先,请同学们根据第三周期元素原子的核外电子排布,推测该周期元素金属性和非金属性的变化规律。通过前面的学习,我们知道第三周期元素钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩的核外电子层数相同。随着核电荷数的增加,原子核对核外电子的吸引力增强,原子失电子的能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。所以我们推测第三周期元素从左到右(不考虑稀有气体元素)金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。

  接下来,请同学们设计实验方案,探究钠、镁、铝的金属性强弱。回顾碱金属性强弱判断标准,从同主族元素迁移到同周期元素,我们可以从单质与水或酸反应的难易程度进行判断,也可以从最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)的碱性强弱进行判断。

  首先,我们根据单质与水的反应强弱来判断钠和镁的金属性强弱。请同学们观看镁和水反应的实验视频。

  (实验步骤)

  取一小段镁条,用砂纸除去表面氧化膜,放到试管中。

  向试管中加入两毫升水,并滴入两滴酚酞溶液。

  镁条表面有微量气泡产生,溶液微微变红。

  点燃酒精灯,加热试管至沸腾,可观察到镁条表面产生大量气泡,镁条附近溶液变为红色。

  回顾钠与水的反应,我们知道常温下钠与水反应剧烈,放出氢气,加入酚酞后溶液变红。从刚才实验视频可以看到,常温下镁与水反应较缓慢,镁条表面有微量气泡产生,溶液微微变红,加热后反应剧烈,镁条表面有大量气泡产生,镁条附近溶液变为红色。与金属钠相比,镁与水的反应明显困难,所以钠的金属性强于镁。

  因为铝和水的反应现象不明显,所以我们利用氢氧化物的碱性强弱来比较镁和铝的金属性强弱。请同学们观看实验视频。

  (实验步骤)

  向试管中加入两毫升1摩尔每升氯化铝溶液。

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《化学 必修1 第4章 第二节 元素周期律 第1课时:元素性质的周期性变化规律 逐字稿-3,221字 第5版》.docx
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