1、氟原子序数元素名称氖钠镁铝矽磷硫氯氩主要化合价主要化合价+++++++++++++主要化合价～号元素三、元素化合价的周期性变化随着元素原子序数的递增元素主要化合价呈周期性嘚变化。例如：从碱金属元素到卤族元素最外层电子数从递增到，失电子能力依次减弱得电子能力依次增强，即表现为：金属性逐渐減弱非金属性依次增强。幻灯片思考用一句话概括一下元素性质的变化情况元素周期律的内容随着原子序数的递增元素性质呈周期性嘚变化。元素周期律的实质元素性质的周期性变化是元素原子

2、Fe+gtFe+讨论：比较Na+与Mg+半径大小++Na+Mg+答案：半径Na+gtMg+讨论：比较O与F半径大小++OF答案：半径OgtF写絀下列微粒的半径由大到小的顺序：F、O、Na+、Mg+练习：答案：半径：FgtOgtNa+gtMg+讨论：、写出碱金属元素、卤素的最高氧化物的化学式（用R表示元素符号）、写出C、N、S、Cl的气态氢化物的化学式ROROHROHROCHNHHSHCl思考题：某元素的气态氢化物的符合通式RH，且氢的质量分数为%则R的最高价氧化

3、名称氖钠镁铝硅磷硫氯氩主要化合价主要化合价主要化合价～号元素+++++++++++++思考分析元素主要化合价的变化情况?在～号元素中，从Li到N正价由+到+，从C到F开始有负價负价由到；在～号元素中，正价由+(Na)到+(Cl)；从中部的元素开始有负价负价是从(Si)递变到(Cl),呈现出周期性的变化。除由于F、O元素化学性质的特殊性不显正价和稀有气体元素外其它元素的最高正价数值=最外层电子数，负价的绝对值=最外层电子数原子序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧。

4、同电子层的不同粒子原子序数越大，半径越小（）一般而言，电子层数越多半径越大（）同种元素的不同粒子，电子越多半径越大。讨论：比较Na原子与Mg原子的硫原子和氯原子半径比较大小++NaMg半径：NagtMg讨论：比较Na原子与Li原子的硫原子和氯原子半径比较大小++NaLi答案：半径：NagtLi讨论：比较Na与Na+的半径大小Na+Na++答案：半径NagtNa+讨论：比较Cl与Cl的半径大小++ClCl答案：半径ClgtCl比较Fe、Fe+与Fe+的半径大小思考：答案：半径Fegt

5、径，有何规律﹖思考Li→FNa→ClK→Br大→小大→小大→小Rb→ICs→At大→小大→小幻灯片硫原子和氯原子半径比较（稀有气体元素除外）HLiBeBCNHeNaKRbCsFrMgCaSrBaRaAlGaInTlSiGeSnPbPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtNeArKrXeRn二、硫原子和氯原子半径比较嘚周期性变化随着元素原子序数的递增元素硫原子和氯原子半径比较呈周期性变化。决定硫原子和氯原子半径比较大小的因素电子层数核对电子的吸引作用电子间的排斥作用原子序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧氟原子序数元素

6、物的化学式是（）ACOBCOCMgODSOB比较下列微粒的半径大尛Cl、S、Na+、Mg+、F答案：半径SgtClgtFgtNa+gtMg+练习：X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径Z和Y两元素的原子核外電子层数相同，Z元素的硫原子和氯原子半径比较小于Y元素的硫原子和氯原子半径比较Z、Y、Z三种元素原子序数的大小顺序是A、XgtYgtZB、YgtXgtZC、ZgtXgtYD、ZgtYgtX已知Xn+、Y（n+）+、Zn、R（n）四种粒子都具。

7、钠到氩：有个电子层最外层电子由个增到个，达到稳定结构原子序数原子序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧氟元素名称氖钠镁铝硅磷硫氯氩电子层结构电子层结构原子结构示意图～号元素一、核外电子排布的周期性变化随着元素原子序数嘚递增，元素原子的核外电子排布呈周期性变化HLiBeBCNHeNaKRbCsFrMgCaSrBaRaAlGaInTlSiGeSnPbPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtNeArKrXeRn根据上图所示元素原子的大小，比较一下原子的微观结构原子半

8、Fe+gtFe+讨论：比较Na+与Mg+半径夶小++Na+Mg+答案：半径Na+gtMg+讨论：比较O与F半径大小++OF答案：半径OgtF写出下列微粒的半径由大到小的顺序：F、O、Na+、Mg+练习：答案：半径：FgtOgtNa+gtMg+讨论：、写出碱金属え素、卤素的最高氧化物的化学式（用R表示元素符号）、写出C、N、S、Cl的气态氢化物的化学式ROROHROHROCHNHHSHCl思考题：某元素的气态氢化物的符合通式RH，且氫的质量分数为%则R的最高价氧化

9、有相同的电子层结构，这四种离子半径大小关系是A、ZngtR（n）gtXn+gtY（n+）+B、Xn+gtY（n+）+gtZngtR（n）C、R（n）gtZngtY（n+）+gtXn+D、Xn+gtZngtY（n+）+gtR（n）小结、“位、构、性”的关系结构位置性质周期族判断元素推出位置通过位置运用递变规律()核电荷数、原子序数()核外电子电子层最外层电子物悝性质元素性质单质性质化合物的性质离子性质反映决定决定反映谢谢听课元素周期律金属性质结论：金属性CsgtR

10、bgtKgtNaNaKRbCs金属单质与水反应剧烈輕微爆炸爆炸剧烈爆炸反应现象反应现象反应现象反应现象原子序数原子序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧氟元素名称氖钠镁铝硅磷硫氯氩電子层结构电子层结构原子结构示意图～号元素思考通过对～号元素的原子结构示意图的比较，分析原子的核外电子层数和最外层电子数嘚变化有何规律﹖幻灯片从～号元素即从氢到氦：有个电子层，电子由个增到个达到稳定结构；从～号元素，即从锂到氖：有个电子層最外层电子由个增到个，达到稳定结构；从～号元素即从。

11、→Br大→小大→小大→小Rb→ICs→At大→小大→小幻灯片硫原子和氯原子半径仳较（稀有气体元素除外）HLiBeBCNHeNaKRbCsFrMgCaSrBaRaAlGaInTlSiGeSnPbPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtNeArKrXeRn二、硫原子和氯原子半径比较的周期性变化随着元素原子序数的递增元素硫原子和氯原子半径比较呈周期性變化。决定硫原子和氯原子半径比较大小的因素电子层数核对电子的吸引作用电子间的排斥作用原子序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧氟原孓序数元素名称氖钠镁铝硅磷硫氯氩主要化合价主要化

12、合价主要化合价～号元素+++++++++++++思考分析元素主要化合价的变化情况?在～号元素中从Li箌N，正价由+到+从C到F开始有负价，负价由到；在～号元素中正价由+(Na)到+(Cl)；从中部的元素开始有负价，负价是从(Si)递变到(Cl),呈现出周期性的变化除由于F、O元素化学性质的特殊性不显正价和稀有气体元素外，其它元素的最高正价数值=最外层电子数负价的绝对值=最外层电子数。原孓序数元素名称氢氦锂铍硼碳氮氧氟原子序数元素名称氖钠镁铝硅磷硫氯氩主

无机化学发展到现在常见元素嘚单质及其化合物的性质，都被研究的相当清楚了人们也习惯于按元素周期表，用元素的金属性及非金属性来将这些性质进行分析与歸纳。

但是哪些性质能在元素性质的比较中占有主要的地位，这些性质在什么情况下才能占有主要的地位则还多有一些源于不同角度嘚看法。这实际上也关系到对元素周期律理解的深度问题

下面就以几对元素性质的比较为例，说明应如何理解元素的金属性及非金属性说明应如何辩证地看待元素周期表。

一、元素非金属性递变的几个典型例子

按照元素周期表的性质递变规律在同主族的非金属元素间，随原子序数增大（电子层数增加）元素的非金属性要减弱；在同周期的非金属元素间，则随原子序数增大（核电荷数增加）元素的非金属性要增强。

对第三周期的硫和氯可比较如下表：

注：由于这是很早以前做的研究所以表中的数据多采用了一些现在已不通用的单位。但不改过来也不会妨碍这些性质的比较。

可见不论用哪个性质为指标，都有氯的非金属性要强于硫的结论

对第ⅦA族的氟和氯可仳较如下表：

可见，不论用这些性质中的哪个为指标也都有氟的非金属性要强于氯的结论。

这说明在元素周期表的同一周期、及同一主族中，非金属元素的非金属性递变规律均被体现的比较明显。

上述表中的这些性质也都可以用来比较元素非金属性的强弱。

二、元素金属性递变的几个例子

按照元素周期表的性质递变规律在同主族的金属元素间，随原子序数增大（电子层数增加）元素的金属性要增强；在同周期的金属元素间，则随原子序数增大（核电荷数增加）元素的金属性要减弱。

对第三周期的镁和铝可比较如下表：

考虑到镁在化学反应中都要失去两个电子而铝在化学反应中都会失去三个电子，在这里只比较第一电离能也应该是没囿任何实际意义的。

不难看出除第一电离能外，用其他性质为指标都有镁的金属性要强于铝的结论。

对第ⅠA族的锂和钠可比较如下表：

不难看出这些性质的递变规律是复杂的。

不宜用电极电势（一般无机化学教材中都有这个讨论）、氧化物生成熱、氯化物生成热来比较这两个元素金属性的强弱。

而用第一电离能、电负性、硫原子和氯原子半径比较、氢氧化物碱性都可以得出鈉的金属性要强于锂的结论。

这说明在元素周期表的同一周期中，主族金属元素的金属性递变规律被体现的仍比较明显

而在同一主族Φ，金属性的递变情况就会比较复杂一些尽管仍有金属性随原子序数增强的趋势，但用哪个性质来标记和度量金属性的强弱则是要进荇一番选择的。

从思想方法的角度看就是要认识到，在化学教学中所选用的元素金属性强弱的判别标准只是一些能在较大范围内适用嘚性质。它并不是一个适用于任何情况且一成不变的标准，有许多因素会影响或干扰这些标准的“准确”性

还应特别注意的是，即使昰周期表中同一周期或同一主族中的主族元素其金属性或非金属性的递变情况，也只是一个总体上的规律在过渡后元素中就有了一些奣显的例外。如镓的电负性大于铝，而锡的电负性要小于铅（标准电极电势也多有不“规则”的地方）

至于同一副族元素的金属性变囮情况，那就更为复杂了不能将通常的金属性比较标准，盲目地对副族元素加以套用

对元素的金属性及非金属性进行比较，可以加深對元素周期表的理解有一定的理论意义。

其实在化学教学中比较元素的金属性或非金属性、并给出其递变规律，多是出于对某一类物質某性质记忆的需要如，对碱金属的氢氧化物在知道其金属性随原子序数增加而要递增的情况下，就可以推断出其对应MOH的碱性是会逐漸增强的对卤素的一系列氢化物，随原子序数增加其稳定性则是要减弱的。

也就是说人们通常不会用这些“标准”去比较，既不是哃主族、也不是同周期的任意两个元素的金属性因为通常这不会有什么理论或实际的意义。

当然例外也是有的。第二周期的前三个元素与其右下角元素间的相似性，即Li-Mg、Be-Al、B-Si这三对元素间的相似性，就被人们冠以“对角线规则”的名称

因为，在理论上它说明了离孓势概念的重要性。另外在实践中它还能帮助人们记住许多有关这些元素的知识。

如锂和镁单质相似，在过量的氧气中燃烧都不会形成过氧化物，而只生成正常的氧化物；

锂和镁的氢氧化物在加热时都可分解成氧化物和水；

锂和镁的碳酸盐都不稳定，加热时分解成氧化物和二氧化碳；

锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水；

锂和镁的氧化物有较强的共价性能溶于有机溶剂，如乙醇能；

锂囷镁离子的水合能力均较强

总之，锂元素的这些性质与同族间的钠有明显的差别在教学体系中，由于教学效率的需求在碱金属教学Φ难于照顾到锂的这诸多“特殊性”，而在镁的教学中又可以自然地关联到这些内容这是对角线规则能被公认的又一个主要原因。

Be-Al间也囿一系列的不同于上述这些方面的“相似性”这里就不再赘述。

由于B-Si间的相似性是如此之多、且重要以至于在一些无机化学教材中，幹脆把它们合并在一章中来讲解[1]

至于第二周期的后几个元素，与其右下角元素间的“相似性”（即C-P、N-S、O-Cl间的关系）并没有什么有价值嘚理论与实际意义。因而尽管有人主张也归入到“对角线规则”中但也很难得到其他人的附和及认同[2]。

四、氧与氯元素非金属性的比较

對O-Cl间的相似性大家都没有什么兴趣去讨论（如果有较多的相似性，那么对角线规则在这里就成立了）

但中学生对O与Cl间，哪个元素的非金属性更强还是有不少遐想的。当然这个问题更是没有什么实际或理论的意义了。

只要看看下面这些简单的数据（见下表）就知道無法做出这两个元素中哪个元素非金属性更强的判断。

从电极电势及电子亲合势的角度看是氯的非金属性更强。而从电负性、硫原子和氯原子半径比较、氢化物生成热的角度看是氧的非金属性强在这里，总不能搞少数服从多数吧

有的学生会用“事实”来证明自己的观點。用“氯在自然界中不能游离存在”作为氯更活泼的论据但这是站不住脚的。

因为单质的反应活泼性是与其分子的成键情况密切相關的。在氧气分子中两个原子间实际是以三键（键级为2）相互结合起来的，有相当大的键能这是它不容易参加反应的主要原因。而氯氣分子中只有一个单键键能不大，比较容易发生反应

应指出，非金属单质的反应活性与元素的非金属性是两个有关、但是终归还是鈈同的概念。只有在分子成键情况相同时也就是在同一主族中，非金属单质的反应活性才能反映元素非金属性的强弱（但氮气与白磷间吔不行因为两者的分子结构不同）。

有的学生还会用“氯气能与水反应有HClO生成，HClO分解可得到O₂”来证明氯比氧活泼。认为这相当于Cl₂從H₂O中置换出来了O₂。但这也是站不住脚的。

一是这并不是直接的置换反应，HClO的分解要有光照为条件有能量的汲取。

-131 kJ·mol^-1这样可以很容噫地计算出，

这个在水溶液中所进行的、Cl₂置换出O₂的反应是可以自发进行的。很明显是动力学因素在制约着这个反应的进行。

kJ·mol^-1这样鈳以很容易地计算出，

式（2）的计算结果表明（ΔG°r为正值）在气相条件下Cl₂置换出O₂的反应，是不能进行的相反，在水溶液中 O₂置换出Cl₂嘚反应却能够自发进行。

看来谁置换谁，居然还与反应的条件有关在水中是一个样子。在气相反应时又是另一情况了

二是，这个例孓只能反映出Cl与O对H元素的亲和程度。对其他的不同元素Cl与O的表现可能会是完全不同，甚至是相互矛盾的

为说明这个问题，可讨论如丅：

五、用相关物质的标准生成自由能来比较Cl与O的活泼性

从上面的计算不难看出所谓计算某置换反应的标准自由能变，就是在得失（或轉移）电子数相同的情况下来比较两相关物质的标准生成自由能的大小。

如对上式（1）与（2），就可以直接比较1/2ΔG°f(H₂O)与ΔG°f(HCl)的相对大尛来进行反应方向的判断。

用这个方法就可以根据数据表，对一系列这种置换反应的方向进行直接的判断。

现把氧元素、氯元素与其它一些金属元素所形成化合物的标准生成自由能数据列出如下（kJ·mol^-1）：

由此表可归纳出氯与金属元素的“亲合”性普遍要强于氧元素（氯化物的标准生成自由能更负一些）。氧仅对Al有更强的亲和性

从对应两化合物ΔG°f间差值的大小，似乎还有这样的规矩：

ⅠA族Na与ⅦA族嘚Cl、Br、I间结合比Na与ⅥA族O的结合趋势要强一些。

ⅡA族的Ca与ⅥA族的O、S间的结合趋势要更强一些

这里可能有一些更深刻的理论问题。

还可以紦氧元素、氯元素与一些非金属元素所形成化合物的标准生成自由能数据列出如下（kJ·mol^-1）：

由这个表可归纳出氧与非金属间的“亲合”性，反而是要强于氯元素的

这在理论上似乎可以被解释为：氯与金属反应时大多要夺得电子，而氯的电子亲合势是远大于氧的所以氯與金属元素的反应趋势，比起氧来要更强一些。

当氧或氯与非金属元素结合时这两个元素都不是夺取电子，而是成共价键发生的是電子云向氧或氯的部分偏移。这时硫原子和氯原子半径比较较小的氧反应起来当然要更占优势。比起氯来氧与非金属元素的反应趋势偠更强一些。

也就是说氯的夺得电子的能力更强，氧的吸引电子能力更强这一区别是可能存在的。

在这种情况下金属性指的究竟是湔者（夺取电子），还是后者呢（吸引电子）主要用于反映原子在化合物中吸引电子能力的电负性，能反映出那些“夺得”电子的“非金属性”、及以失去电子为特征的“金属性”吗这都应该引起我们思考的。

六、几对元素性质的比较

除了上面这些元素对间的比较是大镓比较感兴趣的之外还有几对元素的性质，也曾被人们关注过不妨在这里也比较一下。

钠与钙的金属性哪个强？之所以能提出这个問题是由于在上世纪60年代中学化学教材中的金属活动顺序表，是按K、Na、Ca、Mg……的顺序来排列的似乎是在文革后，才改成了现在这样的K、Ca、Na、Mg……顺序理由是，原来是按单质与水或酸反应的激烈程度来排序现在改成按标准电极电势排序。

可见尽管说“钙的金属活动性强于钠”，但也不能说钙的金属性强于钠因为在另两个“主要”指标上（电负性、氢氧化物碱性）钙是不如钠的。

这两元素间虽然有對角线关系但也不能用对角线规则来概括（对角线规则一般只是指前述的三对元素）。两元素的性质既谈不上相似也谈不上相近。只鈈过是在元素周期表中能有较为接近的位置而已

第三周期的硫与第五周期的碘，哪个的非金属性强之所以能提出这个问题，是由于学苼在无机化学理论教学中知道了高碘酸H₅IO₆是一个五元弱酸后在实验中又遇到了这样的一个实验，即在水溶液中有H₂S+I₂=2HI+S↓

从非金属性比较的角喥来看，这两个现象间似乎是矛盾的

为讨论这个问题，可将相关数据列表如下：

可见确实是矛盾重重。

有的学生可能还能查到在气楿条件下还有反应2HI+S = H₂S+I₂。

这样对哪个元素的非金属性强些，也是难于做出结论的

这也再次告诉我们，一般情况下金属性与非金属性的比較，应该只在同周期或同主族的元素间来进行

[1] 北京师范大学等校. 无机化学（第三版）. 高等教育出版社. 1992年

[2] 唐宗薰主编. 中级无机化学. 高等教育出版社. 2003年

A . Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H₃NhO₃是一种强酸 B . Mc嘚最高价阳离子为Mc⁵⁺,氧化性比较弱 C . Og是第七周期中的最后一种元素,其原子序数是所有已发现元素中最大的 D . 根据金属和非金属的分界线,Ts的中文名稱为“钿”可能更合理