（人教版）高中必修2化学课件：1.2（第3课时）元素周期表和元素周期律的应用.ppt

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1、物质结构元素周期律,第一章,第二节元素周期律,第一章,第3课时元素周期表和元素周期律的应用,第一章,元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。 1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素“类硅”， 15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。,你知道门捷列夫是如何做

2、出如此准确的预测的吗？门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？元素周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢？,学习目标1了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。2认识元素周期表是元素周期律的具体体现。3体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。,新知预习1周期表中金属元素区和非金属元素区(1)分界线的划分：沿着周期表中_跟_之间画一条虚线，虚线的左面是_元素，右面是_元素。(2)各区域金属性、非金属性的强弱特点：周期表的左下方是_性最强的元素，是_元素；右上方是_性最强的元素，是_元素；最后一个纵行是_元素。在分界线附近的元素，既能表现出一定的_性，又能表现出一

3、定的_性。,硼,砹,金属,非金属,金属,钫,非金属,氟,稀有气体,金属,非金属,2位、构、性关系在生产实践中的应用(1)_、_和_三者之间的密切关系，除了能指导人们进行化学学习和化学研究外，对于指导生产实践也具有十分重要的意义。(2)在探寻新材料中的应用根据在元素周期表中位置靠近的元素具有相似的性质这一规律，可以利用元素周期表寻找_。人们可以在_寻找半导体材料，还可以在过渡元素中寻找优良的_。,元素的性质,元素在周期表中的位置,元素的原子结构,新材料,金属元素和非金属元素的交界处,催化剂,位于元素周期表B和B的过渡元素如钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)等的单质，多具有_等特点，人们

4、利用它们为原料制作航空航天器材。人们还利用元素周期表寻找合适的_材料、_材料等。,耐高温、耐腐蚀,超导,磁性,(3)在探矿领域的应用地球上化学元素的分布与_有着密切的关系。相对原子质量较小的元素在地壳中含量_，_较大的元素在地壳中含量较少；原子序数是偶数的元素在地壳中的含量_，原子序数是奇数在地壳中的含量_；,它们在元素周期表中的位置,较多,相对原子质量,较多,较少,处于地球表面的元素多数呈现_态，处于岩层深处的元素多数呈现_；_一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的上层。,高价,低价态,碱金属,自主探究1什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？它们分别位于元素周期表中的什么位置？提示

5、：由周期表中同一周期和同一主族元素金属性和非金属性的递变规律可以看出：周期表的左下方是金属性最强的元素，是钫元素；右上方是非金属性最强的元素，是氟元素；由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界线，位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。,如铝元素的单质有金属光泽，能导电，能跟酸反应置换出H2，但铝又能跟NaOH溶液反应产生H2，且Al2O3、Al(OH)3具有两性，因此铝元素既表现一定的金属性，又表现一定的非金属性。再如硅元素能跟H2反应生成气态氢化物SiH4，其最高价氧化物SiO2是酸性氧化物，最高价氧化物对应的水化物H2SiO3是酸；但硅单质有金属光泽，是

6、半导体材料，因此硅元素既表现一定的非金属性，又表现一定的金属性。,2学习元素周期表知识有什么重要意义？元素周期表有什么重要应用？提示：明确元素周期表的重要应用：对化学学习、为研究物质结构、发现新元素、合成新物质提供理论指导作用；还对生产实践有重要的指导作用。总之，在哲学、自然科学、生产实践等方面都具有十分重要的价值。在回答该问题时，要有具体的事例说明。,元素的金属性和非金属性元素的化合价在周期表中位置的关系,思维导图,1金属元素与非金属元素的分区(1)金属元素与非金属元素的分界线：沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条虚线，虚线的左面是金属元素，虚线的右面是非金属元素。这条虚

7、线就是金属元素与非金属元素的分界线。(详见教材17页图19)(2)“分界线”附近元素的性质特点：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。(3)元素金属性与非金属性最强的方位：周期表的左下方是金属性最强的元素；周期表的右上方是非金属性最强的元素。,教材点拨,2元素金属性和非金属性的递变规律,(1)同周期元素，从左至右，核电荷数依次增多，而电子层数相同，故原子核对最外层电子的作用力逐渐增强，则失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，因此元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱，而Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强。,(2)同主族元素

8、，自上而下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对核外电子的作用力逐渐减弱，则失去电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，因此金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。例如，第A族的碱金属元素，从Li到Cs金属性逐渐增强而第A族元素从F到I非金属性逐渐减弱。(3)金属与非金属元素之间没有严格的界限，位于“分界线”附近的元素，既有一定的金属性，又有一定的非金属性。,3元素的化合价与元素在周期表中位置的关系元素的化合价与原子的电子层结构，特别是与最外层中电子的数目有密切关系。(1)主族元素的最高正化合价主族序数价电子数。(2)非金属元素：最高正化合价|负化合价|8。温馨提示：元素原子的最外电子层中的电

9、子也叫价电子，有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关，这部分电子也叫价电子。,(2014会昌中学高一月考)电子层数相同的三种元素X、Y、Z，已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4H2YO4H3ZO4。下列判断错误的是()A原子半径：XYZB气态氢化物的稳定性：HXH2YZH3C非金属性：XYZD单质氧化性：XYZ,典例透析,【解析】X、Y、Z三种元素电子层数相同，即为同周期三种元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为：HXO4H2YO4H3ZO4。根据同周期元素性质的递变规律，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则对应元素的非金属性越强，单质的氧化性越强：XYZ，原

10、子序数越大：Z(X)Z(Y)Z(Z)，原子半径越小：r(Z)r(Y)r(Z)，气态氢化物的稳定性越大：HXH2YZH3。由以上分析知A项错误。【答案】A,(2014经典习题选萃)A、B、C、D、E是前四周期的元素，其原子序数依次增大。A、C两元素的电子层数相同，A、E两元素的最外层电子数和次外层电子数也相同。A和C可形成化合物AC，D和E可形成化合物ED2，B原子最外层上的电子数比最内层上的电子数多1个。(1)推出这五种元素的名称和符号_；(2)写出AC、ED2的化学式_；(3)写出这五种元素最高价氧化物对应水化物的化学式，并分析其酸、碱性变化情况_；,(4)C元素位于元素周期表的第_周期，第

11、_族。D元素的最高正价是_，价电子数是_。【解析】A、C两元素的电子层数相同，A、B、C原子序数依次增大，所以，A、B、C处于同一周期。A、E两元素的最外层电子数和次外层电子数也相同，则A、E两元素位于同一主族，且它们是第三、四两周期的元素，若是第一、二周期或第二、三周期，则A、E两元素的次外层电子数不可能也相同。所以，E是K或Ca，A是Na或Mg。,若A是Na，E是K，由A和C形成化合物AC推知，C是Cl；而D在C与E之间，D应是氩(Ar)，但D和E形成化合物ED2，故A不可能是Na，E不可能是K。若A是Mg，E是Ca，由A和C形成化合物AC推知，C是S，AC是MgS；而D在C与E之间，D应

12、是氯(Cl)，ED2是CaCl2，B在A、C之间，且B原子最外层上的电子数比最内层上的电子数多1个，所以，B是铝。,【点拨】(1)对于某些复杂的推断题，往往不能一步到位地确定某种具体元素，这时，可先确定某个范围，再在这个范围内结合条件进行假设、推断、排除。(2)通过假设推断出来的元素一般还要进行验证。(3)划定范围要根据条件，有所指向，有的放矢。,答案：AB,变式训练,点拨：同族元素Cl、Br、I非金属性逐渐减弱，其最高价氧化物的水化物的酸性为HClO4HBrO4HIO4，A项不正确；Na、O、S三种原子的原子半径大小为NaSO，B项不正确。,2X、Y、R、M均为短周期元素，X、Y同周期，X、

13、Y两种元素最高价氧化物对应水化物化学式分别为H2XO4和HYO4。R、M同主族，R与冷水即可反应，M与热水反应缓慢。下列关系正确的是()A原子半径XYB氢化物稳定性H2XHYC原子核内质子数RMD溶液碱性R(OH)2M(OH)2答案：A,元素周期表和元素周期律的应用,思维导图,同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：,教材点拨,应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意以下几个方面：1结构与位置互推(1)掌握四个关系式。电子层数周期数。质子数原子序数。主族元素原子最外层电子数主族序数。主族元素的最高正价族序数，最低负价主族序数8。,(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律。各周期元素所能容

14、纳的元素种数。稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。同族上下相邻元素原子序数的差值。,2.性质与位置的互推(1)根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。若同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则A、B、C在同周期中按照C、B、A的顺序从左到右排列。(2)根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质。若元素A、B、C在同一主族中从上往下排列，则可推知A、B、C的单质的氧化性依次减弱或还原性依次增强。3结构和性质的互推(1)元素原子最外层电子数小于4易失电子。(2)元素原子最外层电子数大于4易得电子。,温馨提示：(1)最外层有1个或2个电子，则可能是A、A族元素，也可能是副族、族或0族元素氦

15、。(2)电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。(3)要注意元素性质的一些特殊性。如铝的氧化物、氢氧化物具有两性，但锗等金属元素与非金属元素分界线附近的元素的相应化合物不具有两性。,(2014会昌中学高一月考)居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期第A族元素，下列关于镭的性质描述不正确的是()A在化合物中呈2价B单质能使水分解，放出氢气C氢氧化物呈两性D碳酸盐难溶于水,典例透析,【解析】由镭是元素周期表中第7周期A族的元素，故其化学性质非常活泼，AB项正确。由A族的元素的递变性可知氢氧化镭为强碱，故C项错误。又由于A族的元素的碳酸盐中碳酸镁难溶

16、、碳酸钙难溶、碳酸钡难溶等，所以依次类推碳酸镭也难溶，故D项正确。【答案】C,(2014经典习题选萃)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知()AX、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YBZ元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YCX元素形成的单核阴离子还原性大于YDZ元素单质在化学反应中只表现氧化性,【解析】W的气态氢化物可与其最高价含氧酸形成离子化合物，故其气态氢化物具有碱性，为NH3，故W为N，根据四种元素在周期表中的位置关系，可推知X为O，Y为S，Z为Cl。元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，四种元素中，硫

17、元素的非金属性最弱，故稳定性最弱的氢化物为H2S，A项正确；氯元素对应的氧化物的水化物有多种，如HClO、HClO4等，硫元素的氧化物的水化物也有多种，可能为H2SO4、H2SO3等，其酸性HClO4H2SO4H2SO3HClO，B项错误；硫元素的非金属性小于氧元素，故还原性O2S2，C项错误；Cl2中氯元素化合价为中间价态，可以表现出氧化性和还原性，D项错误。,3(2014襄宜四市高一期中)运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是()A锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈B砹(At)为有色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸C在氧气中，铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂DHBrO4的

18、酸性比HIO4的酸性强答案：A点拨：Li和Na同族，金属性LiMgAl，B项不正确。,5(2014西安市一中高一考试)下列说法正确的是()ALi是最活泼金属，F是最活泼非金属BMg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个族，共16纵行DX2的核外电子数目为10，则X在第3周期第A族答案：D,点拨：周期表中最活泼的金属是Cs，A项不正确；Ca的金属性强于Mg的金属性，其最高价氧化物的水化物的碱性Ca(OH)2Mg(OH)2，B项不正确；周期表有7个主族、7个副族，1个0族、1个族，C项不正确；X2的电子数为10，则X为Mg，在第3周期第A族，D项正确。,6

19、(2014余姚中学高一质检)元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)；,(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置(以下为周期表的一部分)(2)B元素处于周期表中第_周期、第_族；(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为_；(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是_(填化学式)；(5)C、E形成的化合物为_、_(填化学式)。,点拨：(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。(2)B处于周期表中第三周期第A族

20、。(3)B、C的最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3和H2SO4。(4)最高价氧化物对应水化物分别为Mg(OH)2，Al(OH)3，H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最强。(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。,微粒半径大小的比较规律影响微粒半径大小的因素有：电子层数的多少。原子核对电子的吸引。核外电子的多少。三种因素都起作用，但有主次的关系，通常情况下，电子层数越多，原子半径越大；当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。,简单粒子的半径大小可按“三看”方法比较。“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半

21、径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。,(1)同种元素微粒半径的比较。阳离子半径小于相应原子半径，如r(Na)r(Na)。阴离子半径大小相应原子半径，如r(Cl)r(Cl)。同种元素不同价态的离子，价态越高，离子半径越小，如r(Fe2)r(Fe3)。,(2)不同元素的微粒半径的比较。同周期的主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，如r(Na)r(Mg)r(Al)r(S)r(Cl)。同主族元素的原子半径(或离子半径)都随着电子层数的增加而逐渐增大，如r(F)r(Cl)r(Br)r(I)，r(F)r(Cl)r(Br)r(I)。电子层结构相同的粒子，核电荷数越大，半径越小，如r(S2)r(Cl)r(K)r(Ca2)。,温馨提示：原子半径的大小主要是由核外电子层数和原子核对核外电子的作用两方面因素决定的。一般来说，电子层数越多的原子，其半径越大，反之，电子层数越少的原子，其半径越小。当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐减小。,