高中化学 1.2.3 元素周期表和元素周期律的应用课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 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 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 这条虚线就是金属元素与非金属元素的分界线 详见教材17页图1 9 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 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hxo4 h2yo4 h3zo4 下列判断错误的是 a 原子半径 x y zb 气态氢化物的稳定性 hx h2y zh3c 非金属性 x y zd 单质氧化性 x y z 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 hxo4 h2yo4 h3zo4 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 x y z 原子序数越大 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 hx h2y zh3 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 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hclo4 hbro4 hio4 a项不正确 na o s三种原子的原子半径大小为na s o b项不正确 2 x y r m均为短周期元素 x y同周期 x 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x yb 氢化物稳定性h2x hyc 原子核内质子数r md 溶液碱性r oh 2 m 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 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 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 a x y z中最简单氢化物稳定性最弱的是yb z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于yc x元素形成的单核阴离子还原性大于yd z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hclo4 h2so4 h2so3 hclo b项错误 硫元素的非金属性小于氧元素 故还原性o2 s2 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d hbro4的酸性比hio4的酸性强答案 a点拨 li和na同族 金属性li na 与水反应时li不如na反应剧烈 a项不正确 变式训练 4 2014 江阴市高一期中 x y z w均为短周期元素 它们在周期表中相对位置如图所示 若y原子的最外层电子是内层电子数的3倍 下列说法正确的是 a x的气态氢化物比y的稳定b w的最高价氧化物对应水化物的酸性比z的强c z的非金属性比y的强d x与y形成的化合物都易溶于水答案 b 点拨 同周期元素自左向右元素的金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 其氢化物稳定性逐渐增强 其最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强 所以a项不正确 b项正确 同族元素自上至下 元素的非金属性逐渐减弱 c项不正确 由题意知y为o x为n 二者形成的no n2o等不溶于水 d项不正确 2 2014 玉溪一中高一月考 元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具 下列说法不正确的是 a 同周期的主族元素中 a族元素的原子半径最小b 碳族元素都是非金属元素 其非金属性随核电荷数的增加而减弱c 元素周期表中从 b族到 b族十个纵列的元素都是金属元素d a族元素的原子 其半径越大 越容易失去电子答案 b点拨 碳族元素包括c si ge sn pb 其中c和si为非金属 ge sn pb为金属 b项不正确 3 2014 灌云县四中高一检测 某短周期元素最外层只有2个电子 则下列说法正确的是 a 该元素可能是第1 2或3周期元素b 该元素最高正化合价为 2c 该元素是 a族元素d 该元素一定是金属元素答案 a点拨 该元素可能为he c mg a项正确 he无 2价 b项不正确 he元素为0族元素 c项不正确 d项不正确 4 2014 襄宜四中高一检测 下列各组顺序排列不正确的是 a 热稳定性 hcl h2s ph3b 原子半径 na mg alc 酸性强弱 h2sio3 h3po4 h2so4d 碱性强弱 naoh mg oh 2 al oh 3答案 b点拨 同周期元素na mg al自左向右原子半径逐渐减小 原子半径关系为na mg al b项不正确 5 2014 西安市一中高一考试 下列说法正确的是 a li是最活泼金属 f是最活泼非金属b mg 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d x2 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 2 mg 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 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 089nm 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 3 b c的