高中化学 1.2元素周期律和元素周期表课件 鲁科版 .ppt

第2节元素周期律和元素周期表 1 了解元素原子核外电子排布 原子半径 元素主要化合价等元素性质的周期性变化 理解元素周期律 2 认识元素周期表的结构以及周期 族等的概念 理解原子结构与元素在周期表中位置的关系 3 了解 a a族和过渡金属元素的某些性质和用途 一 元素周期律1 原子序数 1 概念 元素在 中的序号 2 与其他量的关系 原子序数 核电荷数 元素周期表 质子数 核外电子数 2 1 18号元素性质变化的规律性 1 最外层电子排布规律 8 8 最外层电子排布 2 原子半径的变化规律 原子半径 大 小 大 小 3 化合价变化规律 3 元素周期律 元素的性质随着 的递增而呈周期性的变化 这个规律叫做元素周期律 5 7 4 化合价 原子序数 二 元素周期表1 元素周期表与元素周期律的关系 元素周期表是按照元素周期律排成的 是 的具体表现形式 2 元素周期表的特点 1 通过元素周期表 可以了解关于某元素的名称 元素符号 相对原子质量 原子序数等信息 如图 元素周期律 原子序数 符号 名称 相对原子质量 2 分区 元素周期表的分区 b al si ge as sb te po at 金属 非金属 分界线附近元素的性质 既能表现出一定的 又能表现出一定的 金属性 非金属性 3 元素周期表的结构 在元素周期表中 行称为 列称为 1 周期 三长三短一不全 周期 族 2 8 8 18 32 18 26 2 族 七主七副零八三 族 18个纵列 主族 a 共 个主族 a a a a a a a包括 和短周期元素副族 b 共 个副族 b b b b b b b只包括 周期元素第 族 包括 三个纵列的元素0族 稀有气体元素 7 长周期 7 长 8 9 10 说明 a 主族用 罗马数字 a 表示 如 a族 副族用 罗马数字 b 表示 如 b族 b 镧系和锕系都属于 族 各有15种元素 镧系和锕系的最外层和次外层电子层结构相似 化学性质也十分相似 b 4 编排原则 1 按 递增的顺序从左到右排列 2 将 相同的元素排成一个横行 3 把 相同的元素排成一个纵列 原子序数 电子层数 最外层电子数 三 元素周期表中的部分重要元素和焰色反应 1 碱土金属 a族元素 2 化合态 亮白 还原性 2 氮族元素 a族元素 1 氮族元素 包括 5种元素 其中 氮和磷是典型的非金属元素 2 磷的存在形态 自然界中没有游离态的磷元素 磷元素主要以 的形式存在于矿石中 动物的骨骼 牙齿 脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里也含有磷元素 磷是维持生物体正常生理活动的重要元素 n p as sb bi 磷酸盐 3 过渡元素 元素周期表中的第 列元素称为过渡元素 1 过渡元素包括大部分金属元素 2 过渡元素包括所有副族和第 族元素 不包括主族和0族元素 3 过渡金属的主要性质 大部分单质坚硬 有光泽 等单质具有独特的色泽 所有单质都是电的 多数单质性质稳定 与空气和水反应缓慢或根本不能反应 3 12 金 铜 良导体 4 焰色反应 某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特征颜色的反应 如钠 色 钾 色 黄 浅紫 思考辨析 1 判断正误 1 在所有元素中氢原子半径最小 分析 氢原子核外只有1个电子 原子半径最小 2 最外层电子数等于2的元素均为 a族元素 分析 稀有气体元素氦的最外层电子数等于2 属于0族元素 过渡元素中也有部分元素最外层有2个电子 3 元素周期表中有7个周期 18个族 分析 元素周期表中有7个周期 18列 但只有16个族 族包括8 9 10三个纵列 4 铁是过渡元素 但不是副族元素 分析 铁是 族元素 是过渡元素 不是副族元素 2 问题思考 1 原子和离子都满足 原子序数 核电荷数 核外电子数 的关系吗 分析 对于原子 该关系成立 离子中核电荷数不等于其核外电子数 2 元素周期表中所含元素种类最多的列是哪一列 为什么 分析 元素周期表中所含元素种类最多的列是第3列 在第3列的第6周期和第7周期包括镧系和锕系各15种元素 知识链接 核电荷数 每一个质子带一个单位正电荷 有多少个质子就带多少个单位正电荷 质子所带的正电荷数就叫核电荷数 所以核电荷数 核内质子数 罗马数字 罗马数字是最早的数字表示方式 比阿拉伯数字早2000多年 起源于罗马 如今我们最常见的罗马数字就是钟表的表盘符号 焰色反应 焰色反应 也称作焰色测试及焰色试验 在化学上 常用来测试某种金属元素是否存在 一 粒子半径大小的比较与元素的化合价1 微粒半径大小的比较 微粒半径主要是由核电荷数 电子层数和核外电子数决定的 按 三看 规律进行比较 1 一看电子层数 电子层数不同 最外层电子数相同时 电子层数越多 半径越大 如r f r cl r br r i r f r cl r br r i 2 二看核电荷数 电子层数相同时 核电荷数越大 半径越小 如r na r mg r al r s r cl r s2 r cl r k r ca2 3 三看电子数 核电荷数相同时 电子数越多 半径越大 如r na r cl 2 元素的化合价 1 元素的化合价随着元素原子序数的递增呈现周期性的变化 同周期元素的最高正化合价 1 7 同主族元素的最高正化合价相等 2 主族元素的最高正化合价等于元素原子的最外层电子数 非金属元素的负化合价等于使原子最外层达到8电子稳定结构所需得到的电子数 主族元素最高正化合价 最外层电子数 o f除外 主族序数 最高正化合价 最低负化合价 8 只有非金属元素才有负价 即最低负化合价 最外层电子数 8 最高正价与最低负价绝对值之差为0 2 4 6的主族分别为 a a a a族 3 部分典型元素的化合价 氢元素的化合价有 1 1 0价 氟元素只有负价无正价 氧元素主要的化合价有 2 1 0价 金属元素只有正价无负价 非金属元素既有正价又有负价 f除外 非金属元素的正价一般相差2 如cl有 1 3 5 7价 s有 4 6价 c有 2 4价 学而后思 1 为什么在电子层数相同的情况下 核电荷数越大原子半径反而越小 提示 因为原子核带正电 所以核电荷数越大 原子核对外层电子的吸引力就越大 电子运动的空间就越小 所以原子半径就越小 2 为什么氟元素只有负价和0价 没有正价 提示 因为氟元素是最活泼的非金属元素 只能得到电子 不能失去电子 所以只有 1价和0价两种价态 二 元素在周期表中的位置与原子序数的相互推导1 元素在周期表中的位置推导 1 原子结构示意图法 数量 掌握1 18号元素的原子结构示意图 根据 电子层数 周期数 最外层电子数 主族序数 确定元素在周期表中的位置 2 稀有气体定位法 稀有气体元素及其信息 方法 比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小 找出与其邻近的0族元素 那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期 求差值定族数 a 若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2 则该元素应处在0族元素所在周期的下一周期的 a族或 a族 b 若比相邻的0族元素少1 5时 应处在同周期的 a a族 c 若差其他数 则由相应的差数找出相应的族 要熟悉周期表中每个纵列所对应的族的序数 知识备选 元素在周期表中的位置推导的其他方法 1 周期容纳元素法 先清楚1 6周期容纳元素的种数 2 8 8 18 18 32 对于长周期元素 利用所知元素的原子序数减去每周期能容纳元素的种数 直到得到一个小于18的余数 这个数就是纵列序数 减掉n个周期容纳数 该元素就位于 n 1 周期 若最后的数大于18 再减去14就得到纵列数 这是由于出现了镧系 锕系造成 2 微粒半径推导法 根据微粒半径的比较规律 可推导元素在周期表中的相对位置关系 再结合化合价等其他信息即可确定在周期表中的位置 3 化学式推导法 由所给出的化合物的化学式可推出所含元素的化合价 进一步可推出它们在周期表中的主族序数 只需再结合题目中的其他信息确定它们所在的周期即可确定它们在周期表中的位置 2 原子序数的推导 1 同周期 2 同主族 若a b为同主族元素 a所在的周期有m种元素 b所在的周期有n种元素 a在b的上一周期 设a的原子序数为a 若a b位于 a族或 a族 位于过渡元素左边的元素 则b的原子序数为 a m 如a b分别为 a族的第3周期元素钠和第4周期的元素钾 因为第3周期有8种元素 所以b的原子序数 a的原子序数 11 8 19 若a b位于 a族 a族 位于过渡元素右边的元素 则b的原子序数为 a n 如a b分别为 a族的第3周期元素氯和第4周期的元素溴 因为第4周期有18种元素 所以b的原子序数 a的原子序数 17 18 35 学而后思 1 已知某元素的原子结构示意图为 据此推测该元素在周期表中的位置 提示 根据电子层数 周期数 最外层电子数 主族序数可知 该元素位于第3周期 a族 2 若一种元素的原子序数是52 则用稀有气体定位法如何确定该元素在周期表中的位置 提示 由于36 52 54 则52号元素位于第5周期 54 52 2 所以52号元素位于54号元素左侧第二格 即 a族 所以52号元素位于第5周期 a族 3 原子序数为38的元素与镁在周期表中的相对位置关系如何 提示 镁元素位于周期表中第3周期第 a族 由12 8 18 38 知原子序数为38的元素位于周期表第5周期第 a族 与镁同一主族 不同周期 类型一微粒半径大小的比较 典例 2013 琼州高一检测 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两元素的原子核外电子层数相同 z元素的原子半径小于y元素的原子半径 x y z三种元素原子序数的关系是 a x y zb y x zc z x yd z y x 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 x y z在周期表中的相对位置关系 2 微粒半径大小的比较规律 电子层数相同 核电荷数越大 微粒半径越小 解析 选d 已知电子层结构相同的阳离子 核电荷数大的则半径小 具有相同电子层数的原子 随着原子序数增大 原子半径减小 根据题意 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 则x的原子序数小于y的原子序数 z和y元素的原子核外电子层数相同 且z元素的原子半径小于y元素的原子半径 则z的原子序数大于y的原子序数 由此得出三种元素原子序数的关系为z y x 互动探究 若将例题中的 阳离子 换成 阴离子 x y z原子序数关系如何 提示 若x y都为阴离子 x y仍为同一周期 且x原子序数仍小于y x y z的原子序数关系仍为z y x 变式训练 已知短周期元素的离子aa2 bb cc2 dd 都具有相同的电子层结构 则下列叙述正确的是 a 原子半径 a b d cb 离子半径 c2 d b a2 c 原子序数 d c b ad 原子的最外层电子数目 a b d c 解析 选b 由于aa2 bb cc2 dd 都具有相同的电子层结构 则四种微粒在周期表中的位置如图所示 则原子半径的大小关系是b a c d 离子半径的大小关系是c2 d b a2 原子序数的大小关系是a b d c 原子的最外层电子数目的大小关系是d c a b 变式备选 2013 武汉高一检测 下列各组微粒半径比较 错误的是 a cl br i b al3 mg2 na c rb k nad p s o 解析 选b cl br i 最外层电子数相同 cl br i 电子层数依次增多 所以离子半径cl br i 故a正确 al3 mg2 na 核外电子排布相同 al3 mg2 na 核电荷数依次减小 所以离子半径al3 mg2 na 故b错误 rb k na最外层电子数相同 rb k na电子层数依次减少 所以原子半径rb k na 故c正确 p s电子层数相同 核电荷数p s 所以原子半径p s s o最外层电子数相同 电子层数s o 所以原子半径s o 所以原子半径p s o 故d正确 类型二元素周期律及元素周期表的相关应用 典例 2013 济南高一检测 下列说法中正确的是 a 非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数b 非金属元素呈现的最低化合价 其绝对值等于该元素原子的最外层电子数c 最外层有2个电子的原子都是金属原子d 最外层有5个电子的原子都是非金属原子 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 非金属中 最高正价 最低负价 8 h o f除外 2 氦元素的最外层也是2个电子 解析 选a 非金属元素的最高价取决于非金属元素的最外层电子数 所以a正确 非金属最低负价绝对值大部分等于8 最外层电子数 氢不是 所以b错 而c中反例是he d中的反例是 a族的金属元素 最外层是5个电子 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 通过本题的讲解让学生学会计算元素最高正价和最低负价的方法 2 再次给学生强调f无正价 o无最高正价 3 让学生明白 a族的元素最外层电子数都是2 但是最外层电子数是2的元素不一定是 a族元素 方法规律 确定周期表中元素化合价的两种方法 1 金属元素的化合价无负价 金属元素不能形成简单的阴离子 非金属元素除氢外 均不能形成简单的阳离子 2 除个别元素外 如氮 原子序数为奇数的元素 其化合价也常为奇数价 原子序数为偶数的元素 其化合价也常为偶数价 即序奇价奇 序偶价偶 变式训练 下列叙述正确的是 a 同周期元素的原子半径以 a族的为最大b 周期表中 a族的元素称为碱金属元素c a a族元素的原子 其半径越大越容易失电子d 所有主族元素的最高正价数都和它的族序数相等 解析 选c 同周期元素的原子半径以 a族的为最大 周期表中 a族氢元素不是碱金属元素 一般情况下 主族元素的最高正价数都和它的族序数相等 但氟例外 它没有正价 变式备选 随着元素原子序数的递增 下列呈周期性变化的是 a 原子核内中子数b 氢化物化学式hnr中的n值c 原子的质量数d 元素原子的电子层数 解析 选b 元素原子核内中子数与质子数的关系 中子数可能小于质子数 中子数可能等于质子数 中子数可能大于质子数 hnr中的n值等于r元素在氢化物hnr中的负化合价数 类型三周期表中元素的推断 典例 2013 黄山高一检测 短周期相邻的三种元素 它们的最外层电子数之和为16 电子层数之和为8 不属于这三种元素的是 a sb oc nd p 解析 选b 由于是短周期三种相邻的元素且电子层数之和为8 所以这三种元素只能是一种位于第2周期 两种位于第3周期 所以三种元素的排列方式可能是或者再根据最外层电子数之和为16得 若是第一种情况 则设1的最外层电子数为x 则可得3x 1 16 则x 5 所以1 2 3分别是n p s 若是第二种情况 则设1的最外层电子数为x 则可得3x 1 16 则x 17 3 不符合题意 方法规律 元素推断题的思路归纳 1 思路 审题 抓题眼 推理 验证 检验判断 2 方法 原子结构与元素在周期表中的位置关系规律 核外电子层数 周期数 主族元素的最外层电子数 族序数 质子数 原子序数 原子核外电子数 根据原子序数推断元素在周期表中的位置 记住稀有气体定位法 周期表中特殊位置的元素 如a 族序数等于周期数的元素 h be al b 族序数等于周期数2倍的元素 c s c 族序数等于周期数3倍的元素 o 元素性质 存在 用途的特殊性 如a 形成化合物种类最多的元素 或单质是自然界中硬度最大的物质的元素 或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 c b 空气中含量最多的元素 或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 n c 地壳中含量最多的元素 或气态氢化物的沸点最高的元素 或氢化物在通常情况下呈液态的元素 o 变式训练 2013 龙岩高一检测 下图是元素周期表的一部分 数字为原子序数 其中x为35的是 解析 选d a项 x在第4周期0族 x 16 18 2 36 错误 b项 x在第5周期 族 x 26 1 18 45 错误 c项 x在第5周期 b族 x 74 1 32 43 错误 d项 x在第4周期 a族 x 18 1 18 35 正确 变式备选 y z和w代表原子序数依次增大的三种短周期元素 它们满足以下条件 元素周期表中z与y相邻 z与w也相邻 y z和w三种元素的原子最外层电子数之和为17 请填空 1 y z和w三种元素是否位于同一周期 填 是 或 否 理由是 2 y是 z是 w是 解析 任取同周期连续相邻的三种元素y z w 其原子的最外层电子数之和均不可能等于17 根据原子序数关系y z w和它们的相邻关系 可知短周期中只有两种形式 设z的原子最外层电子数为a 若为a型 y w原子最外层电子数分别为a a 1 有a a a 1 17 则a 而最外层电子数必为整数 舍去 若为b型 y w原子最外层电子数分别为a 1 a 有a 1 a a 17 则a 6 符合题意 所以z为氧 y为氮 w为硫 答案 1 否若三者处于同一周期 则最外层电子数之和不可能为17 2 nos 1 2013 长春高一检测 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的原因是 a 元素原子的核外电子排布呈周期性变化b 元素的原子半径呈周期性变化c 元素的化合价呈周期性变化d 元素的金属性 非金属性呈周期性变化 解析 选a 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的原因是元素原子核外电子排布呈周期性变化 2 2013 保定高一检测 下列说法正确的是 a 第 a族元素最不活泼b 过渡元素就是副族元素c 第 a族元素即为第14纵列d 第 a族元素所含元素种类最多 解析 选c 元素周期表中0族元素最不活泼 a不正确 过渡元素不只有副族元素 还包括 族元素 b不正确 元素周期表中 b族元素种类最多 d不正确 3 下列化合物中阳离子半径与阴离子半径之比最大的是 a liib nabrc kcld csf 解析 选d 阳离子半径与阴离子半径之比最大的就是阳离子半径最大而阴离子半径最小的 在li na k cs 中半径最大的是电子层数最多的cs 而阴离子f br cl i 中半径最小的是f 所以阳离子半径与阴离子半径之比最大的是csf 4 下列叙述中正确的是 a 除零族元素外 短周期元素的最高正化合价在数