高考化学 5.2元素周期表 元素周期律课件 新人教版.ppt

第二节元素周期表元素周期律 三年30考高考指数 1 掌握元素周期律的实质 了解元素周期表 长式 的结构 周期 族 及其应用 2 以第3周期为例 掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 3 以 a和 a族为例 掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 4 了解金属 非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律 5 了解电离能的含义 了解同一短周期 同一主族中元素第一电离能的变化规律 6 了解电负性的概念 知道元素性质与电负性的关系 一 元素周期表的结构1 元素周期表的结构 三短四长 七 不全 七主七副 和0 2 周期序数 主族序数与原子结构的关系周期序数 主族序数 3 元素周期表意义 1 科学预测 为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索 电子层数 最外层电子数 2 寻找新材料 将下面左右两侧对应内容连线 二 元素周期律及其实质1 元素周期律元素的性质随着 呈现周期性的变化的规律 2 实质元素性质的周期性变化是 的周期性变化的必然结果 3 元素原子的最外层电子排布 原子半径和元素化合价的变化规律 原子序数的递增 元素原子核外电子排布 对于周期表中的元素 随着原子序数的递增 1 最外层电子数从 k层为最外层时 从1个递增至2个 而呈周期性变化 2 元素原子半径 呈周期性变化 3 元素的最高正化合价一般是正价从 o f除外 最低负价从 而呈周期性变化 1个递增至8个 从大到小 1递增至7 4递增至 1 4 电离能 电负性及其变化规律 1 第一电离能和电负性 2 变化规律 周期表中元素的第一电离能和电负性呈现周期性变化 三 金属 非金属在元素周期表中的位置 族 1234567 a a a a a a a 0 稀有气体元素 元素 金属 b al si ge as sb te po at 元素 非金属 四 原子结构和元素性质的递变规律1 递变规律 元素主要化合价 原子半径 原子核外电子排布 项目 同周期 从左 右 电子层数相同 最外层电子数逐渐增多 1 8 第一周期1 2 最外层电子数相同 电子层数递增 最高正价由 1 7 最低负价由 4 1 最高正价 主族序数 非金属最低负价 主族序数 8 同主族 从上 下 逐渐减小 0族除外 逐渐增大 元素的金属性 元素的电负性 元素的第一电离能 项目 同周期 从左 右 增大的趋势 逐渐减小 同主族 从上 下 逐渐减小 逐渐增大 元素的非金属性 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 2 对角线规则在元素周期表中 某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的 称为 对角线规则 例如li2co3与mgco3都微溶于水 be oh 2与al oh 3都是两性氢氧化物 1 a族元素都是碱金属元素 a族元素都是卤族元素 分析 a族元素h li na k rb cs中除h元素以外都是碱金属元素 a族元素都是卤族元素 2 从hf hcl hbr hi酸性递增的事实 推出f cl br i的非金属性递增的规律 分析 元素的最高价含氧酸的酸性强弱可以判断其对应元素的非金属性强弱 而氢化物的酸性强弱 不能判断对应元素的非金属性强弱 3 任何微粒的电子层数 周期序数 分析 对于原子 阴离子来说 其电子层数等于周期序数 阳离子就不一定了 例如na 比其原子少一个电子层 4 a族元素的金属性比 a族元素的金属性强 分析 不同周期的 a族元素的金属性不一定比 a族元素的金属性强 5 原子的电子层数越多 原子半径越大 分析 同主族元素原子的电子层数越多 原子半径越大 不同主族的就不一定 原子半径取决于两个因素 电子层数和核电荷数 前者有使原子半径变大的趋势 后者有使原子半径变小的趋势 例如 锂原子半径比氯原子半径大 元素金属性和非金属性的比较1 根据在周期表中的位置 1 同周期元素 从左至右随原子序数的增加 金属性减弱 非金属性增强 2 同主族元素 从上至下 随着原子序数的增加 金属性增强 非金属性减弱 2 根据实验事实 3 由第一电离能 电负性判断 1 金属性越强 第一电离能越小 非金属性越强 第一电离能越大 注意第 a族 第 a族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素 2 电负性越小 金属性越强 电负性越大 非金属性越强 高考警示钟 1 元素的非金属性强 其单质的活泼性不一定强 例如n的非金属性强于br 但n2的活泼性没有br2强 2 比较金属性 非金属性强弱不能根据其反应中得失电子的数目多少来判断 应该根据得失电子的难易程度判断 3 元素在周期表中的位置的书写容易出现错误 要规范书写 如 第二周期 a族 第四周期 族 第四周期 b族 拓展延伸 元素的金属性 非金属性强弱还可以通过以下方法比较 1 高温下与金属氧化物间的置换反应 例如铝热反应中铝置换出铁 2 与变价金属化合后 形成高价态的化合物的元素非金属性强 例如2cu s cu2s cu cl2 cucl2 cl的非金属性强于s 3 在同种物质中可以通过化合价判断元素非金属性强弱 例如hclo4中cl o元素的化合价分别为 7 2 所以o元素的非金属性强于cl元素 典例1 2011 福建高考 依据元素周期表及元素周期律 下列推断正确的是 a h3bo3的酸性比h2co3的强b mg oh 2的碱性比be oh 2的强c hcl hbr hi的热稳定性依次增强d 若m 和r2 的核外电子层结构相同 则原子序数 r m 解题指南 解答本题要明确如下三点 1 a c选项即比较元素的非金属性强弱 非金属性越强 最高价含氧酸的酸性和气态氢化物的稳定性就越强 2 b选项 即比较同主族元素的金属性强弱 金属性越强 最高价氧化物的水化物的碱性就越强 3 d选项 核外电子层结构相同的微粒 阳离子的原子序数大于阴离子的原子序数 解析 选b b和c都是第二周期的元素 核外电子数越多 非金属性越强 即非金属性 c b 所以酸性 h2co3 h3bo3 a选项错误 be和mg都是第 a族的元素 电子层数越多 金属性越强 即金属性 mg be 所以碱性 mg oh 2 be oh 2 b选项正确 cl br i的非金属性逐渐减弱 所以hcl hbr hi的热稳定性逐渐减弱 c选项错误 m失去1个电子和r得到2个电子后核外电子总数相同 所以m的原子序数比r的大 d选项错误 互动探究 1 盐酸能与碳酸钙反应生成碳酸 即盐酸的酸性比碳酸酸性强 能说明cl的非金属性比c的非金属性强吗 提示 不能 盐酸不是氯元素的最高价氧化物对应水化物 不能反映其非金属性强弱 2 mg oh 2与be oh 2都是难溶于水的碱 怎么通过实验的方法证明谁的碱性更强 提示 be oh 2具有两性 而mg oh 2只有碱性 比较谁能在naoh溶液中溶解即可 元素的原子半径 离子半径大小比较规律1 同周期元素的微粒同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小 稀有气体元素除外 如na mg al si na mg2 al3 s2 cl 2 同主族元素的微粒同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大 如li na k li na k 3 电子层结构相同的微粒电子层结构相同 核外电子排布相同 的离子半径 包括阴 阳离子 随核电荷数的增加而减小 如o2 f na mg2 al3 4 同种元素形成的微粒同种元素原子形成的微粒电子数越多 半径越大 如fe3 fe2 fe h h h 5 电子数和核电荷数都不同的 可通过一种参照物进行比较如比较al3 与s2 的半径大小 可找出与al3 电子数相同 与s2 同族的元素o2 比较 al3 o2 且o2 s2 故al3 s2 高考警示钟 1 该部分考试中容易出错的地方是电子层结构相同的微粒半径的比较 电子层结构相同的微粒半径看核电荷数 核电荷数越大 半径越小 不是核电荷数越大 半径越大 2 第三周期中离子半径最小的离子为al3 可以用于元素推断中元素种类的确定 3 不是同周期或同主族元素的微粒 比较半径大小时要借助于参照物 典例2 已知aan bb n 1 ccn dd n 1 是具有相同的电子层结构的离子 关于a b c d四种元素的叙述正确的是 a 离子半径 a b c db 原子序数 b a c dc 原子半径 d c b ad 四种元素一定属于短周期元素 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 首先确定四种元素在周期表中的位置 2 根据元素性质的递变规律推断性质和微粒半径大小 解析 选b 由于四种离子具有相同的电子层结构 可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图 原子序数 b a c d 具有相同电子层结构的离子 核电荷数越大 离子半径越小 原子半径a b d c a和b可以为第四周期元素 故选b 技巧点拨 在中学要求范畴内可按 层多径大 同层序小径大 规律来比较微粒半径的大小 1 在电子层数不同时 电子层数越多 半径越大 2 在电子层数相同时 核电荷数越小 半径越大 3 同种元素的不同种微粒 电子数越多 半径越大 变式训练 元素x y z原子序数之和为36 x y在同一周期 x 与z2 具有相同的核外电子层结构 下列推测不正确的是 a 同周期元素中x的金属性最强b 原子半径x y 离子半径x z2 c 同族元素中z的氢化物稳定性最高d 同周期元素中y的最高价含氧酸的酸性最强 解析 选b 分析题设信息可知 x y z分别为na cl o三种元素 则同周期中na的金属性最强 hclo4的酸性最强 而氧族元素组成的氢化物中h2o的稳定性最高 离子半径na o2 b错误 元素位置 原子结构 元素性质之间的关系同一元素的 位 构 性 关系可表示如下 1 核电荷数 原子序数 2 核外电子 电子层数 最外层电子数 元素性质 单质性质 化合物的性质 离子性质 周期 族 判断元素推出位置 通过位置运用递变规律推出 反映 决定 决定 反映 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 最外层电子数 主族序数 主族元素的最高正价 族序数 负价 主族序数 8 2 熟练掌握周期表中的一些特殊规律 各周期所能容纳元素种数 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关系 a 位于过渡元素左侧的主族元素 即 a a族同主族 相邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所能容纳元素种数 如钠与钾的原子序数差为 19 11 8 即钠原子所在第三周期所能容纳的元素种数 b 位于过渡元素右侧的主族元素 即 a a族同主族 相邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所能容纳元素种数 如氯和溴的原子序数之差为 35 17 18 溴原子所在第四周期所能容纳元素的种数 2 性质与位置的互推熟悉元素周期表中同周期 同主族元素性质的递变规律 主要包括 1 元素的金属性 非金属性 2 气态氢化物的稳定性 3 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 3 结构和性质的互推 1 最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性 2 原子半径决定了元素单质的性质 离子半径决定了元素组成的化合物的性质 3 同主族元素最外层电子数相同 性质相似 高考警示钟 1 元素 位 构 性 的相互推断类型题目所给的信息较多 在审题过程中一定要注意找全信息和信息之间的联系 2 在题目的已知信息中可能没有某些元素的提示信息 难以确定其名称和结构 这样的题目要通读全题 在题目的要求解答信息中找出对该元素有用的信息 3 准确掌握元素的性质和结构的特殊性 熟练掌握1 18号元素的原子结构 在周期表中的位置和性质 典例3 如表是五种主族元素的结构特点及其元素 单质 化合物的性质 1 写出x元素的基态原子的电子排布式 其单质的化学性质 填 稳定 或 活泼 该元素的非金属性 填 强 或 弱 证明其强弱的理由是 2 w的最高价氧化物对应水化物可以与x z的最高价氧化物对应水化物反应 写出反应的离子方程式 3 y元素的电子排布式为 其在周期表中的位置是 周期 族 4 x的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物所形成的盐的水溶液的ph 7 填 或 理由是 用离子方程式解释 5 x y z w t五种元素中 第一电离能最小的是 填元素符号或化学式 下同 电负性最大的是 最小的是 五种元素两两所形成的化合物中 最有可能是离子化合物的是 解题指南 解答本题时注意以下两点 1 s电子数与p电子数相同 黄色火焰 紫色的烟 等信息都可作为解题的突破口 2 电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键 解析 根据题中信息可推知 x为n y的电子层若有2层 则其电子排布式为 1s22s22p4 为o 若有3个电子层则其电子排布式为 1s22s22p63s23p0不符合p电子能量最高 所以y为o z为na w中 n 2 所以其价层电子排布式为3s23p1为al元素 t为i元素 1 由于x为n 所以其核外电子排布式为 1s22s22p3 其单质n2由于两个n原子间以n n结合 所以其化学性质较稳定 2 al oh 3为两性氢氧化物 既能与强酸反应 又能与强碱反应 3 由电子排布式判断元素在周期表的位置时 先看电子层数 后看最外层电子数 4 本题中得到的盐为nh4no3 其在水溶液中发生水解反应 nh4 h2onh3 h2o h 所以该盐溶液显酸性 5 由于第一电离能的递变规律是 同周期从左到右逐渐增大 同主族从上到下逐渐减小 故第一电离能最小的是na 电负性的递变规律为同一主族从上到下电负性减小 同一周期从左到右 电负性增大 故电负性最大的为o 最小的为na 所以na与o形成的化合物中最有可能存在离子键 答案 1 1s22s22p3稳定强硝酸是强酸 2 al oh 3 3h al3 3h2oal oh 3 oh alo2 2h2o 3 1s22s22p4第二 a 4 nh4 h2o nh3 h2o h 5 naonana2o 或na2o2 互动探究 与w同周期且基态原子未成对电子数最多的是哪种元素 其价电子排布式是什么 提示 与铝同周期的元素中基态原子未成对电子数最多是3个 价电子排布为3s23p3 为磷元素 变式备选 j m r t是原子序数依次增大的短周期主族元素 j r在周期表中的相对位置如表 已知 j元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等 m是地壳中含量最多的金属元素 下列说法错误的是 a j和氢组成的化合物分子中一定只含10个电子b 工业上用电解熔融的m的氧化物方法来制备mc r t两元素的气态氢化物中 t的气态氢化物更稳定d j m r t元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是hto4 解析 选a 已知四种元素均是短周期元素 故j必为第二周期元素 由于j元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等 故j为第二周期第 a族元素c 由此可知r为s 考虑到j m r t是原子序数依次增大的短周期主族元素 故t必为cl 由于m是地壳中含量最多的金属元素 故m为al 对于选项a 考虑到c和h可组成种类繁多的烃类 如ch4 c2h4 c2h6等 它们的分子中所含的电子数不一定是10个 故a错 实验探究5 利用特征反应突破组成检 典例 2011 重庆高考 t27 固态化合物a由两种短周期元素组成 可与水发生复分解反应 甲组同学用如图装置 夹持装置略 对其进行探究实验 检测型实验题 1 仪器b的名称是 2 实验中 中的试纸变蓝 中黑色粉末逐渐变为红色并有m生成 则 中的试剂为 中发生反应的化学方程式为 中的试剂为 3 乙组同学进行同样的实验 但装置连接顺序为 此时 中现象为 原因是 4 经上述反应 2 5g化合物a理论上可得0 56l 标准状况 m 则a的化学式为 精讲精析 1 解题关键点本题的解题关键是挖掘题目中的有效信息 充分利用题目中的突破口 突破口一 使干燥红色石蕊试纸变蓝的是碱性气体 中学化学中只有nh3 即a与水反应生成nh3 因此a中含有n元素 突破口二 中黑色cuo粉末逐渐变为红色 说明cuo被nh3还原生成单质铜 突破口三 在高温下nh3被氧化生成气体m 而m可用排水法收集 因此m为n2 2 解题疑惑点 1 cuo和nh3反应的化学方程式的书写根据题中提示信息 cuo和nh3反应生成cu和n2 根据原子守恒判断生成物中还应有水 写出方程式 根据电子转移守恒配平即可 2 装置连接顺序按 3 排列 装置 中试纸为什么会变蓝如果nh3先用碱石灰干燥然后再通过热的cuo 氧化还原反应3cuo 2nh33cu 3h2o n2一样可以发生 由于生成物中有水生成 过量的nh3和水一样会使干燥红色石蕊试纸变蓝 3 a物质化学式的推断由题意知n n2 0 025mol 则n nh3 0 05mol 设a的化学式为x3ny x的相对原子质量是x 则有 x3ny ynh31y0 05mol1 y y只能是正整数 所以只有y 2 x 24时符合题意 即化合物a是mg3n2 参考答案 1 分液漏斗 2 碱石灰3cuo 2nh33cu 3h2o n2浓硫酸 3 试纸变蓝cuo与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水 使试纸变蓝 4 mg3n2 组成检测型实验是高考实验考查中经常考查的一种题型 这类题目要求考生能够设计合理的方案或根据题目已知方案确定物质的组成 1 试题类型组成检测类题目主要包括两个类型 1 确定纯净物的化学式 即确定化学式中各元素的比值 2 确定混合物中各组分的百分含量 2 解题策略 1 确定纯净物的化学式通读全题 根据题目要求和已知的方案或实验装置 使化合物中的各元素分别发生反应 然后通过合理的方案进行分离 从而确定每种元素的物质的量 以确定化学式 2 确定混合物中各组分的百分含量通读全题 根据题目要求和已知的方案或实验装置 将混合物中的各种物质进行分离 从而确定各组分的质量或物质的量 从而确定混合物中各组分的百分含量 3 解题注意的问题 1 选用特征反应 反应准确 反应要有良好的选择性 要有明显的外部特征 颜色改变 沉淀的生成或溶解 气体的生成等 反应速率要快 2 反应完全 充分转化 不论是纯净物还是混合物组成检测 使其反应时都应该完全反应 3 排除干扰 不增不减 勿引杂质分离各元素或物质时不要引入杂质 不能使被检验元素损失 以免对该元素或组分的量的确定产生影响 顺序合理严格掌握各成分检测的先后顺序 防止各成分检验过程中的相互干扰 如有水蒸气生成的 先检测水蒸气 再检测其他成分 1 2012 蚌埠模拟 下列排列顺序不正确的是 a 热稳定性 h2o hf h2sb 原子半径 na mg oc 酸性 hclo4 h2so4 h3po4d 非金属性 f cl br 解析 选a a选项 元素的非金属性越强则其氢化物越稳定 f元素的非金属性比o元素强 hf比h2o稳定 b选项 根据 电子层多原子半径大 同层时原子序小半径大 则b正确 c选项 由于cl s p属于同周期元素 其非金属性依次减弱 所以最高价氧化物对应的水化物酸性依次减弱 c正确 d选项 由于f cl br属于同主族元素 非金属性依次减弱 d正确 2 下列排列顺序中错误的是 a 碱性 al oh 3 mg oh 2 naohb 稳定性 ph3 h2s nh3c 电负性 p s cld 第一电离能 na mg si 解析 选b a选项 金属性顺序为al mg na 所以碱性顺序为al oh 3 mg oh 2 naoh a正确 b选项 稳定性顺序为nh3 h2s ph3 c d电负性 第一电离能符合同周期变化规律 c d正确 3 关于反应ro3 6h 3r2 3h2o的叙述正确的是 a r一定是周期表中的第 a族元素b r的原子半径在同周期元素原子中最小 0族除外 c 上式中缺项所填物质在反应中作氧化剂d ro3 中的r元素在所有的反应中只能被还原 解析 选b 由得失电子守恒可知 缺项的物质为r 所以r为 a族元素 在该反应中失去电子 作还原剂 在同周期中 a族元素原子半径最小 除0族元素 4 运用元素周期律分析下面的推断 其中错误的是 铍 be 的氧化物的水化物可能具有两性 铊 tl 既能与盐酸作用产生氢气 又能与naoh溶液反应放出氢气 tl no3 3溶液的酸性很强 砹 at 为有色固体 hat不稳定 agat感光性很强 但不溶于水也不溶于稀酸 锂 li 在氧气中剧烈燃烧 产物是li2o2 其溶液是一种强碱 硫酸锶 srso4 是难溶于水的白色固体 硒化氢 h2se 是无色 有毒 比h2s稳定的气