第一节 元素周期表

1、课时目标课时目标1.了解元素周期表的发展史了解元素周期表的发展史2.认识元素周期表的结构，掌握周期、族的概念认识元素周期表的结构，掌握周期、族的概念3.学会推断元素在周期表中的位置学会推断元素在周期表中的位置情景引导情景引导 宇宙万物是由什么组成的？古希腊人认为是水、宇宙万物是由什么组成的？古希腊人认为是水、土、火、气四种元素，古代中国则相信金、木、水、土、火、气四种元素，古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说。到了近代，人们才渐渐明白：火、土五种元素之说。到了近代，人们才渐渐明白：元素多种多样，决不只有四五种。到了元素多种多样，决不只有四五种。到了19世纪，已世纪，已发现的元素达发现的

2、元素达54种。人们自然会问，没有发现的元种。人们自然会问，没有发现的元素还有多少种？元素之间有着某种联系呢？素还有多少种？元素之间有着某种联系呢？1869年年俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，揭开了这俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，揭开了这个奥秘。原来，元素不是一群个奥秘。原来，元素不是一群“乌合之众乌合之众”，而是像，而是像一支训练有素的军队，按照严格的命令井然有序地一支训练有素的军队，按照严格的命令井然有序地排列着，它们是怎么排列的呢？排列着，它们是怎么排列的呢？ 1869年门捷列夫在继承和分析了年门捷列夫在继承和分析了前人工作的基础上，对大量实验前人工作的基础上，对大量实验事实进行

3、了订正、分析和概括，事实进行了订正、分析和概括，成功地对元素进行了科学分类成功地对元素进行了科学分类。他总结出一条规律：他总结出一条规律：元素（以及元素（以及由它所形成的单质和化合物）的由它所形成的单质和化合物）的性质随着相对原子质量的递增而性质随着相对原子质量的递增而呈现周期性的变化。这就是元素呈现周期性的变化。这就是元素周期律。周期律。编成了第一张元素周期表编成了第一张元素周期表 1869年年2月月 门捷列夫门捷列夫(俄俄)的第一张周期表的第一张周期表 1871门捷列夫门捷列夫(俄俄)的第二张周期表的第二张周期表 一、元素周期表1、原子结构原子原子核核外电子（带一个单位的负电荷）质子（带一

4、个单位的正电荷）中子原子序数原子序数= =核电荷数核电荷数= =质子数质子数= =核外电子数核外电子数原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编的号元素周期表中，有多少个横排和纵行呢？元素周期表中，每一个横排和每一个纵行所含的元素种类是否相同呢？7 7横排、横排、1818纵行纵行2 2、元素周期表、元素周期表（1）元素周期表编排原则）元素周期表编排原则A、把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序由左到右排成一个横排。 B、把不同横行中最外层电子数相同的元素（个别列外）按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。 1-18号原子核外电子排布号原子核外电子排布（2 2）元素周期表的结构：）元素周期表的结

5、构： 具有相同电子层数而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的一系列元素（每一横排称为一周期）。周期序数 = 电子层数1 1、周期：、周期：周期序数周期序数 = 电子层数电子层数ArClSPSiAlMgNa3周期+11281+12282+17287+15285+13283+14284+16286+18288它们分别位于第几周期？为什么？它们分别位于第几周期？为什么？ 第二周期第二周期两个电子层两个电子层第四周期第四周期四个电子层四个电子层【课堂练习课堂练习】第三周期第三周期三个电子层三个电子层第第1周期：周期：2 种元素种元素第第2周期：周期：8 种元素种元素第第3周期：周期：8 种元素种元素第

6、第4周期：周期：18 种元素种元素第第5周期：周期：18 种元素种元素第第6周期：周期：32 种元素种元素第第7周期：周期：排满排满32种元素种元素短周期短周期长周期长周期周期周期（横向）（横向）类别类别周期周期序数序数包括元包括元素种数素种数稀有气体稀有气体原子序数原子序数短周期短周期1 12 23 3长周期长周期4 45 56 67 7181832排满3221018365486118识记识记1817161514131098765211211111010910810710610510489-1038887121143176541882MLk382LK22K186858483828154535

7、251504936353433323156553837201980797877767574737257-714847464544434241403930292827262524232221周期的结构短周期长周期2 2、族：、族：主族序数最外层电子数不同横行中最外层电子数相同的元素（个别例外）按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行（除第8、9、10三个纵行叫做第族外，其余每个纵行为一族）。2、元素周期表的结构元素周期表的结构HHeLiBeB C N OF NeNaKClMgAl SiPSCaA AA A A A AB BB B B B B0Ar1234567+112 81+11+192 881+3

8、72818 81+5528181881+872 818321881+32 1+122 82+202 882+382818 82+5628181882+882 818321882+42 2+132 83+312 8183+492818 183+81281832183+52 3LiNaFrKRbCsHAAA主族序数主族序数 =最外层最外层 电子数电子数由短周期和长周期元素共同构成的族；由短周期和长周期元素共同构成的族；A , A , A , A , A ,A , A , AA , A , A ,A , A , A 共七个主族共七个主族稀有气体元素稀有气体元素族族（纵向）（纵向）主族：主族：副族：副

9、族：第第VIIIVIII族：族： 零族：零族：仅由长周期构成的族仅由长周期构成的族 B ,B ,B ,B , BB ,B ,B ,B , B ，B , B B , B 共七个副族共七个副族包含（包含（8 8、9 9、1010）三列）三列11010910878777646454428272611211110710610510489-10380797574737257-71484743424140393029252423222185848382815352515049353433323117161514139876586543618102888756553837201912114317654188

10、2MLk382LK22K1IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBII B主族副族八族零族族的结构请写出它们在周期表中的位置。请写出它们在周期表中的位置。 第二周期第二周期第第A族族第四周期第四周期第第A族族【课堂练习课堂练习】第三周期第三周期第第A族族1 1、主族元素在周期表中所处的位置，取决、主族元素在周期表中所处的位置，取决于该元素的于该元素的（A A）最外层电子数和相对原子质量）最外层电子数和相对原子质量 （B B）相对原子质量和核外电子数）相对原子质量和核外电子数（C C）次外层电子数和电子层数）次外层电子数和电子层数 （D D）电子层

11、数和最外层电子数）电子层数和最外层电子数D D【课堂练习课堂练习】根据稀有气体元素的原子序数根据稀有气体元素的原子序数第一七周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118(第七周期若排满)，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置，遵循“比大小，定周期；比差值，定族数”的原则。如53号元素，由于365354，则53号元素位于第五周期，54531，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即A族，得53号元素在元素周期表中的位置是第五周期A族。 2 2、推算原子序数为推算原子序数为34,5534,55、116116的元素在的元素在周

12、期表中的位置。周期表中的位置。 第第34号元素：号元素： 第四周期第第四周期第A 族。族。 第第55号元素：号元素： 第六周期第第六周期第IA 族。族。 第第116号元素：号元素： 第七周期第第七周期第VIA 族。族。元素名称原子符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数碱金属元素锂31钠111钾191铷371铯551LiNaKRbCsLiNaKRbCs元素名称原子符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数碱金属元素锂312钠1113钾1914铷3715铯5516LiNaKRbCs二、元素的性质与原子结构1、碱金属（1）碱金属的原子结构LiCs核电荷数逐渐增多增多电子层数逐渐增多增多原

13、子半径依次增大增大但最外层电子数都为1(相异点)(相似点)原子结构有何异同？ 碱金属元素的主要物理性质碱金属元素的主要物理性质元素元素名称名称元素元素符号符号核电核电荷数荷数颜色和状态颜色和状态密度密度g/cm3熔点熔点OC沸点沸点OC锂锂Li3银白色银白色, 柔软柔软0.534180.51347钠钠Na11银白色银白色, 柔软柔软0.9797.81 882.9钾钾K19银白色银白色, 柔软柔软0.8663.65774铷铷Rb37银白色银白色, 柔软柔软1.53238.89688铯铯Cs55略带金色光泽略带金色光泽,柔软柔软1.87928.40 678.4有何相似有何相似性和递变性和递变性？性

14、？碱金属的物理性质的比较相相似似点点递递变变性性颜色颜色硬度硬度密度密度熔沸点熔沸点导电导热性导电导热性密度变化密度变化熔沸点变化熔沸点变化Li Na K Rb Cs均为银白色（均为银白色（CsCs略带金色）略带金色）柔软柔软较小较小较低较低强强逐渐增大（逐渐增大（K K特殊）特殊）单质的熔沸点逐渐降低单质的熔沸点逐渐降低3.碱金属单质的化学性质碱金属单质的化学性质钠钠 钾钾 与氧气与氧气反应反应 剧烈燃烧，火焰呈剧烈燃烧，火焰呈色，生成色，生成 色色的固体的固体 更剧烈燃烧，火焰更剧烈燃烧，火焰呈呈 色色与水反与水反应（绿应（绿豆大一豆大一块）块） 在水面上、在水面上、成成银白色小球、在水银

15、白色小球、在水面上四处面上四处、滴入、滴入酚酞溶液呈酚酞溶液呈色色 在水面上、在水面上、 成成银白色小球、在水面银白色小球、在水面上四处上四处 、滴入酚、滴入酚酞溶液呈酞溶液呈色，有色，有微弱爆炸，微弱爆炸， 钠、钾化学性质比较钠、钾化学性质比较黄黄淡黄淡黄 紫紫浮浮浮浮熔熔熔熔游动游动游动游动红红红红甚至有燃烧甚至有燃烧 钠与钾都能与氧气、水发生反应，但反应的剧烈程度不同。 物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知。 碱金属元素最外层上都只有一个电子，化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，所以能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。 2 2Na + ONa +

16、O2 2 NaNa2 2O O2 24 4Li +Li + O O2 2 2 2LiLi2 2O O3.碱金属的化学性质1）碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似与O2的反应 单质与氧气反应反应程度LiNaKRbCs更为复杂更为复杂K K2 2O O、K K2 2O O2 2、KOKO2 2LiLi2 2O O更为复杂更为复杂NaNa2 2O O、NaNa2 2O O2 2越来越剧烈越来越剧烈性质差异又是怎样造成的呢？详见课本P7页与水的反应与水的反应2 2Na + 2HNa + 2H2 2O O 2NaOH + H2NaOH + H2 22 2K + 2HK + 2H2 2O

17、 O 2KOH + H2KOH + H2 2元素金属性强弱判断依据：1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。碱金属元素单质：RbRb2 2钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做药。钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做药。1.1.锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料（已经锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。3 3铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是

18、目前铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。最准确的计时仪器。碱金属元素的用途：碱金属元素的用途：金金 属属 性性 逐逐 渐渐 增增 强强失失电电子子的的 能能力力逐逐渐渐增增强强根据卤素原子结构，推测氟、氯、溴碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？思考与交流2.2.卤族元素卤族元素原子结构原子结构性质性质相相同同点点相相似似性性不不同同点点递递变变性性易于得到一个电子（氧易于得到一个电子（氧化性），化学性质活泼，化性），化学性质活泼，体现强非金属性体现强非金属性随着半径递增，得电子随着半径递增，得电子能力递减，氧化性递减，能力递减，氧化性递减，非金属性递减。非金属性递

19、减。分分 析析原子的最外层均原子的最外层均为为7个电子个电子核电荷数依次增核电荷数依次增多；电子层数递多；电子层数递增；原子半径依增；原子半径依次增大次增大卤素的原子结构及化学性质卤素的原子结构及化学性质上所表现的相似性和递变性上所表现的相似性和递变性卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质熔沸点熔沸点:递增递增密度密度:递增递增颜色颜色:淡黄绿色淡黄绿色 黄绿色黄绿色 深红棕色深红棕色 紫黑色紫黑色(颜色逐渐加深颜色逐渐加深)状态状态: 由气态到液态再到固态由气态到液态再到固态氯气（氯气（Cl2）溴（溴（Br2）与金属与金属反应反应2Na+Cl2=2NaCl跟非金跟非金属反应属反应H2+Cl2=

20、光=2HCl跟水的跟水的反应反应Cl2+H2O=HCl+HClO跟碱反跟碱反应应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Na+Br2=2NaBrH2+Br2=2HBrBr2+H2O=HBr+HBrOBr2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O溴与氯气具有溴与氯气具有有相似性的化学性质有相似性的化学性质分析相似性分析相似性小结：其它卤素单质与氯气一样都具有强氧化性。小结：其它卤素单质与氯气一样都具有强氧化性。结论结论:1、卤素单质与、卤素单质与H2反应的剧烈程度反应的剧烈程度:2 、生成氢化物的稳定性、生成氢化物的稳定性:逐渐减弱逐渐减弱逐渐减弱逐渐减弱.即氢化物稳定性次序为即氢化

21、物稳定性次序为 ：HFHClHBrHI那么那么, Cl2与与I2，Br2与与I2比较比较,谁的氧化性更强谁的氧化性更强?你如何设计实验去检验？（你如何设计实验去检验？（提示：类比金属的置换反应）提示：类比金属的置换反应） 实验实验现象现象实验结实验结论论1、NaBr+少量新制的饱少量新制的饱和氯水，振荡和氯水，振荡2、KI+少量新制的饱和少量新制的饱和氯水，振荡氯水，振荡3、KI +加入少量新制的加入少量新制的溴水，振荡溴水，振荡上层液体颜色变浅，上层液体颜色变浅，下层液体呈紫色。下层液体呈紫色。化学方程式：化学方程式：2KI+Cl2=2KCl+I2, 2KI+Br2=2KBr+I2氧化性氧化

22、性:Br2I2氧化性氧化性:Cl2Br2上层液体颜色变浅，上层液体颜色变浅，下层液体呈紫色下层液体呈紫色上层液体颜色变浅，上层液体颜色变浅，下层液体呈橙红色下层液体呈橙红色氧化性氧化性:Cl2I2结论：氧化性强弱结论：氧化性强弱 Cl2Br2I2，那么那么F2呢？你能从原子结构的角度去分析吗？呢？你能从原子结构的角度去分析吗？结论结论:随着核电荷数的增加随着核电荷数的增加,卤族单质卤族单质氧化性氧化性强弱顺序强弱顺序 为为: F2Cl2Br2I2得电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱注意：注意：F2不能在溶液中置换后面的卤素单质不能在溶液中置换后面的卤素单质2F2

23、 + 2H2O = 4HF + O2氧化性：F2 Cl2 Br2I2。 Cl2可从溴、碘的盐溶液中置换出相应的卤素单质，F2与氯、溴、碘的盐溶液可以置换出相应的卤素单质吗？Cl2 + H2O = HCl + HClOBr2 + H2O = HBr + HBrOI2 + H2O = HI + HIO反应通式：反应通式：2F2 + 2H2O = 4HF + O2(特例特例)F 没有正价，只有0价和-1价相似性：递变性： 与水反应的能力依次减弱与水反应的能力依次减弱(能反应能反应)(很弱很弱)(极弱极弱)反应越来越弱反应越来越弱v(3)与水反应X2 + H2O = HX + HXO（XF） 练习：练

24、习：砹（砹（At）是卤素中核电荷数最大的元素，）是卤素中核电荷数最大的元素，推测砹或砹的化合物性质的叙述中正确的是（推测砹或砹的化合物性质的叙述中正确的是（）A砹为有色固体砹为有色固体BHAt很稳定很稳定CAgAt易溶于水易溶于水D砹单质的熔沸点比碘单质的熔沸点低砹单质的熔沸点比碘单质的熔沸点低A思考与交流思考与交流根据碱金属元素和卤族元素的性质，根据碱金属元素和卤族元素的性质，可以看出元素化学性质与原子结构有可以看出元素化学性质与原子结构有何关系？何关系？同主族的同主族的金属金属元素元素,随着随着核电荷数的增加核电荷数的增加, 金属性逐渐金属性逐渐增强增强,其单质的其单质的金属性金属性逐渐逐

25、渐增增强。强。小结小结同主族的同主族的非金属元素非金属元素,随着随着核电荷数的增核电荷数的增加加, 非金属性逐渐非金属性逐渐减弱减弱,其单质的其单质的氧化性氧化性逐逐渐渐减弱减弱。+2 n+2 8 n+28n18+2818n18+281818n32金金属属性性增增强强非非金金属属性性减减弱弱弱弱减减性性属属金金强强增增性性属属金金非非证明元素金属性强弱：证明元素金属性强弱：1、单质与水（或酸）反应、单质与水（或酸）反应 置换出氢的难易程度。置换出氢的难易程度。2、最高价氧化物对应的水、最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性强弱。化物氢氧化物的碱性强弱。证明元素非金属性强弱：证明元素非金属性强弱

26、：1、最高价氧化物对应的水、最高价氧化物对应的水 化物的酸性强弱。化物的酸性强弱。 2、单质与氢气生成态氢化、单质与氢气生成态氢化 物的难易程度。物的难易程度。3、氢化物的稳定性。、氢化物的稳定性。原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子每个质子带每个质子带_电荷电荷相对质量约为相对质量约为_中子中子中子不带电中子不带电相对质量约为相对质量约为_围绕原子核做高速运动围绕原子核做高速运动每个电子带每个电子带_电荷电荷相对质量为一个质子（中子）的相对质量为一个质子（中子）的一个单位正一个单位正11一个单位负一个单位负三三.核素核素质量数质量数定义：定义： 忽略电子的质量，将原子核忽略电子的质量

27、，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质似整数值相加，所得的数值叫做质量数。量数。质子数质子数(Z) 中子数中子数(N) 核电荷数核电荷数核外电子数核外电子数原子序数原子序数电荷数电荷数电荷数电荷数如：某如：某M 2核外核外18个电子，质量数个电子，质量数32，则，则中子数为多少？中子数为多少？Z = 18 - 2 = 16N = A Z = 32 - 16 = 16核电荷数核电荷数质子数质子数质子质子 中子中子质子数质子数中子数中子数质子数质子数相同相同问题：氕、氘、氚结构的异同？问题：氕、氘、氚结构的异同？氢元素的原子核原子名称原

28、子符号质子数（Z）中子数（N）10氕 11氘 或D12氚 或TH11H12H13统称为统称为氢元素氢元素单独称为核素互称为同位素又如：又如： 碳元素的各种核素碳元素的各种核素 612C、613C、614C ； 氧元素的各种核素氧元素的各种核素 816O、817O、818O ； 铀元素的各种核素铀元素的各种核素 92234U、92235U、 92238U；互称为同位素原子个数原子个数 物理性质物理性质 核外电子数核外电子数 基本相同基本相同 特别提醒特别提醒(1)(1)一种元素可以有若干种不同的核素，一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素就有多少种也可以只有一种核素，有

29、多少种核素就有多少种原子。原子。(2)(2)同种元素是质子数相同的所有核素的总称，同同种元素是质子数相同的所有核素的总称，同位素是同一元素不同核素之间的互称。位素是同一元素不同核素之间的互称。归纳总结1.原子结构的易失分点原子结构的易失分点(1)任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中；数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中；(2)有质子的微粒不一定有中子，如有质子的微粒不一定有中子，如1H，有质子的微，有质子的微粒不一定有电子，如粒不一定有电子，如H；(3)质子数相同的微粒不一质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如定属于

30、同一种元素，如F与与OH。2相似概念比较相似概念比较(1)原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如：一个量，是通过精密的实验测得的。如：一个Cl原子原子的的m(Cl)1.3281026 kg。(2)核素的相对原子质量：各核素的质量与核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的的质量的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，如应有几种不同的核素的相对原子质量，如35Cl为为34.969，37Cl为为36.966。(3)核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质

31、核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该核素的质量数相等。如：量取近似整数值，数值上与该核素的质量数相等。如：35Cl为为35，37Cl为为37。(4)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的。原子所占的原子百分比算出的。(5)元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其丰度的乘积之和。代替同位素相对原子质量与其丰度的乘积之和。元素相对原子质量、元素近似相对原子质量、同位素相对元素相对原子质量、元素近似相对原子质量、同位素相对原子质量、同位素近似相对原子质量原子质量、同位素近似相对原子质量(以以35Cl、37Cl为例：为例：35Cl的相对原子质量是的相对原子质量是34.969，在自然界中占，在自然界中占75.77%；37Cl的相对原子质量是的相对原子质量是36.966，在自然界中占，在自然界中占24.23%)2同位素相同位素相对原子质量对原子质量同位素近似同位素近似相对原子质相对原子质量量元素相对元素相对原子质量原子质量元素近似相元素近似相对原子质量对原子质量概概念念