《认识元素周期表》教案

《认识元素周期表》教案【研究目的】元素周期表自发现至今已有一百多年。随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。【材料阅读】材料一周期律发现前的元素分类(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了《元素表》。(2)1829年，德伯赖纳提出五组“三素组”：Li、Na、K；Ca、Sr、Ba；P、As、Sb；S、Se、Te；Cl、Br、I。(3)1864年，英国人欧德林用46种元素排出了“元素表”。同年德国人迈尔按原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。(4)1865年，英国人纽兰兹把62种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。材料二元素周期律的发现1867年，俄国人门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。依据周期律排出了周期表，根据周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素，后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫周期律的正确性。材料三发展远景——稳定岛理论的出现1967年，科学家们预言在闭合双壳层Z＝114和N＝184附近存在一个超重核素的“稳定岛”。理论上超重核素的半衰期最长可达1015年。为了跨过不稳定核素的“海洋”真正登上“稳定岛”，科学家采用重离子作为入射粒子有效地引发合适的核反应。现在，104～118号元素皆已被成功合成出，并得到了IUPAC的承认和命名，七个周期的元素周期表已完整了。但是，确切地说，目前只是刚刚踏上超重元素“稳定岛”的边缘地带，还没有完全进入“稳定岛”。一个带有幻想式的大远景周期表中包含了218种元素。【问题讨论】1．某同学设计如图所示元素周期表(空格中均有对应的元素填充)：(1)白格中是什么元素？灰格中是什么元素？(2)已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍，则X、Y、Z是什么元素？(3)该元素周期表的编排原则是什么？2.如图所示是一种扇形元素周期表的一部分：请对照现行周期表回答：(1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素的名称。(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么？【素养练习】1．某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如图所示的蜗牛形状，图中每个点代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法中不正确的是()A.离O点越远的元素原子半径越大B．虚线相连的元素处于同一族C．B、C最高价氧化物对应的水化物可相互反应D．最简单氢化物的热稳定性：A＞D2．某同学为1～18号元素设计了一种扇形图(如图)，其实就是目前仍在使用的扇形周期表的一部分，下列有关说法不正确的是()A．每个小扇区就是长式周期表的一个族B．此扇形周期表中只显示了三个周期C．扇形周期表拆下扇子顶螺丝可以转换为现行的长式周期表D．扇形周期表考虑镧系和锕系应有九个周期3．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X的性质的描述中正确的是()A．X单质易与水反应B．X形成的氧化物易与水反应生成酸C．X易形成氧化物XOD．XH4的稳定性比SiH4的低研究与实践3认识元素周期表问题讨论1．提示：(1)白格中都是主族元素和0族元素，灰格中都是副族元素。(2)Z为氧元素，X为氮元素，Y为磷元素。(3)以H、He对称，左侧白色格的单元中各族的排列规则为；右侧白色格的单元中各族的排列规则为。白色格按逆时针方向旋转，灰色格按逆时针方向旋转，原子序数依次增大。2．提示：(1)氢、钠、氧、硫、氯(2)与现行元素周期表类似，按扇形由内向外依次排列1～7周期元素，一周期为一层；不再划分族，将结构、性质类似元素从左向右排列，共18列。素养练习1．答案：A2．解析：扇形周期表仍有七个周期，镧系和锕系各占一格。答案：D3．解析：Si不能与水反应，X是其中的一种“类硅”元素，所以X单质不易与水反应，A错误；SiO2不能溶解于水，也不能与水发生反应产生相应的含氧酸，所以X形成的氧化物也不易与水反应生成酸，B错误；Si是第ⅣA族的元素，最高化合价为＋4价，因此X易形成氧化物XO2，C错误；同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越弱，其氢化物的稳定性就越弱，因此XH4的稳定性比SiH4的低，D正确。答案：D课后篇素养形成合格考达标练1.元素X的原子有3个电子层,最外电子层上有4个电子。则X元素位于元素周期表的()A.第四周期第ⅢA族 B.第四周期第ⅦA族C.第三周期第ⅣB族 D.第三周期第ⅣA族答案D解析根据周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数,可知D项正确。2.下列说法肯定错误的是()A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C.某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍D.某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等答案B解析K层、L层、M层上最多能容纳的电子数分别为2、8、18。K层上可排1个电子,也可排2个电子,A项有可能;当M层上排有电子时,L层已经排满电子,即排了8个电子,而M层最多可以排18个电子,B项不可能;符合“M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍”的离子可以是S2-、Cl-、K+、Ca2+等,C项有可能;D项,最外电子层上的电子数可为2或8,核电荷数和最外层电子数均为2的只有He,不符合条件,核电荷数和最外层电子数均为8的为O2-,D项有可能。3.下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是()答案C解析解答此题时应注意:①电子排布遵循能量最低原理;②各电子层最多所能容纳的电子数目为2n2;③原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)。A项不符合能量最低原理,应该先排满K层再排L层,所以A项错误;B项不符合各层最多排2n2个电子,K层最多排2个电子,所以B项错误;D项不符合最外层最多只能排8个电子,所以D项错误。4.(2020湖北天门、潜江、应城高一期中联考)元素周期表是学习化学的重要工具。如图是元素周期表中的一格,从中获取的信息不正确的是()52Te碲5s25p4127.6A.该元素的元素符号为TeB.该元素属于金属元素C.该元素的原子核外有52个电子D.该元素的相对原子质量为127.6答案B解析根据元素周期表中的一格可知,该元素的元素符号为Te,A项正确;根据元素周期表中的一格可知,该元素的名称是碲,带“石”字旁,属于非金属元素,B项错误;根据元素周期表中的一格可知,左上角的数字为52,表示原子序数为52,根据原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数,则该元素的原子核外电子数为52,C项正确。根据元素周期表中的一格可知,127.6表示该元素的相对原子质量,D项正确。5.(2020安徽黄山高一检测)A、B、C为短周期元素,在元素周期表中所处的位置如图所示,已知A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。下列叙述错误的是()A.A、C元素的族序数之和等于B元素族序数的2倍B.A元素的名称为氮C.B元素位于元素周期表第三周期第ⅤA族D.C原子的核电荷数是9答案C解析由A、B、C均为短周期元素及A、B、C的相对位置,可知A、C位于第二周期,B位于第三周期,设B元素的质子数为b,则A、C原子的核外电子数分别为b-9,b-7。依题意,有b-9+b-7=b,解得b=16。因此,元素B是硫,则A是氮,C是氟,故C错误。6.原子序数为83的元素位于:①第五周期;②第六周期;③第ⅣA族;④第ⅤA族;⑤第ⅡB族,其中正确的组合是()A.①④ B.②③ C.②④ D.①⑤答案C解析根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡,83号元素比氡的原子序数小3,那么它在元素周期表中的位置应该是氡左移3个格,即第六周期第ⅤA族。7.(2020天津耀华中学高一期末)下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02①②3③④⑤⑥⑦⑧⑨4⑩(1)写出⑥的元素符号:,画出的原子结构示意图:。

(2)写出③的单质在空气中燃烧后的产物与二氧化碳反应的化学方程式:;该反应每生成1mol气体转移个电子。

(3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,呈两性的氢氧化物是。

(4)写出实验室制取⑧的单质的化学方程式:。

答案(1)Si(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O21.204×1024(3)Al(OH)3(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O解析由元素在元素周期表中的位置,可知①为N、②为F、③为Na、④为Mg、⑤为Al、⑥为Si、⑦S、⑧为Cl、⑨为Ar、⑩为K、为Ca、为Br。(1)⑥的元素符号为Si,为Br,原子序数为35,溴的原子结构示意图为。(2)③为钠,钠单质在空气中燃烧后的产物是过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;该反应每生成1mol气体转移1.204×1024个电子。(3)Al(OH)3是两性氢氧化物。(4)实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。等级考提升练8.甲、乙两元素原子的第二层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是()A.甲与乙处于同一周期B.甲与乙处于同一主族C.甲与乙指的是碳和铝D.甲与乙的原子序数之和是偶数答案D解析L层最多可容纳8个电子,当其他层共有4个电子时符合题意,根据核外电子排布规律,镁符合条件;当L层未填满电子时,K层的2个电子已填入,此时L层应有4个电子,碳符合条件。则甲、乙指的是碳和镁,D项符合题意。9.某1~18号元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,那么该原子()A.有3个电子层 B.有2个电子层C.最外层电子数是8 D.核电荷数是10答案B解析第一层排满为2个电子,第二层排满为8个电子,第三层为最外层时,最多排8个电子,若该原子有3个电子层,依题意可知最外层(第3层)要排24个电子,这不可能,则该原子只有2个电子层,第一层为2个电子,第二层为6个电子。10.现有两种短周期元素A、B的原子序数分别为a、b,若a+8=b,则下列有关A、B的说法正确的是()A.A和B一定在同主族B.A和B一定在同周期C.若A和B在相邻周期,则A、B一定同主族D.A、B可能既不同周期,又不同主族答案D解析若A为氢,B为氟,则A、B、C三项全错,D项正确。11.(双选)(2020山东青岛二中高一检测)元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如下图所示。下列叙述不正确的是()A.C的原子序数比B的原子序数大1B.原子结构示意图为的元素,与C位于不同周期C.B的原子与D的原子最外层电子数相等D.原子结构示意图为的元素,与B位于同一主族答案BD解析根据元素周期表的结构分析题图:B是第一周期的最后一种元素,C是第二周期的第一种元素,则C的原子序数比B的原子序数大1,A项正确;原子结构示意图为的元素的原子序数是8,与C位于同一周期,B项错误;B是2号元素,原子核外有1个电子层、2个电子,D是12号元素,原子结构示意图为,C项正确;原子结构示意图为的元素是10号元素,也是第二周期的最后一种元素,与B同族,但该族是0族而不是主族,D项不正确。12.如图所示,A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法不正确的是()A.A、E原子序数之差可能为2B.D、E原子序数之差可能为18或32C.B、C原子序数之差一定是2D.B、D原子序数之差不可能是7答案A解析由题给5种元素的位置关系可以看出,A不是第一周期的氢元素,所以A、E原子序数之差不可能为2,A项错误。A、E、D应为第ⅣA或ⅤA或ⅥA族元素,以第ⅥA族元素为例,由下表原子序数之差可知B项正确。同时又知B、D原子序数之差应大于8,D项正确。B、C之间仅隔有1种E元素,故其原子序数之差一定为2,C项正确。13.短周期的三种元素分别为X、Y和Z,已知X元素的原子最外层只有一个电子;Y元素原子的M电子层上的电子数是它K层和L层电子总数的一半;Z元素原子的L电子层上电子数比Y元素原子的L电子层上电子数少2个。则这三种元素所组成的化合物的化学式不可能是()A.XYZ3 B.X2YZ4 C.X3YZ4 D.X4Y2Z7答案B解析Y元素原子的M电子层上的电子数是它K层和L层电子总数的一半,则M层有5个电子,故Y为P元素;Z元素原子的L电子层上电子数比Y元素原子的L电子层上电子数少2个,则Z元素L层有6个电子,故Z为O元素。已知X元素的原子最外层只有一个电子,则X处于第ⅠA族。X、Y、Z组成化合物时,X应显+1价,Z应显-2价,则A项,Y的化合价为+5价,符合,故A可能;B项,Y的化合价为+6价,不符合,故B不可能;C项,Y的化合价为+5价,符合,故C可能;D项,Y的化合价为+5价,符合,故D可能。14.Ⅰ.(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图是。

(2)已知某粒子的结构示意图为。①当x-y=10时,该粒子为(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

②当y=8时,粒子可能为(填名称)、、、、。

Ⅱ.结合元素周期表回答下列问题:(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。2He氦4(2)表中所列元素,属于短周期元素的有,属于主族元素的有。

(3)元素f是第周期第族元素,请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。

答案Ⅰ.(1)(2)①原子②氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子Ⅱ.(1)(2)abcdefgabcdef(3)三ⅥA16S

硫

32解析Ⅰ.(1)设核电荷数=质子数=a,元素原子的电子层数为x,最外层电子数为y,依题意:a=5x,a=3y,则5x=3y,x=3y5。因原子的最外层电子数不超过8,即y为1~8的正整数,故仅当y=5,x=3时合理,则该元素的核电荷数为(2)①当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子。②当y=8时,应为有18个电子的粒子,所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。Ⅱ.(2)短周期指元素周期表中的第一、二、三周期,表中所列元素,属于短周期元素的有a、b、c、d、e、f、g。主族元素指元素周期表中的第1、2、13、14、15、16、17纵列,所以属于主族元素的有a、b、c、d、e、f。(3)根据元素周期表可知元素f是第三周期第ⅥA族元素,是S元素。新情境创新练15.某研究性学习小组以元素周期律为课题