第1章第3节 元素周期表的应用
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第三节 元素周期表的应用
教学重点、难点
1、同周期、同主族元素性质递变规律；
2、元素“位、构、性”三者间的关系。
相对原子质量 原子体积 单质比重 二氧化物 四氯化物
密度 体积 沸点 密度 体积
类硅 72 13 5.5 4.7 22 ＜100℃ 1.9 113
锗 72.6 13.22 5.47 4.703 22.16 86℃ 1.887 113.35
一、同周期元素性质的递变
第3周期元素从钠到氯，随着核电荷数增加，原子半径减小，元素原子失去电子能力减弱，得到电子能力增强。
1、设计实验方案，论证钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力相对强弱。
取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾。观察现象。
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
钠元素原子失去电子能力比镁强.
2、取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两支试管中。向试管中各加入2mL1mol/L盐酸。观察现象。
比较镁和铝分别与盐酸反应的难易程度，你又得出什么结论？
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
镁元素原子失去电子能力比铝强.
3、向盛有AlCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色絮状沉淀为止。将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象。
AlCl3＋3NaOH = Al(OH)3↓＋3NaCl
Al(OH)3＋3HCl = AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH = NaAlO2＋2H2O
Al(OH)3既能和发生中和反应,又能和发生中和反应,我们把它称为两性氢氧化物。
从上述实验中能否比较NaOH、Mg(OH) 2和Al(OH)3的碱性强弱？
元 素 钠 镁 铝
单质与水反应 与冷水剧烈反应 与冷水反应缓慢，与热水反应迅速
单质与盐酸反应 剧烈反应 剧烈反应，但较镁慢
最高价氧化物对应水化物 化学式 NaOH Mg(OH) 2 Al(OH)3
碱 性 强碱 中强碱 两性氢氧化物
结 论 钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱
钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱。
4、请完成表格：
元 素 硅 磷 硫 氯
单质与氢气反应难易
气态氢化物 化学式
稳定性
最高价氧化物对应水化物 化学式
酸 性
结 论
硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力逐渐增强。
请看元素周期表，我们不难发现，除第1周期外，周期表中每一周期都是从活泼的金属逐渐过渡到不太活泼的金属元素，再到非金属元素，最后到性质极其稳定的稀有气体元素结束。
同一周期从左到右，元素原子失去电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。
（1）、下述事实能够说明硫原子得电子能力比氯弱的是（ ）
（A）硫酸比盐酸稳定 （B）氯化氢比硫化氢稳定
（C）盐酸酸性比氢硫酸强 （D）硫酸酸性比高氯酸弱
（2）、电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序为：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，下列判断错误的是（ ）
（A）原子半径 X＞Y＞Z （B）气态氢化物稳定性X＞Y＞Z
（C）元素原子得电子能力X＞Y＞Z （D）单质与氢气反应难易X＞Y＞Z
（3）、按C、N、O、F的顺序，下列递变规律错误的是（ ）
（A）原子半径逐渐增大 （B）元素原子得电子能力逐渐增强
（C）最高正化合价逐渐增大 （D）气态氢化物稳定性逐渐增大
二、同主族元素性质的预测
同主族元素从上到下，随着原子核外电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力减小，元素原子得电子能力减弱，失电子能力增强。
元素 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I）
最外层电子数
原子半径
最高化合价
最低化合价
气态氢化物
最高价含氧酸
1、同主族元素原子的最外层电子数相同，因而化学性质具有相似性。
根据F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主族元素性质的递变规律。
ⅦA族元素单质与H2反应情况
F2 Cl2 Br2 I2
反应条件 暗处 光照或点燃 加热 不断加热
反应程度 爆炸 剧烈 缓慢 缓慢
氢化物的稳定性 很稳定 稳定 较稳定 不稳定
2、同主族元素性质具有递变性---从上到下，原子半径增大，元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱
同主族元素性质既有相似性，也有递变性，门捷列夫正是根据这个规律对某些元素的性质进行大胆预测的。
请你根据钾在周期表中的位置，预测金属钾的性质。
分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2，然后分别加入绿豆大小的金属钾和钠，观察反应的剧烈程度，记录现象（为了便于观察，将培养皿放在投影仪上，通过投影来观察实验现象）
钾和钠的化学性质相似，钾比钠更活泼。
根据钾和钠的性质，预测ⅠA族其它金属的性质。
第3课时
已知磷元素位于第3周期ⅤA族，（1）画出磷的原子结构示意图；（2）磷元素的最高化学价为 ，其氢化物的化学式为 。
三、元素“位、构、性”之间的关系
1、由A、B两种元素组成的化合物，如果A、B两种元素的原子最外层电子数分别是1和6，则化合物的化学式可能是（ ）。
A、AB2 B．A2B C、AB D、A2B2
2、砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹和砹的化合物不可能具有的性质是（ ）。
A.砹是有色固体 B.砹易溶于有机溶剂
C.砹化氢很稳定 D.砹化银不溶于水
3、有X、Y、Z三种元素，其中X、Y属于同一主族，加热时，其单质都能与氢气形成气态氢化物H2X，H2Y。常温下，X单质为气态，X与Y可形成两种化合物YX2和YX3，Y、Z均在X的下一周期，而Z可与X生成化合物Z2X和Z2X2。试写出：
（1）元素名称X——、Y——、Z——；
（2）化合物Z2X2与H2X反应的化学方程式 ；
（3）两个由X、Y、Z三种元素所组成物质的化学式——。
附：主族元素原子得、失电子能力强弱与元素在周期表中的位置关系
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 稀有气体元素
2 B
3 Al Si
4 Ge As
5 Sb Te
6 Po At
7
四、元素周期表的重要意义
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，请你根据教材所给资料和你在网上查阅结果，分别举例说明。
1、学习和研究化学的重要工具；
2、指导科学研究，如发现新元素；
3、指导生产实践，如寻找新材料、催化剂、制冷剂、探矿等；
4、论证了“量变质变规律”；
练习：元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
A B A B
①制半导体的元素 （a）ⅢB至ⅥB的过渡元素 ①
②制催化剂的元素 （b）F、Cl、Br、N、S“三角地带” ②
③制耐高温材料的元素 （c）金属与非金属元素分界线附近 ③
④制冷剂的元素 （d）相对原子质量较小的元素 ④
⑤地壳中含量较多的元素 （e）过渡元素 ⑤
ⅠA族元素原子结构
相同点：最外层1个电子
不同点：电子层数增多，原子半径增大
ⅠA族元素的性质
相似性：都是活泼金属，+1价，单质都能与氧气、水等物质反应，氧化物对应的水化物都有较强碱性。
递变性：从锂到铯，原子失电子能力增强，表现在与氧气和水的反应程度上。
反映
位 置
周期序数 = 电子层数
主族序数 = 最外层电子数
决定
原子
结构
反映
决定
性 质
主要化合价
得失电子能力
元素原子得电子能力逐渐增强
元素原子得电子能力逐渐增强
元素原子失电子能力逐渐增强
教学重点、难点
1、同周期、同主族元素性质递变规律；
2、元素“位、构、性”三者间的关系。
相对原子质量 原子体积 单质比重 二氧化物 四氯化物
密度 体积 沸点 密度 体积
类硅 72 13 5.5 4.7 22 ＜100℃ 1.9 113
锗 72.6 13.22 5.47 4.703 22.16 86℃ 1.887 113.35
一、同周期元素性质的递变
第3周期元素从钠到氯，随着核电荷数增加，原子半径减小，元素原子失去电子能力减弱，得到电子能力增强。
1、设计实验方案，论证钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力相对强弱。
取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾。观察现象。
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
钠元素原子失去电子能力比镁强.
2、取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两支试管中。向试管中各加入2mL1mol/L盐酸。观察现象。
比较镁和铝分别与盐酸反应的难易程度，你又得出什么结论？
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
镁元素原子失去电子能力比铝强.
3、向盛有AlCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色絮状沉淀为止。将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象。
AlCl3＋3NaOH = Al(OH)3↓＋3NaCl
Al(OH)3＋3HCl = AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH = NaAlO2＋2H2O
Al(OH)3既能和发生中和反应,又能和发生中和反应,我们把它称为两性氢氧化物。
从上述实验中能否比较NaOH、Mg(OH) 2和Al(OH)3的碱性强弱？
元 素 钠 镁 铝
单质与水反应 与冷水剧烈反应 与冷水反应缓慢，与热水反应迅速
单质与盐酸反应 剧烈反应 剧烈反应，但较镁慢
最高价氧化物对应水化物 化学式 NaOH Mg(OH) 2 Al(OH)3
碱 性 强碱 中强碱 两性氢氧化物
结 论 钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱
钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱。
4、请完成表格：
元 素 硅 磷 硫 氯
单质与氢气反应难易
气态氢化物 化学式
稳定性
最高价氧化物对应水化物 化学式
酸 性
结 论
硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力逐渐增强。
请看元素周期表，我们不难发现，除第1周期外，周期表中每一周期都是从活泼的金属逐渐过渡到不太活泼的金属元素，再到非金属元素，最后到性质极其稳定的稀有气体元素结束。
同一周期从左到右，元素原子失去电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。
（1）、下述事实能够说明硫原子得电子能力比氯弱的是（ ）
（A）硫酸比盐酸稳定 （B）氯化氢比硫化氢稳定
（C）盐酸酸性比氢硫酸强 （D）硫酸酸性比高氯酸弱
（2）、电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序为：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，下列判断错误的是（ ）
（A）原子半径 X＞Y＞Z （B）气态氢化物稳定性X＞Y＞Z
（C）元素原子得电子能力X＞Y＞Z （D）单质与氢气反应难易X＞Y＞Z
（3）、按C、N、O、F的顺序，下列递变规律错误的是（ ）
（A）原子半径逐渐增大 （B）元素原子得电子能力逐渐增强
（C）最高正化合价逐渐增大 （D）气态氢化物稳定性逐渐增大
二、同主族元素性质的预测
同主族元素从上到下，随着原子核外电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力减小，元素原子得电子能力减弱，失电子能力增强。
元素 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I）
最外层电子数
原子半径
最高化合价
最低化合价
气态氢化物
最高价含氧酸
1、同主族元素原子的最外层电子数相同，因而化学性质具有相似性。
根据F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主族元素性质的递变规律。
ⅦA族元素单质与H2反应情况
F2 Cl2 Br2 I2
反应条件 暗处 光照或点燃 加热 不断加热
反应程度 爆炸 剧烈 缓慢 缓慢
氢化物的稳定性 很稳定 稳定 较稳定 不稳定
2、同主族元素性质具有递变性---从上到下，原子半径增大，元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱
同主族元素性质既有相似性，也有递变性，门捷列夫正是根据这个规律对某些元素的性质进行大胆预测的。
请你根据钾在周期表中的位置，预测金属钾的性质。
分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2，然后分别加入绿豆大小的金属钾和钠，观察反应的剧烈程度，记录现象（为了便于观察，将培养皿放在投影仪上，通过投影来观察实验现象）
钾和钠的化学性质相似，钾比钠更活泼。
根据钾和钠的性质，预测ⅠA族其它金属的性质。
第3课时
已知磷元素位于第3周期ⅤA族，（1）画出磷的原子结构示意图；（2）磷元素的最高化学价为 ，其氢化物的化学式为 。
三、元素“位、构、性”之间的关系
1、由A、B两种元素组成的化合物，如果A、B两种元素的原子最外层电子数分别是1和6，则化合物的化学式可能是（ ）。
A、AB2 B．A2B C、AB D、A2B2
2、砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹和砹的化合物不可能具有的性质是（ ）。
A.砹是有色固体 B.砹易溶于有机溶剂
C.砹化氢很稳定 D.砹化银不溶于水
3、有X、Y、Z三种元素，其中X、Y属于同一主族，加热时，其单质都能与氢气形成气态氢化物H2X，H2Y。常温下，X单质为气态，X与Y可形成两种化合物YX2和YX3，Y、Z均在X的下一周期，而Z可与X生成化合物Z2X和Z2X2。试写出：
（1）元素名称X——、Y——、Z——；
（2）化合物Z2X2与H2X反应的化学方程式 ；
（3）两个由X、Y、Z三种元素所组成物质的化学式——。
附：主族元素原子得、失电子能力强弱与元素在周期表中的位置关系
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 稀有气体元素
2 B
3 Al Si
4 Ge As
5 Sb Te
6 Po At
7
四、元素周期表的重要意义
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，请你根据教材所给资料和你在网上查阅结果，分别举例说明。
1、学习和研究化学的重要工具；
2、指导科学研究，如发现新元素；
3、指导生产实践，如寻找新材料、催化剂、制冷剂、探矿等；
4、论证了“量变质变规律”；
练习：元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
A B A B
①制半导体的元素 （a）ⅢB至ⅥB的过渡元素 ①
②制催化剂的元素 （b）F、Cl、Br、N、S“三角地带” ②
③制耐高温材料的元素 （c）金属与非金属元素分界线附近 ③
④制冷剂的元素 （d）相对原子质量较小的元素 ④
⑤地壳中含量较多的元素 （e）过渡元素 ⑤
ⅠA族元素原子结构
相同点：最外层1个电子
不同点：电子层数增多，原子半径增大
ⅠA族元素的性质
相似性：都是活泼金属，+1价，单质都能与氧气、水等物质反应，氧化物对应的水化物都有较强碱性。
递变性：从锂到铯，原子失电子能力增强，表现在与氧气和水的反应程度上。
反映
位 置
周期序数 = 电子层数
主族序数 = 最外层电子数
决定
原子
结构
反映
决定
性 质
主要化合价
得失电子能力
元素原子得电子能力逐渐增强
元素原子得电子能力逐渐增强
元素原子失电子能力逐渐增强