4.2.2元素周期表和元素周期律的应用课件(共28张PPT)-2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

(共28张PPT)
元素周期表和元素周期律的应用
学习目标：
1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
2.体会元素周期律(表)在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。

分点突破(一)　元素周期表和元素周期律
1.元素周期表中元素的分区及性质
(1)金属元素:位于分界线的左下区域,包括所有的 　副族　 元素和部分主族元素。
(2)非金属元素:位于分界线的右上区域,包括部分主族元素和 　0　 族元素。
副族　
0　
(3)分界线附近的元素,既能表现出一定的 　金属性　 ,又能表现出一定的 　非金属性　 。
金属性　
非金
属性　
2.元素的化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)价电子:与元素化合价有密切关系的电子。其中主族元素的价电子等于该原子的 　最外层电子　 。
(2)化合价规律(氧、氟除外)
①主族元素:最高正化合价＝族序数＝ 　最外层电子数　 。
②非金属元素:最高正化合价＝原子所能失去或偏移的最外层电子数。｜最高正化合价｜＋｜最低负化合价｜＝ 　8　 。
最外层电子　
最外层电子数　
8　

1.X元素能形成H2X和XO2两种化合物,则该元素的原子序数可能是 　　　　 。
A.13 B.14
C.15 D.16
提示:D　H2X中X呈-2价,则最高正价为＋6价,位于第ⅥA族,则X元素可能是S。
2.元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的性质具有相似性,这种规律被称为“对角线规则”。
(1)下列说法错误的是 　　　　 。
A.Li2CO3受热分解生成Li2O和CO2
B.氧化铍的化学式为Be2O3
C.Be(OH)2既能溶于强酸又能溶于强碱溶液
D.类似硅酸钠溶液显碱性一样,硼酸钠溶液显碱性
提示:B　A项,MgCO3受热分解为MgO和CO2,则Li2CO3受热分解生成Li2O和CO2,正确;B项,铍在空气中燃烧生成氧化铍,但Be的化合价为＋2价,故其化学式为BeO,错误;C项,Al(OH)3能溶于强酸和强碱,则Be(OH)2也能溶于强酸和强碱,正确;D项,硅酸钠溶液显碱性,则硼酸钠也显碱性,正确。
(2)氧化铍具有两性,写出氧化铍与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式。
提示:BeO＋2HClBeCl2＋H2O、BeO＋2NaOHNa2BeO2＋H2O。

1.主族元素主要化合价的确定方法
(1)最高正价＝主族序数＝最外层电子数(O、F除外)。
(2)最低负价＝最高正价-8(H、O、F除外)。
(3)H最高价为＋1,最低价为-1;O最低价为-2;F无正化合价,最低价为-1。
2.最简单氢化物及其最高价氧化物对应的水化物
主族序数 ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
最简单氢化物 RH4 RH3 H2R HR
最高价氧化物 对应的水化物 H2RO3或 H4RO4 H3RO4或 HRO3 H2RO4 HRO4

1.已知某原子最外层有7个电子,推测下列选项不正确的是(　　)
A.单质有氧化性
B.最高正价一定为＋7价
C.是非金属元素
D.同周期元素中原子半径最小(稀有气体除外)
解析:B　某原子的最外层有7个电子,说明位于第ⅦA族,第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构,其单质具有氧化性,A正确;F没有正价,B错误;第ⅦA族为非金属元素,C正确;同周期元素从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外),因此卤族元素的原子半径是同周期元素中最小的,D正确。
2.下列对于铍(Be)及其化合物性质的预测错误的是(　　)
A.原子半径:Mg＞Be＞B
B.Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2强
C.与Na和Al相比,Be与Al化学性质更相似
D.相同条件下与酸反应,Li比Be反应更剧烈
解析:B　铍和镁是同主族元素,同主族从上到下金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强,Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2弱,B错误。
3.某元素最高价氧化物对应水化物的化学式是HRO3,该元素气态氢化物的化学式可表示为(　　)
A.HR B.H2R
C.RH3 D.RH4
解析:C　某元素最高价氧化物对应水化物的化学式是HRO3,R的化合价为＋5价,在气态氢化物中R表现负价,则负价为＋5-8＝-3,所以该氢化物的化学式为RH3。
分点突破(二)　元素周期表和元素周期律的应用
1.在科技生产中的应用
2.元素周期律在理论上的应用
(1)预测未知元素的性质
依据:同主族元素性质的递变规律。
如已知卤族元素的性质递变规律,可推知未知元素砹(At)的单质应为有色固体,与氢气难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(2)比较元素的性质
依据:元素周期律。
如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱,因为S、Se同主族,自上至下,元素的非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,故酸性:H2SO4＞H2SeO4。
(3)解释实验现象,如氟气通入氯化钠溶液中,不是置换出氯气,而是与水发生剧烈反应,由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强,氟气是氧化性最强的非金属单质。

门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”,多年后被德国化学家文克勤发现,命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价,其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性:Si 　　　　 Ge(填“＞”或“＜”)。
②锗位于硅的下一周期,写出锗在周期表中的位置: 　　　　 。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近,预测锗单质的一种用途是 　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
③硅和锗单质分别与H2反应时,反应较难进行的是 　　　　 (填“硅”或“锗”)。
提示:①＞　②第四周期第ⅣA族　作半导体材料　③锗
(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后,被布瓦博德朗在一种矿石中发现,命名为镓(Ga)。
①由镓的性质推知,镓与铝同主族,且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物,设计实验时,需要选用的试剂有GaCl3溶液、 　　　　　 和 　　　　　 。
提示:①原子最外层电子数都是3　②NaOH溶液　稀硫酸(或盐酸)

1.如图所示,元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。
下列说法正确的是(　　)
A.虚线左下方的元素均为非金属元素
B.紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素
C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D.可在虚线的右上方,寻找耐高温材料
解析:C　A项,虚线左下方的元素均为金属元素,错误;B项,紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素,如硅是非金属元素,错误;C项,元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性,又具有非金属性,可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等),正确;D项,在过渡元素中可寻找耐高温材料,在非金属元素中寻找制农药的元素,错误。
2.锶是人体不可缺少的一种微量元素,位于元素周期表中第五周期第ⅡA族。下列关于38Sr的说法不正确的是(　　)
A.原子最外层有2个电子
B.中子数为52的Sr的核素符号为Sr
C.与同周期的53I的原子半径相比:Sr＞I
D.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Ca(OH)2＞Sr(OH)2
解析:D　主族序数等于原子最外层电子数,锶元素位于周期表中第五周期第ⅡA族,所以锶原子最外层有2个电子,A正确;质量数＝质子数＋中子数＝38＋52＝90,所以中子数为52的Sr的核素符号为 Sr,B正确;同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,由于原子序数:I＞Sr,所以原子半径:Sr＞I,C正确;同一主族元素从上到下金属性增强,金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性就越强,所以最高价氧化物对应的水化物的碱性:Ca(OH)2＜Sr(OH)2,D错误。
3.科学家预测原子序数为114的元素,具有相当稳定的同位素,它的位置在第七周期第ⅣA族,称为类铅。关于它的性质,预测错误的是(　　)
A.它的最外层电子数为4
B.它的最高价氧化物对应的水化物是强酸
C.它具有＋2、＋4价
D.它的金属性比铅强
解析:B　由题意知,该元素位于第ⅣA族铅元素下面,金属性比铅强,D正确,B不正确;因处于第ⅣA族,其原子最外层有4个电子,A正确;由第ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知,C正确。

元素综合推断(归纳与论证)
我国嫦娥五号探测器带回 1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是(　　)
A.原子半径大小顺序为W＞X＞Y＞Z
B.化合物XW是金属氧化物
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
解析:B　由W、X、Y、Z的原子序数依次增大可知,W、X、Y、Z分别是O、Mg、Al、Si。原子半径:Mg＞Al＞Si＞O,即X＞Y＞Z＞W,A错误;MgO是金属氧化物,B正确;Al是导体,而Si是半导体,Al的导电性能大于Si,C错误;Si的氧化物的水化物为H2SiO3,其酸性弱于碳酸,D错误。

1.元素推断的基本模型
2.元素推断的基本思路
(1)化整为零,各个击破
此类题常见的突破口:①元素的特殊结构,如核内无中子的原子为H,最外层电子数是次外层电子数3倍的原子为O;②元素的特殊点,如非金属单质与水反应最剧烈的是F2,形成化合物数目最多的元素是C等;③一些特殊反应条件及特征反应;④特殊的位置。
(2)化零为整,纵横比较
比较元素的性质时,要注意其在元素周期表中的位置。同一周期看左右递变,同一主族看上下递变。即对于同周期元素,从左到右,最外层电子数依次增加,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。对于同主族元素,从上到下,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。

1.短周期元素X、Y、Z,其中X、Y位于同一主族,Y、Z位于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列比较中正确的是(　　)
A.元素非金属性:Z＞Y＞X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z＞Y
C.原子半径:Z＜Y＜X
D.气态氢化物的稳定性:Z＜Y＜X
解析:D　X、Y、Z是3种短周期元素,X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,则X有2个电子层,最外层电子数为6,故X为氧元素;X、Y位于同一主族,故Y为硫元素;Y、Z位于同一周期,Z原子的核外电子数比Y原子少1,则Z原子的核外电子数为15,故Z为磷元素。同周期元素自左而右非金属性增强,同主族元素自上而下非金属性减弱,所以非金属性:P＜S＜O,即Z＜Y＜X,A错误;非金属性:P＜S,故酸性:H3PO4＜H2SO4,即Z＜Y,B错误;根据元素周期表中原子半径变化规律,原子半径:P＞S＞O,即Z＞Y＞X,C错误;非金属性:P＜S＜O,所以气态氢化物的稳定性:PH3＜H2S＜H2O,即Z＜Y＜X,D正确。
2.元素周期表中前三周期部分元素的原子序数与常见价态的关系图如下。下列说法不正确的是(　　 )
A.A与D的非金属性比较:D＜A
B.原子半径大小:B＞C＞A＞D＞E
C.A可以形成两种氢化物
D.B、C、E的最高价氧化物对应的水化物之间可以两两反应
解析:B　分析可知,A为O、B为Na、C为Al、D为P、E为Cl,同一主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:O＞S＞P,即非金属性:A＞D,A正确;同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小为B＞C＞D＞E＞A,B错误;O可以形成H2O和H2O2两种氢化物,C正确;Na、Al、Cl的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3和HClO4,由于Al(OH)3为两性氢氧化物,则NaOH、Al(OH)3和HClO4之间可以两两反应,D正确。
3.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:W＞Z＞Y＞X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W＞Z
C.最简单气态氢化物的热稳定性:X＞Y＞Z＞W
D.Y单质可将W从其盐的水溶液中置换出来
解析:B　结合题意分析可知,X为O元素,Y为F元素,Z为P元素,W为S元素,则原子半径:Z＞W＞X＞Y,A错误;非金属性:S＞P,则最高价氧化物对应水化物的酸性:W＞Z,B正确;非金属性:F＞O＞S＞P,则最简单气态氢化物的热稳定性:Y＞X＞W＞Z,C错误;Y单质为F2,F2能够与水反应生成HF和O2,则F2不能将S从其盐的水溶液中置换出来,D错误。