2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 4.2.2元素周期表和元素周期律的应用 学案

第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
学习目标
1.了解同周期、同主族元素的原子结构、原子半径、金属性和非金属的递变规律。
2.了解在化学研究中周期表、周期律的指导作用。
3.了解元素周期律和元素周期表的应用。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
自主学习
　　【初建模型】学习概念原理的基本方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
知识回顾
　　1.元素周期表中,同一周期从左到右,金属性逐　　　　,非金属性逐渐　　　　,同一主族自上而下,金属性逐渐　　　　,非金属性逐渐　　　　。?
2.元素周期表中,第三周期中金属与非金属分界处的元素是　　　　和　　　　　　　　。?
3.常用作半导体材料的硅,在元素周期表中的位置是　　　　　　　　。?
4.元素周期律的内容:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
5.元素周期律的实质:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
　　建构解决问题的模型。
续　表
主题
学习探究过程
提升素养
一、元素周
期表中的
递变规律
　　1.微粒半径的比较规律
原子半径的变化规律:元素周期表中同周期和同主族元素的原子半径的变化规律是　　　　　　　　　　　　　　　?
所有元素中,原子半径最小的元素是　　　　;短周期元素中,原子半径最大的元素是　　　　。?
【思考与讨论1】类比原子半径的影响因素,思考以下问题。
(1)当电子层数及核电荷数均不同时,电子层数越多的,半径　　　　,如半径:Na　　　　K(层不同,层多,径大)。?
(2)当电子层数相同时,核电荷数越大的,半径　　　　;如半径:Na　　　　Mg;Na+　　　　Mg2+(层相同,核多,径小)。?
(3)阴离子半径　　　　　　　对应的原子半径,如半径:Cl　　　　Cl-。?
(4)阳离子半径　　　　　 　对应的原子半径,如半径:Na　　　　Na+。?
(5)电子排布相同的离子,离子半径随着核电荷数的递增而　　　　。如半径:O2-　　　　　F-　　　　　Na+　　　　　Mg2+　　　　Al3+。?
2.元素化合价的变化规律
观察下表,归纳总结一下主族元素的最高正价和最低负价与元素原子的核外电子排布以及主族序数之间的关系。
原子序数
11
12
13
14
15
16
17
元素名称
钠
镁
铝
硅
磷
硫
氯
元素符号
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
核外电
子排布
原子半
径/nm
0.186
0.160
0.143
0.117
0.110
0.102
0.099
最高正
化合价或
最低负
化合价
+1
+2
+3
+4
-4
+5
-3
+6
-2
+7
-1
　　【思考与讨论2】根据上面的表格,可以总结出来第三周期主族元素的化合价的规律有:
(1)最高正化合价=　　　　　　　　　　=　　　　　　　　　　　。?
(2)非金属元素而言,最低负化合价=　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)非金属元素而言,最高正化合价+|最低负化合价|=　　　　　　　　　　　　　　　　。?
3.元素金属性和非金属性的变化一般规律
同周期、同主族元素的金属性、非金属性变化的规律是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。短周期主族元素金属性最强的元素是　　　　;非金属性最强的元素是　　　　。?
【思考与讨论3】根据之前的学习,总结比较元素的非金属性和金属性强弱的方法。
短周期主族元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是　　　　　　;碱性最强的是　　　　　　　;气态氢化物稳定性最强的是　　　　　　　。?
　　(1)建“模”——原子半径的影响因素:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)用“模”——微粒半径的影响因素:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)证明金属性强弱的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)证明非金属性强弱的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
续　表
主题
学习探究过程
提升素养
二、元素周期
表和元素周
期律的应用
　　1.位置、结构、性质之间的相互推断
【思考与交流】根据元素周期表和元素周期律,互相交流讨论,填写下表:
元素名称
硒
元素符号
Se
原子序数
34
金属还是非金属?
原子结构示意图
最高正价
最低负价
常见中间价
气态氢化物的化学式
最高价氧化物
最高价氧化物对应的水化物
与硫酸比较酸性
与硫化氢比较稳定性
　　2.在周期表中金属和非金属的分界处可以找到　　　　　　　　,如　　　　　　　等。?
3.通常农药所含的　　　　　　　　　　　　　等元素在周期表中位置靠近,对这个区域内的元素进行研究,有助于研制出新品种的农药。?
4.科学家还在　　　　　　　　　　　中寻找耐高温、耐腐蚀的合金元素以及制造催化剂的元素。?
【反馈练习】
1.X、Y、Z均是短周期元素,X、Y位于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,且Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　　)
A.原子最外层电子数:X>Y>Z
B.对应气态氢化物的稳定性:X>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z-
D.原子序数:X>Y>Z
2.某主族元素R的最高正化合价与负化合价的代数和为4。下列有关叙述正确的是(　　)
A.R一定是第四周期元素
B.R的气态氢化物的分子式为H2R
C.R的气态氢化物比同周期其他元素的气态氢化物稳定
D.R的气态氢化物的水溶液显碱性
3.(双选)电子层数相同的三种元素X、Y、Z,它们最高氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4。下列判断中不正确的是(　　)
A.原子序数:XB.元素的原子半径:X>Y>Z
C.元素的非金属性:X>Y>Z
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
4.
四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是(　　)
A.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
B.Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族
C.X的气态氢化物的稳定性比Z的弱
D.M的原子半径比Y的原子半径大
　　位置结构性质之间的关系:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
小结
　　通过本节课的学习你有哪些收获?
核心素养专练
1.下列各组中,所有元素是按最高正化合价由高到低,最低负化合价绝对值由低到高顺序排列的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Na、Mg、Al B.F、O、N
C.N、O、F D.S、P、Si
2.元素X的最低负化合价和最高正化合价代数和等于4,X可能是(　　)
A.C B.Si C.S D.Be
3.下列有关物质性质的比较,不正确的是(　　)
A.金属性:Al>Mg
B.稳定性:HF>HCl
C.酸性:HClO4>H2SO4
D.碱性:NaOH>Mg(OH)2
4.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等,则在周期表的前10号元素中,满足上述关系的元素共有(　　)
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
5.科学家根据元素周期律和原子结构理论预测出原子序数为114的元素的存在,下面关于它的原子结构和性质预测不正确的是(　　)
A.该元素原子的最外层电子数为4
B.其常见价态为+2、+4
C.它的金属性比铅的强
D.它的原子半径比第115号元素的原子半径小
6.主族元素R最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2RO3,则其氢化物的化学式是(　　)
A.HR B.RH3 C.H2R D.RH4
7.如图所示,已知A元素的最低化合价为-3价,它的最高价氧化物含氧56.21%,原子核内中子数比质子数多1,试回答(均用具体的元素符号或化学式回答):
(1)写出它们的元素符号:
A　　　　,B　　　　,C　　　　,D　　　　。?
(2)A、B、C、D的气态氢化物稳定性最差的是　　　　(填化学式)。?
(3)A、B、C的原子半径由小到大的顺序是　　　　。?
(4)A、B、C三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
参考答案
　　课堂探究
[自主学习]
[提升素养]
[知识回顾]
1.减弱　增强　增强　减弱
2.铝(Al)　硅(Si)
3.第三周期第ⅣA族
4.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化
5.元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果
一、元素周期表中的递变规律
1.同周期元素由左向右原子半径依次减小(稀有气体除外),同主族元素由上向下原子半径依次增大　氢元素　钠元素
[思考与讨论1]
(1)越大　<　(2)越小　>　>　(3)>　<　(4)<
>　(5)减小　>　>　>　>
2.(1)主族元素的最高正价等于该元素的原子最外层电子数,也等于其主族序数。
(2)非金属元素的最低负价等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数(H为2电子)。
(3)非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8(H为2)。
[思考与讨论2]
(1)原子最外层电子数　主族序数
(2)使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数
(3)8
3.同周期元素由左向右金属性减弱,非金属性增强;同主族元素由上向下金属性增强,非金属性减弱　Na　F
[思考与讨论3]HClO4　NaOH　HF
[提升素养]
(1)原子半径的影响因素:电子层数和核电荷数
(2)微粒半径的影响因素:电子层数、核电荷数、核外电子数
(3)①单质与水(或酸)反应生成氢气的难易(金属性越强,反应越容易)
②最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱(金属性越强,氢氧化物的碱性越强)
(4)①单质与氢气反应生成气态氢化物的难易(非金属性越强,反应越容易)
②最高价氧化物的水化物的酸性强弱(非金属性越强,酸性越强)
③气态氢化物的稳定性(非金属性越强,气态氢化物越稳定)
二、元素周期表和元素周期律的应用
1.
元素名称
硒
元素符号
Se
原子序数
34
金属还是非金属?
非金属
原子结构
示意图
最高正价
+6
最低负价
-2
常见中间价
+4
气态氢化物化学式
H2Se
最高价氧化物
SeO3
最高价氧化物
对应水化物
H2SeO4
与硫酸
比较酸性
比硫酸的
酸性弱
与硫化氢比
较稳定性
比硫化氢的
稳定性差
　　2.半导体材料　硅、锗、镓
3.氟、氯、硫、磷、砷
4.过渡元素
[提升素养]
[反馈练习]
1.D　2.B　3.AB　4.A
核心素养专练
1.D　2.C　3.A　4.B　5.D　6.D
7.(1)P　S　Cl　O
(2)PH3
(3)Cl(4)HClO4>H2SO4>H3PO4