2011年高一化学精品课件：1.1.3　元素周期表及其应用（苏教版必修2）

(共53张PPT)
第3课时　元素周期表及其应用
第3课时
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课前自主学案
自主学习
一、元素周期表的结构
1．编排依据：_______________。
2．排列原则
(1)横行__________相同，每个横行称为______。
(2)纵行：________________相同，纵行称为___。
元素周期律
电子层数
周期
最外层电子数
族
3．组成结构
(1)周期
26
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 _____(未填满)
周期分类 短周期 ________，其中第7周期又称_______________
长周期
不完全周期
(2)族
族 主族 0族 副族 Ⅷ族
构成周期 由__________元素和________元素共同构成 仅由_________元素构成
所含纵行 1,2,13～17 18 3～7,11,12 8,9,10
族序数 ⅠA，ⅡA，ⅢA～ⅦA 0 ⅢB～ⅦB，ⅠB，ⅡB Ⅷ
长周期
短周期
长周期
(1)在元素周期表中，哪一族元素种类最多？哪一周期元素种类最多？
(2)在元素周期表中哪一主族全部是金属元素？哪一主族全部是非金属元素？
【提示】　(1)ⅢB族元素种类最多，共有32种；第6周期元素种类最多，共有32种。
(2)ⅡA族全部是金属元素，ⅦA族全部是非金属元素。
思考感悟
二、同主族和同周期元素性质的递变
1．同周期元素性质的递变
同周期元素(除稀有气体元素外)中，随着核电荷数增多，原子半径逐渐_____，原子核对最外层电子的吸引力逐渐______，原子失电子能力逐渐_____，得电子能力逐渐______，所以元素的金属性逐渐_____，非金属性逐渐______。
2．同主族元素性质的递变
同主族元素中随着核电荷数增多，原子半径逐渐___
__，原子核对最外层电子的吸引能力逐_____，原子失电子能力逐渐_____，得电子能力逐渐______。所以元素的金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____。
减小
增强
减弱
增强
减弱
增强
增
大
减弱
增强
减弱
增强
减弱
3．金属元素和非金属元素的分区
(1)分界线
(2)性质的递变
①金属性最强的元素处于周期表的________，它是_________元素。
②非金属性最强的元素处于周期表的________，它是_________元素。
③临近虚线两侧的元素既表现出一定的________性，又表现一定的__________性。
三、元素周期表的应用
1．位、构、性之间的关系
(1)元素的__________决定了元素在周期表中的位置。
(2)元素在周期表中的位置反映了元素的________和元素的_______特点。
左下角
铯(Cs)
右上角
氟(F)
金属
非金属
原子结构
原子结构
性质
2．应用
(1)根据元素在周期表中的位置，推测元素的____
______，预测其主要_________。
(2)研究合成新物质
①在金属和非金属的分界线附近寻找________材料(如______________等)；
②在_______元素中寻找各种优良的催化剂及耐高温、耐腐蚀的合金材料。
原子
结构
性质
半导体
Si、Ge、Se
过渡
1．下列排列顺序，错误的是(　　)
A．原子半径：OB．稳定性：PH3>H2S>NH3
C．酸性：H3PO4D．碱性：Al(OH)3答案：B
自主体验
2．从元素周期表的一个格子里获得的信息属于
(　　)
A．一种原子的信息　　　　　　
B．所有原子的信息
C．一种元素的信息
D．所有元素的信息
答案：C
3．第3周期元素X的气态氢化物化学式是H2X，下列叙述不正确的是(　　)
A．该元素的原子最外电子层上只有两个电子
B．该元素最高价氧化物的化学式为XO3
C．该元素是非金属元素
D．该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO4
答案：A
课堂互动讲练
由原子序数确定元素位置的方法
1．比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
2．求差值定族数
(1)若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。
(2)若原子序数比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。
(3)若差其他数，则由相应差数找出相应的族。
3．实例
(1)53号元素
由于36<53<54，则53号元素位于第5周期，54－53＝1，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即ⅦA族，所以53号元素位于第5周期第ⅦA族。
(2)88号元素
由于86<88<118，则88号元素位于第7周期，88－86＝2，所以88号元素位于第七周期的第二格，即ⅡA族，所以88号元素位于第7周期第ⅡA族。
特别提醒：记住0族元素的原子序数(He～Rn：2,10,18,36,54,86)是确定元素在周期表中位置的关键。
例1
【解析】　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号比118号原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。
【答案】　B
变式训练1　据报道，我国科研人员已经合成了镤元素的一种同位素镤－239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤－239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是(　　)
A．第3周期第ⅠA族 B．第4周期第ⅠA族
C．第5周期第ⅠA族 D．第3周期第ⅡA族
解析：选C。元素A的核内质子数：239－148－54
＝37个，含有37个质子的元素?? ?? ?? ，即第5周期第ⅠA族。
同周期、同主族元素性质的变化规律
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
最外层电子数 由1逐渐增到7
(第1周期由1到2) 相同
主要化合价 最高正价＋1→
＋7，负价－4→－1 最高正价相同
(O、F除外)
原子半径 逐渐减小
(稀有气体除外) 逐渐增大
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
得失电
子能力 得电子能力增强，失电子能力减弱 得电子能力减弱，失电子能力增强
单质的氧化性、还原性 还原性减弱、氧化性增强 氧化性减弱，还原性增强
最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性减弱，酸性增强 酸性减弱，碱性增强
非金属氢化物的生成难易和稳定性 生成由难到易，
稳定性由弱到强 生成由易到难，稳定性由强到弱
特别提醒：(1)短周期中金属元素的最外层电子数≤3。
(2)金属元素无负价，氟元素无正价，氧元素一般不显正价。
例2
用1～18号元素及其形成的化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是________。
(2)除稀有气体外，原子半径最大的元素是________，它的原子结构示意图是________。
(3)与水反应最剧烈的金属是________。
(4)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。
(5)最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物的是________。
(6)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是________。
(7)最稳定的气态氢化物是________。
(8)金属性最强的元素是________，非金属性最强的元素是________。
(9)酸性最强的元素最高价氧化物对应的水化物是________。
【思路点拨】　解答本题的关键有以下两点：
(1)熟悉前18号元素的原子结构及在周期表中的位
置。
(2)灵活运用元素周期律的相关内容。
【解析】　本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度，并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。
【答案】　(1)H　(2)Na　
(3)Na　(4)NaOH　(5)Be(OH)2、Al(OH)3　(6)N　(7)HF　(8)Na　F　(9)HClO4
变式训练2　根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。
(1)属于金属元素的有________种，金属性最强的元素与氧反应生成的化合物________________(填两种化合物的化学式)；
(2)属于稀有气体的是____________(填元素符号，下同)；
(3)形成化合物种类最多的两种元素是_________；
(4)推测Si、N最简单氢化物的稳定性：________强于____________(填化学式)。
解析：(1)1～20号元素有Li、Na、K、Ca、Al、Be和Mg共7种金属元素，金属性最强的为K，K和O2可以生成K2O、KO2、K2O2等。
(2)属于稀有气体的是He、Ne、Ar三种。
(3)形成化合物种类最多的两种元素是碳和氢。
(4)由于N的非金属性比Si强，因此NH3比SiH4稳
定。
答案：(1)7　K2O、K2O2、KO2(任选2个)　(2)He、Ne、Ar　(3)C、H　(4)NH3　SiH4
“位”、“构”、“性”之间的关系
上述内容可表述为
说明：
(1)原子结构与周期表
①核外电子层数＝周期数。
②主族元素的最外层电子数＝价电子数＝主族序数＝最高正价数(氧、氟除外)。
③质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数。
④负价绝对值＝8－主族序数(限ⅣA～ⅦA)。
(2)同主族从上到下；电子层数越多→原子半径越大→原子核对最外层电子的吸引力越小→失电子能力增强，得电子能力减弱→金属性增强，非金属性减弱。
(3)同周期从左→右：电子层数相同，核电荷数逐渐增大→原子半径逐渐减小→原子核对最外层电子的吸引力增强→失电子能力减弱，得电子能力增强→元素的金属性减弱，非金属性增强。
短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：
(1)T的原子结构示意图为________。
(2)元素的非金属性顺序为(原子的得电子能力)：Q________W(填“强于”或“弱于”)。
例3
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【思路点拨】　本题考查元素周期表中“位、构、性”的关系以及学生利用物质结构知识进行综合推断的能力。解题时应先找出突破口，推断出四种元素，再根据题意求解。
变式训练3　下表是元素周期表的一部分，回答下列问题：
族
周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)写出①、②两种元素的名称：________。
(2)写出⑧、⑨两种元素的符号：________。
(3)在这些元素中，________(用元素符号填写，下同)是最活泼的金属元素；________是最不活泼的元素。
(4)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，________酸性最强，________碱性最强，能形成两性氢氧化物的元素是________。
(5)从⑤到 的元素中，________原子半径最小。
(6)比较⑤与⑥的化学性质，________较活泼，试用实验证明(简述操作、现象和结论)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由元素在周期表中的相对位置知：①～④四种元素均在第2周期，⑤～ 八种元素均在第3周期，再由同周期元素性质递变规律加以分析，不难得出答案。另外，通常采用金属与水或酸反应的剧烈程度(置换氢的难易)来证明金属的活泼性。
答案：(1)碳、氮　(2)Si、P　(3)Na　Ar
(4)HClO4　NaOH　Al　(5)Cl
(6)Na　将一小块钠和一小块镁分别放入盛有适量蒸馏水的试管中，Na与冷水剧烈反应，产生H2，而镁与冷水反应缓慢与沸水反应较快产生H2。金属性越强，金属越活泼，与水反应越剧烈，所以Na比Mg活泼(其他合理答案也可)
探究整合应用
元素周期律的推断题常见的解题线索
1．依据原子结构和元素性质推断元素在周期表中的位置，进而确定其性质
(1)电子层数＝周期数。
(2)主族元素的最外层电子数＝主族序数。
(3)主族元素的最高正价＝主族序数＝8－最低负价的绝对值(O、F除外)。
2．依据位置元素的原子序数及稀有气体元素的原子序数推断元素在周期表中的位置，进而确定其性质
记住不同周期排列元素种类：
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 32(全满时)
3.依据元素在周期表中的位置特征推断出属何种元素，进而确定其在周期表中的位置及性质
(1)族序数等于周期数(即电子层数)的元素：H、Be、Al。
(2)最外层电子数与次外层电子数的差等于周期数的元素：C。
(3)周期数是族序数2倍的元素：Li。
(4)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。
(5)族序数等于周期数3倍的元素：O。
(6)周期数是族序数3倍的元素：Na。
(7)最高正价不等于族序数的元素：O、F。
(8)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。
(9)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。
(10)电子层数是最外层电子数一半的短周期元素：C、S、He。
(11)最外层电子数等于次外层电子数一半的元素：Li、Si。
4．依据元素性质、存在、用途等方面的特殊性质推断其是何种元素，进而确定其位置和性质
(1)形成化合物种类最多的元素，或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。
(2)地壳中含量最多的元素，或氢化物在常温下成液态的元素：O。
(3)空气中含量最多的元素，或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(4)地壳中含量最多的金属元素：Al。
(5)最活泼的非金属元素或无正价的元素：F。
(6)最活泼的金属元素：Cs(不包含放射性元素)。
(7)焰色反应呈黄色、紫色(透过蓝色钴玻璃)的元素：Na、K。
(8)常温下呈液态的单质的组成元素：Br、Hg。常温下呈液态的非金属单质的组成元素：Br。
(9)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al、Zn。
(10)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素：N。
(11)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起氧化还原反应的元素：S。
(12)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：S。
A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。
请回答下列问题：
(1)4种元素的符号依次是A________，B__________，C__________，D________。它们原子半径由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(2)试写出4种元素的离子结构示意图：A________，B________，C________，D________。
例
它们离子的半径由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(3)它们最高价氧化物对应水化物的化学式分别是________，分别比较酸性和碱性的强弱________________________________________________________________________。
(4)写出能够生成的气态氢化物的化学式：________，比较其稳定性________，理由是________________________________________________________________________。
【解析】　A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素。
【答案】　(1)S　Cl　K　Ca　r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)
(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
酸性：HClO4>H2SO4，碱性：KOH>Ca(OH)2
(4)HCl、H2S　HCl>H2S　氯元素的非金属性强于硫元素
知能优化训练
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