教學(xué)設(shè)計：元素周期律和元素周期表

1、第七講 元素周期律 元素周期表【考綱要求】1.理解元素周期律含義，掌握元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化的本質(zhì)原因和由此引起的結(jié)果。2.理解元素周期表是元素周期律的具體體現(xiàn)形式，掌握元素周期表的編排規(guī)律和具體結(jié)構(gòu)。3.掌握前四周期和所有主族元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的相互推導(dǎo)。筆記與反思 教與學(xué)方案 【自學(xué)反饋】一、概念辨析1.元素周期律：(1)概念： 。(2)表現(xiàn)形式：原子最外層電子排布： ；原子半徑： ；元素的化合價： ； ： ； ： ； ： ；其中 是引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的本質(zhì)原因，而其它性質(zhì)的周期性變化是 周期性變化的必然結(jié)果。2.元素周期表：（1）概念： 。（2）編排規(guī)律：行

2、： 、共有 行；列： 、共有 列。（3）結(jié)構(gòu)： 周期： ； 短周期： 、包括 、分別含 種元素； 長周期： 、包括 、分別含 種元素； 不完全周期： 。 族： ； 主族： 、包括 列、用 代表主族。 副族： 、包括 列、用 代表副族。 零族： 、第族： 。 過渡元素： 。 元素所顯最高正價與族序數(shù)的關(guān)系 。二、元素在周期表中的“位、構(gòu)、性”關(guān)系：1同周期元素從左到右：隨著 的遞增，原子半徑 ，原子核對最外層電子的吸引力 ，得電子能力 ，元素的 性增強，失電子能力 ，元素的 性減弱。具體表現(xiàn)在單質(zhì)的 性增強， 性減弱；元素的最高價氧化物的水化物的 性增強， 性減弱；氣態(tài)氫化物的 性增強；2.同主

3、族元素從上到下：隨著 的遞增，原子半徑 ，原子核對最外層電子的吸引力 ，得電子能力 ，元素的 性增強，失電子能力 ，元素的 性減弱。具體表現(xiàn)在單質(zhì)的 性增強， 性減弱；元素的最高價氧化物的水化物的 性增強， 性減弱；氣態(tài)氫化物的 性增強；3.左上右下對角線元素的性質(zhì) ，催化劑通常在 元素及其化合物中尋找，半導(dǎo)體材料通常在 元素中尋找，研制新農(nóng)藥通常在 元素的化合物中進行研究。1位、構(gòu)、性三者關(guān)系結(jié)構(gòu)決定位置，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，位置體現(xiàn)性質(zhì)。2幾個量的關(guān)系周期數(shù)=電子層數(shù)主族數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正價數(shù)最高正價+負價=83周期表中部分規(guī)律總結(jié)（1）最外層電子數(shù)大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元

4、素；最外層電子數(shù)為1或2的元素可能是主族、副族或0族（He）元素；最外層電子數(shù)為8的元素是稀有氣體元素（He例外）。（2）在周期表中，第A與A族元素的原子序數(shù)差別有以下三種情況：第13周期（短周期）元素原子序數(shù)相差1；第4、5周期相差11；第6、7周期相差15。（3）每一周期排布元素的種類滿足以下規(guī)律：設(shè)n為周期序數(shù)，則奇數(shù)周期中為種，偶數(shù)周期中為種。（4）同主族相鄰元素的原子序數(shù)差別有以下兩種情況：第A、A族上，上一周期元素的原子序數(shù)+該周期元素的數(shù)目=下一同期元素的原子序數(shù)；第AA族，上一周期元素的原子序數(shù)+下一周期元素的數(shù)目=下一周期元素的原子序數(shù)。（5）設(shè)主族元素族序數(shù)為a，周期數(shù)為b

5、，則有：a/b<1時，為金屬元素，其最高氧化物為堿性氧化物，最高氧化物對應(yīng)的水化物為堿；a/b=1時，為兩性元素（H除外），其最高氧化物為兩性氧化物，最高氧化物對應(yīng)的水化物為兩性氫氧化物；a/b>1時，為非金屬元素，其最高氧化物為酸性氧化物，最高氧化物對應(yīng)的水化物為酸。無論是同周期還是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金屬性越強，其最高氧化物對應(yīng)水化物的堿性就越強；反之，a/b的值越大，元素的非金屬性越強，其最高氧化物對應(yīng)水化物的酸性就越強。（6）元素周期表中除第族元素以外，原子序數(shù)為奇（或偶）數(shù)的元素，元素所在族的序數(shù)及主要化合價也為奇（或偶）數(shù)。（7）元素周期表中金屬和非金屬

6、之間有一分界線，分界線右上方的元素為非金屬元素，分界線左下方的元素為金屬元素（H除外），分界線兩邊的元素一般既有金屬性，也有非金屬性。（8）對角線規(guī)則：沿周期表中金屬與非金屬分界線方向?qū)牵ㄗ笊辖桥c右下角）的兩主族元素性質(zhì)相似，這一規(guī)律以第二、三周期元素間尤為明顯。思維技巧點撥一、有關(guān)微粒質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和核電荷數(shù)的推斷【例1】 設(shè)某元素某原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則下述論斷中正確的是A.不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量B.這種原子的相對原子質(zhì)量為m+nC.若碳原子質(zhì)量為wg，此原子的質(zhì)量為(m+n)wgD.核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的質(zhì)量【解析】 元素的相對原子質(zhì)量和原子的相對原

7、子質(zhì)量是兩個不同的概念，要求元素的相對原子質(zhì)量，必須知道其各種同位素的相對原子質(zhì)量和原子個數(shù)百分數(shù)，否則無法求解，故選項A正確。質(zhì)子數(shù)m+中子數(shù)n應(yīng)為質(zhì)量數(shù)，不是相對原子質(zhì)量，選項B錯誤。由相對原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達式可知，某原子的質(zhì)量=×一種碳原子質(zhì)量×該原子的相對原子質(zhì)量，故選項C錯誤。1個質(zhì)子的質(zhì)量略小于1個中子的質(zhì)量，但核內(nèi)質(zhì)子的總質(zhì)量與中子的總質(zhì)量還要取決于質(zhì)子和中子數(shù)目的多少，選項D錯誤。本題正確答案為A。本題要求熟悉有關(guān)的基本概念，要注意區(qū)分一些易混淆的概念，如相對原子質(zhì)量與質(zhì)量數(shù)，元素的相對原子質(zhì)量與原子的相對原子質(zhì)量，核素與同位素等。二、根據(jù)元素周期律知識推斷

8、元素及化合物的性質(zhì)【例2】 砹（At）是原子序數(shù)最大的鹵族元素，推測砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是A.HAt很穩(wěn)定 B.易溶于某些有機溶劑C.AgAt不溶于水 D.是有色固體【解析】 由題意，砹在周期表中與碘相鄰，故它的性質(zhì)與碘具有相似性，但它的非金屬性應(yīng)比碘弱。HAt的穩(wěn)定不如HI，故選項A錯誤；碘易溶于某些有機溶劑，則砹也應(yīng)溶解；AgI不溶于水，則AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固體，根據(jù)相似性砹也是有色固體。本題正確選項為A。三、有關(guān)同位素的計算【例3】 銅有兩種天然同位素和，參考銅的原子量（63.5）估算的百分含量約是A.20% B.25% C.50% D.66.7% E.75%【解析

9、】 用十字交叉法可求得兩種同位素的原子個數(shù)比即與的原子個數(shù)比為13，所以%=×100%=25%，故應(yīng)選B。四、推斷元素原子序數(shù)差【例4】 若短周期中的兩種元素可以形成原子個數(shù)比為23的化合物，則這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是A.1 B.2 C.5 D.6【解析】 設(shè)兩種元素的符號分別為X和Y，則化合物的化學(xué)式為X2Y3，即X為+3價，Y為-2價，在短周期元素中滿足此要求的X元素有5B、7N、13Al，Y元素有8O和16S，原子序數(shù)差值見下表本題正確答案為D。五、微粒大小比較【例5】 X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，Z和Y兩元素的原

10、子核外電子層數(shù)相同，Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)的關(guān)系是A.X>Y>Z B.Y>X>Z C.Z>X>Y D.Z>Y>X【解析】 對于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，現(xiàn)X元素的陽離子半徑大于Y，故核電荷數(shù)應(yīng)是Y>X。Z和Y的電子層數(shù)相同，則它們在同一周期，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，現(xiàn)Z的原子半徑小于Y，則核電荷數(shù)Z>Y。綜合以上關(guān)系得Z>Y>X。本題正確答案為D。六、原子結(jié)構(gòu)知識的綜合推斷【例6】 周期表中相鄰的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知

11、三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為19，三種元素的原子核中質(zhì)子數(shù)之和為41。則這三種元素是A_、B_、C_（填元素符號）?！窘馕觥?本題采用平均值法解答比較簡單。由A、B、C三元素為相鄰元素以及它們的平均質(zhì)子數(shù)41/314<18，可知A、B、C三元素為短周期元素；又根據(jù)最外層電子數(shù)的平均值19/36.3<7，推知其中必有最外層電子數(shù)為7的元素，所以A、B、C三種元素應(yīng)分布在A、A族，經(jīng)推斷A為S，B為Cl、C為O符合題意?！纠?】 已知某主族金屬元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比為11，含該金屬陽離子0.192g的溶液恰好能將20mL 0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32-

12、全部沉淀，推斷X是什么元素及在周期表中的位置?！窘馕觥?周期表中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的金屬元素只有Mg和Ca兩種，它們都是+2價金屬。設(shè)金屬的相對原子質(zhì)量為M，由關(guān)系式X2+Na2CO3得，M1=0.192(0.4×0.02)，解得M=24。則X為鎂，位于第3周期第A族。一、選擇題1有和兩種離子，其電子層結(jié)構(gòu)相同。下列關(guān)系式或化學(xué)正確的是（ ）A.a-n=b+m B.a+m=b-nC.氧化物為YOm D.氫化物為HnX或XHn2同周期的X、Y、Z三種元素，已知它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4，則下列判斷正確的是（ ）A.含氧酸的酸性：H3ZO4>H2

13、YO4>HXO4B.非金屬性：X>Y>ZC.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z順序由弱到強D.元素的負化合價的絕對值按X、Y、Z順序由小到大3同主族元素所形成的同一類型的化合物，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)往往相似，化合物PH4I是一種元素晶體，下列對它的描述中不正確的是（ ）A.它是一種共價化合物 B.在加熱時此化合物可以分解C.這種化合物不能跟堿發(fā)生反應(yīng) D.該化合物可以由PH3跟HI化合而成4已知某元素的陽離子R2+的核內(nèi)中子數(shù)為n，質(zhì)量數(shù)為A，則mg它的氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是（ ）A.(A-n+8)mol B.(A-n+10)molC.(A-n+2)mol D.(A-n+6)mol

14、5在兩種短周期元素組成的化合物中，它們的原子個數(shù)比為12，設(shè)兩種元素的原子序數(shù)分別為a和b，則下列對a和b可能的關(guān)系概括得最完全的是（ ）a+b=15 a=b+15 a=b-5 a+b=22A. B. C. D.6具有下列結(jié)構(gòu)的原子一定屬于堿金屬的是（ ）A.最外層只有1個電子B.最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的一半C.M層電子數(shù)為K層電子數(shù)的一半D.K、L層電子數(shù)之和比M、N層電子數(shù)之和大17下列說法錯誤的是（ ）A.原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)B.元素周期表中從B族到B族10個縱行的元素都是金屬元素C.除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8D.同一元素的各種同位素的物質(zhì)性

15、質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)均相同8下表是X、Y、Z三種元素的氫化物的某些性質(zhì)：（ ）元素熔點/沸點/與水的反應(yīng)導(dǎo)電性（純液體）X-283-162不反應(yīng)不導(dǎo)電Y-10219放熱反應(yīng)，形成酸性溶液不導(dǎo)電Z680/劇烈反應(yīng)，生成H2，并形成堿性溶液導(dǎo)電若X、Y、Z這三種元素屬于周期表中的同一周期，則它們的原子序數(shù)遞增的順序是A.X、Y、Z B.Z、X、Y C.Y、X、Z D.Z、Y、X9分別處于第二、三周期的主族元素A和B，它們的離子的電子層相差2層。已知A處于第m族；B處于第n族；A只有正化合價。則A、B原子核外電子總數(shù)分別為（ ）A.m、n B.3、7 C.m-2、10n D.m+2、n+1010R為短周期元

16、素，其原子所具有的電子層數(shù)為最外層電子數(shù)的1/2。它可能形成的含氧酸根離子有R2O42-、RO4-、R2O32-、RO3-。下列判斷正確的是（ ）A.當(dāng)它形成時，不可能形成 B.當(dāng)它形成時，不可能形成、C.當(dāng)它形成時，不可能形成、 D.當(dāng)它形成時，可以形成11.重水A與普通水B分別跟足量的金屬鈉反應(yīng)，下列敘述正確的是（ ）A.A、B的質(zhì)量相等時，產(chǎn)生氣體的體積在同溫、同壓下相等B.A、B的質(zhì)量相等時，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等C.A、B的物質(zhì)的量相等時，產(chǎn)生氣體的體積在同溫、同壓下相等D.A、B的物質(zhì)的量相等時，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等二、非選擇題12短周期元素X、Y，X的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù)，二者可以

17、形成兩種氣態(tài)化合物A和B。已知在相同條件下，A、B的密度之比為1522，且當(dāng)A、B以體積比13混合后，對H2的相對密度為20.25。試寫出X、Y的元素符號以及A、B的化學(xué)式。13A、B、C、D、E五種元素，它們的核電荷數(shù)按C、A、B、D、E順序增大，C、D都能分別與A按原子個數(shù)比為11或12形成化合物，CB可與EA2反應(yīng)生成C2A與氣體物質(zhì)EB4，E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍。請回答：（1）寫出這五種元素的名稱：A_，B_，C_，D_，E_；（2）畫出E原子結(jié)構(gòu)示意圖：_；（3）寫出D2A2和EB4的電子式：_，_；（4）寫出D單質(zhì)與銅鹽溶液反應(yīng)的離子方程式：_。14由短周期元素構(gòu)成的常見

18、離子，它們組成A、B、C、D四種物質(zhì)，分別溶于水。已知：（1）A、C的焰色反應(yīng)呈黃色；（2）取A、B溶液，分別加入BaCl2溶液，均生成白色沉淀，再加入稀HNO3，A中沉淀溶解，并產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色無臭氣體，而B中無變化；（3）在D的稀溶液中加入AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀生成；（4）在D溶液中滴加C溶液，生成白色沉淀，繼續(xù)滴入C，白色沉淀消失；（5）A、B、C溶液的物質(zhì)的量濃度相等，當(dāng)A、B溶液以體積比12混合時，生成無色氣體；B、C溶液以體積比12混合時，也生成無色氣體，此氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色；如果均以體積比11混合，兩者都不生成氣體。寫出化學(xué)式：A_，B

19、_，C_，D_。寫出D溶液不斷滴入C溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。15設(shè)想你去某外星球做了一次科學(xué)考察，采集了該星球上10種元素單質(zhì)的樣品，為了確定這些元素的相對位置以便系統(tǒng)地進行研究，你設(shè)計了一些實驗并得到下列結(jié)果：單質(zhì)ABCDEFGHIJ熔點（）-150550160210-50370450300260250與水反應(yīng)與酸反應(yīng)與氧氣反應(yīng)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)相對于A元素的原子質(zhì)量1.08.015.617.123.831.820.029.63.918.0按照元素性質(zhì)的周期遞變規(guī)律，試確定以上10種元素的相對位置，并填入下表：ABH16已知1個N2O3分子的質(zhì)量為a kg，1個N2O5分子的質(zhì)量為b kg，若以1個氧原子（）質(zhì)量的1/16作為相對原子質(zhì)量的標準，則NO2的式量為_。17在下列各元素組中，除一種元素外，其余都可以按某種共性歸屬一類。請選出各組的例外元素，并將該組其它元素的可能歸屬，按所給6種類型的編號填入表內(nèi)。元素組例外元素其它元素所屬類