第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性 (7)

1、元素周期表及其應(yīng)用必修2 專題1 第一單元 3 從元素周期表中尋找生命科學(xué)浙江省杭州第十四中學(xué) 王換榮 人體必需的微量元素14種人體必需的微量元素(1979年世界衛(wèi)生組織公布)鐵(Fe)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、氟(F)、碘(I)、硒(Se)、釩(V)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鍶(Sr) 錫(Sn)對(duì)人體健康有益的元素鋰(Li)、硅(Si)、溴(Br)、硼(B)毒性很強(qiáng)對(duì)人體健康有害的元素鈹(Be)、鎘(Cd)、汞(Hg)、鉛(Pb)、砷(As)、鉈(Te)、銻(Sb)和碲(Te)八種依賴胃酸才能被人體吸收的礦物元素鉻、銅、鐵、鎂、錳、鉬、鋅、硒核酸作為遺傳

2、信息的攜帶者帶有相當(dāng)多的微量元素鉻、鐵、鋅、銅、錳、鎳等 元素周期表的發(fā)展歷史 拉瓦錫的化學(xué)元素周期表33種元素1829年，德國(guó)耶那大學(xué)的化學(xué)教授德貝萊納(D Obereiner)根據(jù)元素性質(zhì)的相似性，提出了“三素組”學(xué)說(shuō)。 但是，在當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的54種元素中卻只能把15種元素歸入“三素組”。243452252616 1865年，英國(guó)人紐蘭茲(Newlands)把當(dāng)時(shí)已知的元素按原子量由小到大的順序排列，發(fā)現(xiàn)每8種元素之后，會(huì)重復(fù)出現(xiàn)相似的性質(zhì)。他把他的發(fā)現(xiàn)稱為“八音律”，就象音樂(lè)里的八度音程一樣。62種元素54種元素 1869年門捷列夫在繼承和分析了前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了訂正、

3、分析和概括，成功地對(duì)元素進(jìn)行了科學(xué)分類。他總結(jié)出一條規(guī)律：元素（以及由它所形成的單質(zhì)和化合物）的性質(zhì)隨著相對(duì)原子質(zhì)量的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化。這就是元素周期律。 他還預(yù)言了一些未知元素的性質(zhì)都得到了證實(shí)。但是由于時(shí)代的局限，門捷列夫揭示的元素內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律還是初步的，他未能認(rèn)識(shí)到形成元素性質(zhì)周期性變化的根本原因。63種元素1869年2月 門捷列夫(俄)的第一張周期表將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個(gè)縱行現(xiàn)行的元素周期表按照原子的原子序數(shù)排序思考與交流(觀察元素周期表 ）我們按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，得到原子序數(shù)。原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)間存在什么關(guān)系？（結(jié)合

4、118號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)）原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)1-18號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)示意圖一、元素周期表的結(jié)構(gòu)周期元素種數(shù)分類一二三四五六 七288181832短周期長(zhǎng)周期不完全周期（結(jié)構(gòu)：三短、三長(zhǎng)、一不全）周期序數(shù)核外電子層數(shù)1、周期（橫行）具有相同電子層數(shù)的元素按照原子序數(shù)遞增的順序排列的一個(gè)橫行稱為一個(gè)周期。族的分類包含元素表示個(gè)數(shù)結(jié)構(gòu)：（七主、七副、零八族）主族副族零族 族2、族（縱行）長(zhǎng)、短周期元素長(zhǎng)周期元素稀有氣體元素8、9、10縱行A,A等 B,B等 0 7711主族序數(shù)最外層電子數(shù)稀有氣體元素在通常情況下很穩(wěn)定，他們的化合價(jià)為0，因此稱為零族。元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)

5、系a.周期序數(shù)電子層數(shù)b.主族序數(shù)最外層電子數(shù)探究1：（1）已知硫原子結(jié)構(gòu)示圖 ， 指出硫元素在周期表的位置。（2）某元素位于第二周期，第A 族，它是_元素。第三周期，第VIA族氟一、周期表的結(jié)構(gòu)周期（橫行）結(jié)構(gòu)：族（縱行）結(jié)構(gòu)：三長(zhǎng)、三短、一不全。七主、七副、零八族。二、原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系a.周期序數(shù)電子層數(shù)b.主族序數(shù)最外層電子數(shù)原子結(jié)構(gòu) 周期表位置決定反映1、Na元素的原子序數(shù)為11，相鄰的同族元素的原子序數(shù)是：2、短周期元素中，族序數(shù)周期序數(shù)的元素有：3，19H，Be，Al探究2：下圖是元素周期表的另一種畫(huà)法塔式周期表，在上面標(biāo)有部分族序數(shù)及部分元素，請(qǐng)?jiān)趫D上把A族涂黑

6、，并標(biāo)出鐵的位置。探究3： 同一周期元素（稀有氣體元素除外）的原子，核外電子層數(shù) ，隨著核電荷數(shù)的 ，最外層電子數(shù)逐漸 ，原子半徑逐漸 、元素的原子得電子的能力逐漸 ，失去電子的能力逐漸 。因此同一周期的元素（稀有氣體元素除外），從左到右，元素的金屬性逐漸 、非金屬性逐漸 。相同遞增增加減小增強(qiáng)減弱減弱增強(qiáng)1同周期元素的遞變規(guī)律二、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律2同一主族元素的遞變規(guī)律 (以A族單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)為例)元素FClBrI形成氫化物的難易程度H2與F2混合，在冷暗處劇烈化合并發(fā)生爆炸H2與Cl2混合，光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸H2與Br2混合，加熱時(shí)發(fā)生化合H2與I2混合，加熱時(shí)化合，同時(shí)又分解組成H

7、FHClHBrHI熱穩(wěn)定性很穩(wěn)定穩(wěn)定較穩(wěn)定較不穩(wěn)定二、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律從FI，隨著核電荷數(shù)的增多，與H2化合的難度依次_，生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次_。即同一主族，從上到下，隨著原子半徑逐漸_；失電子能力逐漸_，得電子能力逐漸_，金屬性逐漸_，非金屬性逐漸_。減弱增大減弱增強(qiáng)減弱增強(qiáng)增強(qiáng) 1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAAAAA 0 Po At非金屬性逐漸增強(qiáng) 金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng) 非金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬區(qū) 金屬區(qū)零族元素FCsFr二、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律Al 表現(xiàn)出一定的金屬性和非金屬性。？實(shí)驗(yàn)探究：Al(OH)3 呢？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：分別與鹽酸、氫

8、氧化鈉反應(yīng)拓展：對(duì)角線規(guī)則例如：周期表中左上角與右下角的相鄰元素，如鋰和鎂、鈹和鋁、硼和硅等，有許多相似的性質(zhì)。鈹和鋁的氧化物和氫氧化物都具有兩性；硼和硅都是“類金屬”等等。Be(OH)2與HCl反應(yīng)：Be(OH)2與NaOH反應(yīng)：Be(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2OBe(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O影響原子半徑大小的因素有哪些？ 電子層數(shù)，一般電子層數(shù)越多，原子半徑越大； 原子核對(duì)電子的吸引，使半徑有減小的趨向； 核外電子多了，增加了電子之間的排斥，有使半 徑增大的傾向。思 考拓展：微粒半徑大小的比較電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒：核電荷數(shù)越多，微粒半徑越 ；核電荷數(shù)相同的

9、微粒：核外電子數(shù)越多，微粒半徑越 ；小大拓展：微粒半徑大小的比較.原子半徑：同周期原子半徑從左往右依次減小，同主族原子半徑從上往下依次增大；.離子半徑：同主族的離子半徑大小順序和原子半徑大小順序相同；.電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒：核電荷數(shù)越多，微粒半徑越?。?核電荷數(shù)相同的微粒：核外電子數(shù)越多，微粒半徑越大；1.元素的位、構(gòu)、性之間的關(guān)系元素周期表根據(jù)原子結(jié)構(gòu)編排，原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)，因此，元素的位、構(gòu)、性三者之間是相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。（1）元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和性質(zhì)。（2）元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)特點(diǎn)。三、元素周期表的應(yīng)用在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定

10、性質(zhì)的物質(zhì)根據(jù)周期表預(yù)言新元素的存在氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表元素周期表的實(shí)際應(yīng)用在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定性質(zhì)的物質(zhì)尋找制催化劑的元素尋找半導(dǎo)體材料根據(jù)元素周期表預(yù)言新元素的存在類鋁（鎵）的發(fā)現(xiàn)：1875年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時(shí)發(fā)現(xiàn)一種新元素，命名為鎵，測(cè)得鎵的比重為4.7，不久收到門捷列夫的來(lái)信指出鎵的比重不應(yīng)是4 .7，而是5.9-6.0，布瓦博德朗是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道鎵的比重的呢？經(jīng)重新測(cè)定鎵的比重確實(shí)是5.94，這結(jié)果使他大為驚奇，認(rèn)真閱讀門捷列夫的周期論文后，感慨地說(shuō)“我沒(méi)有什么可說(shuō)的了，事實(shí)證明了門捷列夫理論的巨大意義”。根據(jù)元

11、素周期表預(yù)言新元素的存在類鋁（Ea）鎵（Ga）（1871年門捷列夫言）（1875年布瓦發(fā)現(xiàn)鎵后定）原子量約為69原子量約為69.72比重約為5.9-6.0比重約為5.94熔點(diǎn)應(yīng)該很低熔點(diǎn)為30.1不受空氣的侵蝕灼熱時(shí)略起氧化灼熱時(shí)能分解水氣灼熱時(shí)確能分解水氣能生成類似明礬的礬類能生成結(jié)晶很好的鎵礬可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在鎵是用分光鏡發(fā)現(xiàn)的最高價(jià)氧化物Ea2O3最高價(jià)氧化物Ga2O3門捷列夫的預(yù)言和以后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得了驚人的一致根據(jù)元素周期表預(yù)言新元素的存在類硅（Es）鍺（Ge）原子量約為72原子量約為72.60比重約為5.5比重約為5.469最高價(jià)氧化物EsO2最高價(jià)氧化物GeO2EsO2比重4.

12、7GeO2比重4.703氯化物EsCl4液體氯化物GeCl4液體EsCl4比重 1.9GeCl4比重 1.874EsCl4沸點(diǎn)約90GeCl4沸點(diǎn)83.0門捷列夫的預(yù)言和以后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得了驚人的一致根據(jù)元素周期表預(yù)言新元素的存在類硅（鍺）的發(fā)現(xiàn)1886年由德國(guó)的溫克勒在分析硫銀鍺礦中發(fā)現(xiàn)的，把它命名為Germanium以紀(jì)念他的祖國(guó)德國(guó)（German）。元素符號(hào)為Ge。元素鍺就是在1870年門捷列夫預(yù)言的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的。氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表 1930年美國(guó)化學(xué)家托馬斯米奇利成功地獲得了一種新型的致冷劑CCl2F2（即氟里昂，簡(jiǎn)稱F12）。這完全得益于元素周期表的指導(dǎo)。在1930年前，一些氣體如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相繼用作致冷劑。但是，這些致冷劑不是有毒就是易燃，很不安全。為了尋找無(wú)毒不易燃燒的致冷劑，米奇利根據(jù)元素周期表研究，分析單質(zhì)及化合物易燃性和毒性的遞變規(guī)律。氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表在第三周期中，單質(zhì)的易燃性是NaMgAl，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3雙比H2O易燃，再比較氫化物的毒性：AsH3PH3NH3 H2SH2O，根據(jù)這樣的變