元素周期表及其應(yīng)用

元素周期律元素周期律：隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素性質(zhì)呈周期性變化。元素周期律的實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。原子半徑的周期性變化⑷

對(duì)于同種元素：陰離子半徑>原子半徑>陽(yáng)離子半徑

變小增大越?、乓话闱闆r下，電子層數(shù)相同時(shí)，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸⑵一般情況下，最外層電子數(shù)相同時(shí)，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸⑶對(duì)于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，則離子半徑微粒半徑大小比較規(guī)律元素主要化合價(jià)的周期性變化元素的主要化合價(jià)（最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)）原子序數(shù)1112131415161718元素符號(hào)NaMgAlSiPSClAr元素的主要化合價(jià)原子序數(shù)345678910元素符號(hào)LiBeBCNOFNe元素的主要化合價(jià)+1+2+3+4+5+1+2+3+4+5+6+7-4-3-2-1-4-3-2-100

常見(jiàn)元素化合價(jià)的一般規(guī)律①1~20號(hào)元素中，除了O、F外，元素的最高正價(jià)等于：

最低負(fù)價(jià)與最高正價(jià)的關(guān)系為：

②金屬元素?zé)o

價(jià)

既有正價(jià)又有負(fù)價(jià)的元素一定是③氟、氧無(wú)

價(jià)。最外層上的電子數(shù)最高正價(jià)+|最低負(fù)價(jià)|=8正負(fù)

（除零價(jià)外，在化學(xué)反應(yīng)中只顯正價(jià)）

非金屬元素價(jià)電子——元素原子的最外層電子或某些元素的原子的次外層或倒數(shù)第三層的部分電子。元素的金屬性：是指元素的原子失去電子的能力元素的非金屬性：是指元素的原子得到電子的能力元素性質(zhì)的比較金屬性與水或酸置換出氫氣的難易程度最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱金屬間置換：強(qiáng)置換弱非金屬性與氫氣的化合難易程度，以及生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱非金屬間置換：強(qiáng)置換弱金屬元素性質(zhì)NaMgAl單質(zhì)和水（或酸）的反應(yīng)情況最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性跟冷水劇烈反應(yīng)NaOH強(qiáng)堿跟沸水反應(yīng)放H2；跟酸劇烈反應(yīng)放H2Mg(OH)2中強(qiáng)堿跟酸較為迅速反應(yīng)放H2Al(OH)3兩性氫氧化物結(jié)論：金屬性Na>Mg>Al14Si15P16S17Cl

最高價(jià)氧化物最高價(jià)氧化物的水化物酸性強(qiáng)弱單質(zhì)與H2反應(yīng)條件氣態(tài)氫化物及穩(wěn)定性氫化物水溶液的酸性結(jié)論SiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸逐漸增強(qiáng)高溫加熱加熱點(diǎn)燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐漸增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)1、元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系（1）同一周期元素金屬性和非金屬變化從左→右，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)?！嘟饘傩灾饾u減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。Li3鋰Be4鈹B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Na11鈉Mg12鎂Al13鋁Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氬非金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱（2）同一主族元素金屬性和非金屬變化從上到下，電子層數(shù)增加，原子半徑增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱?！嘣亟饘傩灾饾u增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。以鹵族元素為例：鹵素：從上到下，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。鹵族元素與H2的反應(yīng)單質(zhì)反應(yīng)條件

化學(xué)方程式生成氫化物穩(wěn)定性

F2Cl2

Br2

I2H2+Cl2

→2HCl光照光照或點(diǎn)燃穩(wěn)定H2+F2

→2HF

H2+Br2

→2HBr5000C冷暗處爆炸5000C高溫高溫持續(xù)加熱很穩(wěn)定較不穩(wěn)定很不穩(wěn)定H2+I22HI△元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸增強(qiáng)元素氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性BCNOFSiPSClAsSeBrTeIAt熱穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)熱穩(wěn)定性逐漸減弱熱穩(wěn)定性逐漸減弱熱穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)元素的金屬性和非金屬性遞變小結(jié)HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt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)

1B

Al

SiGe

As

Sb

Te

2

3

4

5

6

7ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

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)

下列哪些方法可以判斷金屬性X>Y（1）X能把Y從鹽溶液中置換（2）X、Y分別與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的難易程度（3）X、Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性X>Y（4）把金屬鐵分別投入含Xn+、Ym+的鹽溶液，能置換出Y，不能置換出X（5）X最外層只有1個(gè)電子，而Y最外層有2個(gè)電子（6）X、Y、稀硫酸設(shè)計(jì)成原電池，Y上產(chǎn)生氣泡√√√√√思考判斷金屬性強(qiáng)弱依據(jù)（1）根據(jù)元素周期表中的位置或金屬活動(dòng)性順序表判斷（2）相互置換（3）同條件下與水或酸產(chǎn)生氫氣的難易程度（4）最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱（5）金屬陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱（6）原電池正負(fù)極······判斷非金屬性強(qiáng)弱依據(jù)（2）相互置換（3）與H2反應(yīng)的條件和生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性（4）最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱（5）非金屬陰離子還原性強(qiáng)弱（1）依據(jù)元素周期表中的位置判斷項(xiàng)目同周期（左－右）同主族（上－下）原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑性質(zhì)化合價(jià)元素的金屬性和非金屬性單質(zhì)的氧化性還原性最高價(jià)化合物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性同周期、同主族元素的遞變規(guī)律依次增大逐漸增多相同逐漸減小周期性變化金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)還原性減弱，氧化性增強(qiáng)堿性減弱，酸性增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)依次增加相同依次遞增逐漸增大基本相同非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)氧化性減弱，還原性增強(qiáng)酸性減弱，堿性增強(qiáng)逐漸減弱練習(xí)1金屬性最強(qiáng)的元素（不包括放射性元素）是

；最活潑的非金屬元素是

；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)的元素是

；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)的元素（不包括放射性元素）是

。CsFClCs1、必須熟悉周期表的結(jié)構(gòu)：18縱行：7主、7副、0與VIII；7橫行：三長(zhǎng)、三短、一不全， 鑭系、錒系排下邊。2、必須掌握元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：

周期序數(shù)＝原子的電子層數(shù)

主族序數(shù)＝元素原子最外層電子數(shù)=最高正價(jià)

原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子核外電子數(shù)[總結(jié)]818183283.相鄰周期元素原子序數(shù)之差4.元素周期表分區(qū)（1）金屬區(qū)：周期表的左下方（2）非金屬區(qū)：周期表的右上方（3）稀有氣體區(qū)：周期表的最右方在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定性質(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)用尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導(dǎo)體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料根據(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)元素周期表預(yù)言新元素的存在類鋁（Ea）鎵（Ga）（1871年門捷列夫預(yù)言）（1875年布瓦發(fā)現(xiàn)鎵后測(cè)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（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。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4.7GeO2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90℃GeCl4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Na>Mg>Al，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：AsH3>PH3>NH3H2S>H2O，根據(jù)這樣的變化趨勢(shì)，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷劑。氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表米奇利還分析了其它的一些規(guī)律，最終，一種全新的致冷劑CCl2