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

對于同種元素：陰離子半徑>原子半徑>陽離子半徑

變小增大越小⑴一般情況下，電子層數(shù)相同時，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，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸⑶對于電子層結(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)律元素主要化合價的周期性變化元素的主要化合價（最高正價和最低負價）原子序數(shù)1112131415161718元素符號NaMgAlSiPSClAr元素的主要化合價原子序數(shù)345678910元素符號LiBeBCNOFNe元素的主要化合價+1+2+3+4+5+1+2+3+4+5+6+7-4-3-2-1-4-3-2-100

常見元素化合價的一般規(guī)律①1~20號元素中，除了O、F外，元素的最高正價等于：

最低負價與最高正價的關(guān)系為：

②金屬元素無

價

既有正價又有負價的元素一定是③氟、氧無

價。最外層上的電子數(shù)最高正價+|最低負價|=8正負

（除零價外，在化學反應(yīng)中只顯正價）

非金屬元素價電子——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氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱金屬間置換：強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)定性最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱非金屬間置換：強置換弱金屬元素性質(zhì)NaMgAl單質(zhì)和水（或酸）的反應(yīng)情況最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性跟冷水劇烈反應(yīng)NaOH強堿跟沸水反應(yīng)放H2；跟酸劇烈反應(yīng)放H2Mg(OH)2中強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

最高價氧化物最高價氧化物的水化物酸性強弱單質(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弱酸中強酸強酸最強酸逐漸增強高溫加熱加熱點燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐漸增強逐漸增強非金屬性逐漸增強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。∴金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。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，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，得電子能力逐漸減弱?！嘣亟饘傩灾饾u增強，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。鹵族元素與H2的反應(yīng)單質(zhì)反應(yīng)條件

化學方程式生成氫化物穩(wěn)定性

F2Cl2

Br2

I2H2+Cl2

→2HCl光照光照或點燃穩(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△元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt酸性逐漸增強堿性逐漸增強堿性逐漸增強酸性逐漸增強元素氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性BCNOFSiPSClAsSeBrTeIAt熱穩(wěn)定性逐漸增強熱穩(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非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸增強

1B

Al

SiGe

As

Sb

Te

2

3

4

5

6

7ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

0

Po

At非金屬性逐漸增強

金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強

非金屬性逐漸增強

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的最高價氧化物對應(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個電子，而Y最外層有2個電子（6）X、Y、稀硫酸設(shè)計成原電池，Y上產(chǎn)生氣泡√√√√√思考判斷金屬性強弱依據(jù)（1）根據(jù)元素周期表中的位置或金屬活動性順序表判斷（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）最高價氧化物所對應(yīng)水化物的堿性強弱（5）金屬陽離子的氧化性強弱（6）原電池正負極······判斷非金屬性強弱依據(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）最高價氧化物所對應(yīng)水化物的酸性強弱（5）非金屬陰離子還原性強弱（1）依據(jù)元素周期表中的位置判斷項目同周期（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)化合價元素的金屬性和非金屬性單質(zhì)的氧化性還原性最高價化合物對應(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，非金屬性增強還原性減弱，氧化性增強堿性減弱，酸性增強逐漸增強依次增加相同依次遞增逐漸增大基本相同非金屬性減弱，金屬性增強氧化性減弱，還原性增強酸性減弱，堿性增強逐漸減弱練習1金屬性最強的元素（不包括放射性元素）是

；最活潑的非金屬元素是

；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強的元素是

；最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強的元素（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、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

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，法國化學家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，命名為鎵，測得鎵的比重為4.7，不久收到門捷列夫的來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)重新測定鎵的比重確實是5.94，這結(jié)果使他大為驚奇，認真閱讀門捷列夫的周期論文后，感慨地說“我沒有什么可說的了，事實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熔點應(yīng)該很低熔點為30.1℃不受空氣的侵蝕灼熱時略起氧化灼熱時能分解水氣灼熱時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)的最高價氧化物Ea2O3最高價氧化物Ga2O3門捷列夫的預(yù)言和以后的實驗結(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以紀念他的祖國——德國（German）。元素符號為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最高價氧化物EsO2最高價氧化物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沸點約90℃GeCl4沸點83.0℃門捷列夫的預(yù)言和以后的實驗結(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年美國化學家托馬斯·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，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