【化學(xué)】元素周期表和元素周期律的應(yīng)用（課件） 2023-2024學(xué)年高一人教版2019必修第一冊(cè)

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元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律通過上面的討論我們知道，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)都呈現(xiàn)周期性的變化。根據(jù)第三周期元素原子核外電子排布規(guī)律，推測(cè)該周期元素金屬性和非金屬性具有怎樣的變化規(guī)律？第二節(jié)元素周期律

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)

元素周期表趙健第1課時(shí)

元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602請(qǐng)你思考！

判斷元素金屬性和非金屬性的事實(shí)有哪些？判斷依據(jù)是什么呢？金屬性：元素原子失電子的能力（還原能力）非金屬性：元素原子得電子的能力（氧化能力）

一般情況下，元素的金屬性強(qiáng)弱可以從其單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)置換出氫的難易程度，以及它們的最高價(jià)氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱來判斷。

一般情況下，元素的非金屬性強(qiáng)弱可以從其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性來判斷。meiyangyang8602請(qǐng)你思考！

元素的金屬性、非金屬性是否也呈現(xiàn)周期性變化？趙健04第三周期元素性質(zhì)的遞變meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

第三周期元素性質(zhì)的遞變NaMgAlSiPSCl電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)增大，半徑減小失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

第三周期元素性質(zhì)的遞變Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明三者金屬性的強(qiáng)弱？比較金屬與水反應(yīng)難易比較金屬與酸反應(yīng)難易比較最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱meiyangyang8602meiyangyang8602

證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱實(shí)驗(yàn)一：取一小段鎂條，用砂紙除去表面的氧化膜，放到試管中。向試管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。過一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現(xiàn)象。與鈉和水的反應(yīng)相比，鎂和水的反應(yīng)難易程度如何?生成了什么物質(zhì)?meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱金屬與水反應(yīng)置換出H2的難易。加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)開____色。粉紅冷水>鎂與_______幾乎不反應(yīng)，能與熱水反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。結(jié)合前面所學(xué)鈉與水的反應(yīng)，可得出金屬性：Na___Mg。meiyangyang8602meiyangyang8602

從實(shí)驗(yàn)事實(shí)探究同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律meiyangyang8602實(shí)驗(yàn)二：向試管中加入2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再產(chǎn)生白色絮狀A(yù)l(OH)3沉淀為止。將Al(OH)3沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2mol/L鹽酸，向另一支試管中滴加2mol/LNaOH溶液。邊滴加邊振蕩，觀察現(xiàn)象。用2mL1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，并進(jìn)行比較。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

探究Al(OH)3的堿性實(shí)驗(yàn)：向氯化鋁溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個(gè)試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。AlCl3溶液氨水HCl溶液NaOH溶液Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3＋NaOH=NaAl(OH)4白色絮狀沉淀兩性氫氧化物：與酸、堿都反應(yīng)，生成鹽和水的氫氧化物Al(OH)3白色沉淀在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中都能夠溶解meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

探究Mg(OH)2的堿性MgCl2溶液氨水HCl溶液NaOH溶液白色沉淀不溶解

Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸演示實(shí)驗(yàn)：將氯化鋁溶液換成氯化鎂溶液，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：氯化鎂溶液中加入氨水得到氫氧化鎂白色沉淀，該沉淀加鹽酸溶解，加氫氧化鈉溶液不溶解。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱

NaMgAl最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性強(qiáng)弱NaOH強(qiáng)堿Mg(OH)2中強(qiáng)堿Al(OH)3兩性氫氧化物金屬性：鈉＞鎂＞鋁根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及課本信息，得出結(jié)論。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

硅、磷、硫、氯元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱元素SiPSCl最高價(jià)氧化物的化學(xué)式SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4酸性比H2SO4強(qiáng)單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與H2能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸而化合氫化物的穩(wěn)定性不穩(wěn)定受熱分解受熱分解穩(wěn)定meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)元素周期律元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化的規(guī)律。實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律

根據(jù)實(shí)驗(yàn)，可得出第三周期元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律:

NaMgAlSiPSCl

金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)用結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)解釋：電子層數(shù)相同核電荷數(shù)增多原子半徑減小原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)同周期元素從左到右原子核對(duì)最外層電子的吸引力增強(qiáng)元素周期律的應(yīng)用如何？第二節(jié)元素周期律

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)

元素周期表趙健第2課時(shí)

元素周期表和元素周期律的應(yīng)用meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602你知道嗎？

門捷列夫和金屬鎵的故事在門捷列夫編制出元素周期表4年之后，布瓦博德朗（L.deBoisbaudran，1838—1912）首次通過電解獲得了約1g的金屬鎵，并對(duì)其性質(zhì)作了初步的研究。門捷列夫得知后，大膽提出質(zhì)疑，認(rèn)為布瓦博德朗關(guān)于鎵的一些性質(zhì)測(cè)定并不完全正確，特別是其密度不應(yīng)是4.7g·cm-3，而應(yīng)為5.9~6.0g·cm-3。布瓦博德朗知悉后十分驚訝，因?yàn)楫?dāng)時(shí)世界上只有他擁有金屬鎵。后來，布瓦博德朗將金屬鎵進(jìn)一步提純，重新測(cè)得其密度為5.96g·cm-3，與門捷列夫的預(yù)測(cè)完全一致。門捷列夫所預(yù)言的類鋁、類硼和類硅3種元素，在此后的15年內(nèi)相繼被發(fā)現(xiàn)。令人驚訝的是，用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定的元素的一些數(shù)據(jù)竟和門捷列夫的預(yù)言幾乎完全吻合。meiyangyang8602你知道嗎？

門捷列夫作出這些偉大預(yù)言的科學(xué)依據(jù)是什么？

門捷列夫在研究元素周期表時(shí)，科學(xué)地預(yù)言了11種尚未發(fā)現(xiàn)的元素，為它們?cè)谥芷诒碇辛粝铝丝瘴?。例如，他認(rèn)為在鋁的下方有一個(gè)與鋁類似的元素“類鋁”，并預(yù)測(cè)了它的性質(zhì)。1875年，法國(guó)化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種元素，將它命名為鎵。鎵的性質(zhì)與門捷列夫推測(cè)的一樣。門捷列夫還預(yù)測(cè)在硅和錫之間存在一種元素——“類硅”，15年后該元素被德國(guó)化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，為了紀(jì)念他的祖國(guó)，將其命名為“鍺”。meiyangyang8602學(xué)習(xí)了元素周期表和元素周期律后，你能否總結(jié)出元素在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)（位構(gòu)性）之間的關(guān)系？

推測(cè)決定位置決定性質(zhì)結(jié)構(gòu)趙健01金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

元素周期表與元素周期律的關(guān)系族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

01234567增強(qiáng)減弱增強(qiáng)增強(qiáng)Al

Si既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì),又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。

在元素周期表中，主族元素從上到下，從左到右，元素的金屬性和非金屬性存在著一定的遞變規(guī)律。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

元素周期表與元素周期律的關(guān)系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)Fr思考：什么元素的金屬性最強(qiáng)？什么元素的非金屬性最強(qiáng)？它們分別位于元素周期表中的什么位置？meiyangyang8602請(qǐng)你預(yù)測(cè)！

硅能與氫氧化鈉反應(yīng)嗎？元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置，而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)。我們可以根據(jù)元素在周期表中的位置，推測(cè)元素的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)未知元素的主要性質(zhì)。趙健02

元素周期表和周期律的應(yīng)用meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)硅能與氫氧化鈉反應(yīng)嗎？meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)硅能與氫氧化鈉反應(yīng)嗎？2Al＋2OH－＋6H2O=2Al(OH)4－＋3H2↑Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2“在野外的環(huán)境里，為了迅速得到氫氣，可以用硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加強(qiáng)熱，即可迅速得到氫氣。”meiyangyang8602練習(xí)【例1】有同周期的三種元素X、Y、Z，已知它們的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠XO4>H2YO4>H3ZO4，則下列敘述中不正確的是()A.非金屬性X>Y>ZB.X、Y、Z形成的陰離子還原性逐漸增強(qiáng)C.原子半徑X<Y<ZD.X、Y、Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由弱到強(qiáng)D【例2】X、Y、Z、W均為短周期元素，它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢萌鐖D所示。若Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則下列說法中正確的是()A.原子半徑：W>Z>Y>XB.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性：Z>W>XC.W單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸D.四種元素的單質(zhì)中，只有Z單質(zhì)在常溫常壓下是固體XYZWDmeiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)Og——118號(hào)元素Oganesson是一種人工合成的化學(xué)元素，原子量為297，半衰期12毫秒(百分之一秒)。屬于氣體元素，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。屬于稀有氣體一類。Og具放射性，其原子十分不穩(wěn)定。meiyangyang8602自118號(hào)元素發(fā)現(xiàn)之后，科學(xué)界一直在討論一個(gè)問題，元素周期表第七周期已經(jīng)被填滿，是否證明所有化學(xué)元素已經(jīng)被集齊元素周期表到底有沒有盡頭？斯維爾德羅夫市的工程師C·霍斯特，聲稱自己發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新元素。經(jīng)測(cè)驗(yàn)，其元素質(zhì)量是氫元素的299倍，即原子量為299，很可能就是尚未出現(xiàn)的119號(hào)元素，經(jīng)證實(shí)后，俄羅斯科學(xué)家宣布，他們已經(jīng)找到了打開第八元素周期的鑰匙——119號(hào)元素。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

尋找有特殊用途的新物質(zhì)預(yù)測(cè)新元素在金屬和非金屬分界線處，尋找半導(dǎo)體材料。Si、Al既能表現(xiàn)一定金屬性又能表現(xiàn)出非金屬性尋找優(yōu)良催化劑，尋找耐高溫耐酸堿腐蝕的特種合金，用來制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船等尋找用于制農(nóng)藥的材料(非金屬F、Cl、S、P等)meiyangyang8602meiyangyang8602【例1】元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面具有十分重要的意義，請(qǐng)將下表中A、B兩欄描述的內(nèi)容對(duì)應(yīng)起來。ABAB①制半導(dǎo)體的元素(a)F、Cl、Br、N、S“三角地帶”①

②制催化劑的元素(b)金屬與非金屬元素的分界線附近②

③制制冷劑的元素(c)相對(duì)原子質(zhì)量較小的元素③

④地殼中含量較多的元素(d)過渡元素④

(b)(d)(a)(c)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

借助元素周期律以及元素周期表能指導(dǎo)我們系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

借助元素周期律以及元素周期表能指導(dǎo)我們系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)酸性減弱？非金屬性減弱？金屬性增強(qiáng)？H2CO3H2SiO3最高價(jià)氧化物的水化物∨∨……∨……∨……meiyangyang8602例題1.請(qǐng)運(yùn)用元素周期表的有關(guān)理論分析判斷，下面幾種元素及其化合物性質(zhì)的推斷中正確的是()

A．鉈(Tl)的氧化物的水化物可能具有兩性

B．砹(At)為無色固體，HAt不穩(wěn)定，AgAt具有感光性，且不溶于水

C．硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體

D．H2Se是無色、有毒、比H2S穩(wěn)定的氣體C例題2．砷(As)為第四周期第ⅤA族元素，根據(jù)元素周期表和元素周期律的知識(shí)，下列有關(guān)推測(cè)不正確的是()A．砷有－3、＋3、＋5等多種化合價(jià)B．原子半徑：As＞PC．酸性：H3AsO4＞H2SO4D．熱穩(wěn)定性：HBr＞AsH3Cmeiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

歸納提升

位、構(gòu)、性的關(guān)系原子結(jié)構(gòu)元素位置元素性質(zhì)最外層電子數(shù)電子層數(shù)核電荷數(shù)原子序數(shù)周期主族周期序數(shù)＝電子層數(shù)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)原子序數(shù)＝核電荷數(shù)金屬性/非金屬性原子半徑化合價(jià)最高正價(jià)＝最外層電子數(shù)最高正價(jià)＋|最低負(fù)價(jià)|＝8+ZKLM電子層數(shù)核電荷數(shù)核外電子數(shù)元素的原子得失電子的傾向相似；遞變氧化穩(wěn)定最高酸化合非金右上強(qiáng)還原劇烈最高堿置換金屬左下強(qiáng)趙健03元素綜合推斷meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

元素綜合推斷的一般思路確定陌生物質(zhì)的核心元素在周期表中的位置↓依據(jù)遞變規(guī)律和同主族元素的相似性進(jìn)行推測(cè)判斷↓利用學(xué)過的元素及其化合物的性質(zhì)預(yù)測(cè)其相鄰元素的性質(zhì)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

元素綜合推斷例1.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示，其中T所處的周期數(shù)與主族序數(shù)相等。請(qǐng)回答下列問題：(1)W在周期表中的位置是______________，Q、R、T三種元素原子半徑由大到小的順序是__________(用元素符號(hào)表示)，Q的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為____，R的簡(jiǎn)單氫化物分子中的電子數(shù)為___。第三周期ⅥA族Al＞C＞NCO210(2)元素的原子得電子能力：Q_____W(填“強(qiáng)于”或“弱于”)。弱于(3)原子序數(shù)比R多1的元素有一種氫化物能分解為它的另一種氫化物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602練習(xí)

1．請(qǐng)運(yùn)用元素周期表的有關(guān)理論分析判斷，下面幾種元素及其化合物性質(zhì)的推斷中正確的是()A．鉈(Tl)的氧化物的水化物可能具有兩性B．砹(At)為無色固體，HAt不穩(wěn)定，AgAt具有感光性，且不溶于水C．硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體D．H2Se是無色、有毒、比H2S穩(wěn)定的氣體【答案】C

2．砷(As)為第四周期第ⅤA族元素，根據(jù)元素周期表和元素周期律的知識(shí)，下列有關(guān)推測(cè)不正確的是()A．砷有－3、＋3、＋5等多種化合價(jià)B．原子半徑：As＞PC．酸性：H3AsO4＞H2SO4D．熱穩(wěn)定性：HBr＞AsH3

【答案】Cmeiyangyang8602練習(xí)3.五種短周期元素的原子半徑、最高正化合價(jià)及負(fù)化合價(jià)見下表B下列敘述正確的是A．L的金屬性比M的金屬性弱B．Q、T兩元素間可形成兩性化合物C．T的單質(zhì)是黃綠色氣體D．L、R兩元素的簡(jiǎn)單離子的核外電子數(shù)可能相等元素代號(hào)LMQRT原子半徑／nm0.1600.0890.1430.1020.074化合價(jià)+2+2+3+6，-2-2根據(jù)元素化合價(jià)可以直接得到R為S，T為O；再根據(jù)原子半徑和化合價(jià)得到L、M、Q分別為Mg、Be、AlAl2O3meiyangyang8602練習(xí)4.我國(guó)著名化學(xué)家張青蓮精確地測(cè)定了鍺