元素周期律的应用
1、元素周期律
【对点训练1】如图为元素周期表短周期的一部分。E 原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1。下列叙述不正确的是( )
A.A 与B 形成的阴离子可能有AB 32- 、A 2B 42-
B.C 和E 氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱
C.AD2分子中每个原子的最外层均为8电子结构
D.A 、D 、E 的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 【深度思考1】金属性和非金属性强弱的判断方法
3.元素周期律的应用
(1)比较不同主族、不同周期元素及化合物的性质 如金属性Mg>Al,Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2___ Al(OH)3,Ca(OH)2 ___ Mg(OH)2,即Ca(OH)2__ Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。
(2)推测未知元素及化合物的某些性质
如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知 Be(OH)2 ___溶;再如:已知卤族元素的性质递变
规律,可推知元素砹(At)应为___色固体,与氢化合,HAt__稳定,水溶液呈__性,AgAt___溶于水等。
【深度思考2】如何比较比较微粒半径的大小?
[对点练2]四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C.气态氢化物的热稳定性:W D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z 4“序、层”“序、价”规律 (1)“序、层”规律 ①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前阳后”(阴离子在前一周期,阳离子在后一周期),阳离子的原子序数大。 ②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子原子序数大。 (2)“序、价”规律 在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。 微粒半径的比较方法 【对点练3】W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A.单质的沸点:W>X B.阴离子的还原性:W>Z C.氧化物的水化物的酸性:Y D.X与Y不能存在于同一离子化合物中 【对点练4】X、Y、Z、W为四种短周期元素,已知X、Z同主族,Y、W同周期;X的气态氢化物比Z的稳定;Y的阳离子比W的阳离子氧化性强;Y的阳离子比Z的阴离子少一个电子层。下列表示中,正确的是( ) A.原子序数:X>Y>Z>W B.简单离子半径:W>Y>Z>X C.原子半径:W>Y>Z>X D.原子的得电子能力:Z>X 【对点练5】X、Y、Z、R是短周期主族元素,X原子最外层电子数是次外层的两倍,Y元素在地壳中的含量最多,Z元素的化合物的焰色反应呈黄色,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述不正确的是( ) A.X与Y能形成两种常见的气态化合物 B.原子半径的大小顺序:r(Z)>r(R)>r(X)>r(Y) C.X、Z分别与Y形成的化合物中化学键类别不同 D.含有Y、Z、R三种元素的化合物最多只有2种 专题六元素周期率与元素周期表 【考点分析】 1．掌握元素周期率的实质，了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）。 2．以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质（如：原子半径、化合价、单质及化合物性质）的递变规律与原子结构的关系；以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 3．以上知识是高考必考内容，常以选择题、简答题和推断填空题的形式出现。 【典型例题】 【例1】例1（2003上海理综）在人体所需的16种微量元素中有一种被称为生命元素的R 元素，对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层，其最高价氧化物分子式为RO3，则R元素的名称 A．硫B．砷C．硒D．硅 【备选1】：周期表前20号元素中，某两种元素的原子序数相差1，它们形成化合物时，原子数之比为1﹕2，写出这些化合物的化学式______________ 【备选2】：X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这三种元素组成的化学式不可能是 A. XYZ B.X2YZ C.X2YZ2 D.X3YZ3 【例2】下列有关物质的性质比较正确的是 (1)同主族元素的单质从上到下，非金属性减弱，熔点增高 (2)元素的最高正化合价在数值上等于它所在的族序数 (3)同周期主族元素的原子半径越小，越难失去电子 (4)元素的非金属性越强，它的气态氢化物水溶液的酸性越强 (5)还原性：S2-＞Se2-＞Br-＞Cl- (6)酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3 A.(1)(3) B.(2)(4) C.(3)(6) D.(5)(6) 【备选1】下表是X、Y、Z三种元素的氢化物的某些性质： 元素熔点/℃沸点/℃与水的反应导电性(纯液体) X -283 -162 不反应不导电 Y -102 19 放热反应，形成酸性溶液不导电 Z 680 / 剧烈反应，生成H2，并形成碱性溶液导电 若X、Y、Z这三种元素属于周期表中的同一周期，则它们的原子序数递增的顺序是 元素周期律和元素周期表习题 知识网络 中子N 原子核 质子Z 原子结构 ： 电子数（Z 个）核外电子 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 随着原子序数（核电荷数）的递增：元素的性质呈现周期性变化 ①、原子最外层电子的周期性变化（元素周期律的本质） 元素周期律 ②、原子半径的周期性变化 ③、元素主要化合价的周期性变化 ④、元素的金属性与非金属性的周期性变化 ①、按原子序数递增的顺序从左到右排列； 元素周期律和 排列原则 ②、将电子层数相同的元素排成一个横行； 元素周期表 ③、把最外层电子数相同的元素（个别除外）排成一个纵行。 ①、短周期（一、二、三周期） 周期（7个横行） ②、长周期（四、五、六周期） 周期表结构 ③、不完全周期（第七周期） ①、主族（ⅠA ～ⅦA 共7个） 元素周期表 族（18个纵行） ②、副族（ⅠB ～ⅦB 共7个） ③、Ⅷ族（8、9、10纵行） ④、零族（稀有气体） 同周期同主族元素性质的递变规律 ①、核外电子排布 ②、原子半径 性质递变 ③、主要化合价 ④、金属性与非金属性 ⑤、气态氢化物的稳定性 ⑥、最高价氧化物的水化物酸碱性 电子层数 相同条件下，电子层越多，半径越大。 判断的依据 核电荷数 相同条件下，核电荷数越多，半径越小。 最外层电子数 相同条件下，最外层电子数越多，半径越大。 微粒半径的比较 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外） 如：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl. 2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如：Li 元素周期表与元素周期律知识点归纳 1、元素周期表共有横行，个周期。其中短周期为、、。所含元素种类为、、。长周期包括、、。所含元素种类为、、。 第七周期为不完全周期，如果排满的话有种元素。 2元素周期表有个纵行个族。包括个主族，个副族，一个族，一个第Ⅷ族（包括个纵行）按从左到右的顺序把16个族排列 。过度元素共包括个纵行（第纵行到第纵行）。包括哪些族。过渡元素全为元素。又称为。 3、写出七个主族和0族元素的名称和元素符号 ⅠA族 ⅡA族 ⅢA族 ⅣA族 ⅤA族 ⅥA族 ⅦA族 0族 4.同一周期第ⅡA族和第ⅢA族原子序数之间的关系 若元素位于第二、三周期，第ⅡA族的原子序数为a，则第ⅢA族的原子序数为 若元素位于第四、五周期，第ⅡA族的原子序数为a，则第ⅢA族的原子序数为 若元素位于第六周期，第ⅡA族的原子序数为a，则第ⅢA族的原子序数为 5、同一主族上下相邻两个周期原子序数之间的关系 若A在B的上一周期，设A的原子序数为a ⑴若A、B位于第ⅠA族或ⅡA族（过度元素的左边）则B的原子序数为。 ⑵若A、B位于第ⅢA族——ⅦA族（过度元素的右边）则B的原子序数为。 。 6、微粒半径大小判断的方法 。 。 。 7 与He原子电子层结构相同的简单离子。 与Ne原子电子层结构相同的简单离子。 与Ar原子电子层结构相同的简单离子。 阳离子与周期稀有气体原子的电子层结构相同。阴离子与周期稀有气体原子的电子层结构相同。 8、阴上阳下规律 9原子得电子能力强弱判断的方法 ⑴、原子得电子能力越强——单质的氧化性——元素的非金属性——阴离子的还原性——单 质与氢气化和的能力——生成的气态氢化物越——最高价氧化物对应水化物的酸性。 ⑵、另外可以通过单质间的置换反应判断得电子能力的强弱 如Cl2+Na2S=2NaCl+S得电子能力ClS 10、原子失电子能力强弱判断的方法 ⑴、原子失电子能力越强——单质的还原性——元素的金属性——阳离子的氧化性——单质与水或酸反应置换出氢的能力——最高价氧化物对应水化物的碱性。 ⑵、另外可以通过单质间的置换反应判断失电子能力的强弱 如Fe+CuSO4=FeSO4+Cu失电子能力FeCu 11、同一主族元素及其化合物性质的递变性： 同主族元素的原子，最外层电子数，决定同主族元素具有的化学性质。从上到下原子的核电荷数依次，原子的电子层数依次，原了半径逐渐；原子失电子能力逐渐，元素的金属性逐渐，单质的还原性逐渐，对应阳粒子的氧化性逐渐，单质与水或酸反应置换出氢气的能力逐渐，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐；原子得电子能力逐渐，元素的非金属性逐渐，单质的氧化性逐渐，对应阴离子的还原逐渐，单质与氢气化合的能力逐渐，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐。气态氢化物的稳定性逐渐。 12、同一周期元素及其化合物性质的递变性： 在同一周期中，各元素原子的核外电子层数，但从左到右核电荷数依次，最外层电子数依次，原子半径逐渐（稀有气体元素除外）。原子失电子能力逐渐，元素的金属性逐渐，单质的还原性逐渐，对应阳粒子的氧化性逐渐，单质与水或酸反应置换出氢气的能力逐渐，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐。 原子得电子能力逐渐，元素的非金属性逐渐，单质的氧化性逐渐，对应阴离子的还原逐渐，单质与氢气化合的能力逐渐，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐，气态氢化物的稳定性逐渐。 1.位、构、性的关系 根据原子结构、元素周期表的知识及相关条件可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等。 2.周期表中数字与性质的关系 （1）由原子序数确定元素位置的规律：只要记住稀有气体元素的原子序数就可以确定主族元素的位置。 He：2、Ne：10、Ar：18、Kr：36、Xe：54、Rn：86 ①若比相应的稀有气体元素的原子序数多1或2，则应处在下一周期的ⅠA或ⅡA，如88号元素，88-86=2，则应在第7周期第ⅡA。 ②若比相应的稀有气体元素的原子序数少1~5时，则应在第ⅦA~ⅢA，如84号元素在第6周 元素周期律和元素周期表的重要意义 元素周期律和周期表，揭示了元素之间的内在联系，反映了元素性质与它的原子结构的关系，在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义。 （1）在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。元素周期表是周期律的具体表现形式，它把元素纳入一个系统内，反映了元素间的内在联系，打破了曾经认为元素是互相孤立的形而上学观点。通过元素周期律和周期表的学习，可以加深对物质世界对立统一规律的认识。 （2）在自然科学方面，周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系，周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、甚至为指导新元素的合成、预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科学的许多部门，首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面，都是重要的工具。 （3）在生产上的某些应用 由于在周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。 ①农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。 ②半导体材料都是周期表里金属与非金属接界处的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。 ③催化剂的选择：人们在长期的生产实践中，已发现过渡元素对许多化学反应有良好的催化性能。进一步研究发现，这些元素的催化性能跟它们原子的d轨道没有充满有密切关系。于是，人们努力在过渡元素（包括稀土元素）中寻找各种优良催化剂。例如，目前人们已能用铁、镍熔剂作催化剂，使石墨在高温和高压下转化为金刚石；石油化工方面，如石油的催化裂化、重整等反应，广泛采用过渡元素作催化剂，特别是近年来发现少量稀土元素能大大改善催化剂的性能。 ④耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：在周期表里从ⅢB到ⅥB的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。它们是制作特种合金的优良材料，是制造火箭、导弹、宇宙飞船、飞机、坦克等的不可缺少的金属。 ⑤矿物的寻找：地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。科学实验发现如下规律：相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少；偶数原子序的元素较多，奇数原子序的元素较少。处于地球表面的元素多数呈现高价，处于岩石深处的元素多数呈现低价；碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的最上部；熔点、离子半径、电负性大小相近的元素往往共生在一起，同处于一种矿石中。在岩浆演化过程中，电负性小的、离子半径较小的、熔点较高的元素和化合物往往首先析出，进入晶格，分布在地壳的外表面。 有的科学家把周期表中性质相似的元素分为十个区域，并认为同一区域的元素往往是伴生矿，这对探矿具有指导意义。 元素周期律和元素周期表易错知识点 【判断正误】 1、具有相同质子数的粒子都属于同种元素 2、符合8电子结构的分子都具有稳定的结构，不符合8电子结构的分子都不稳定 3、元素周期表中，含元素种类最多的周期是第6周期，含元素种类最多的族是ⅠA 4、第三周期元素的原子半径都比第二周期元素的原子半径要大 5、在Na2O和Na2O2组成的混合物中，阴离子与阳离子的个数比在1:1至1:2之间 6．原子量是原子质量的简称 7．由同种元素形成的简单离子，阳离子半径＜原子半径、阴离子半径＞原子半径 8．核外电子层结构相同的离子，核电荷数越大半径越大 9．在HF、PCl3、CO2、SF6等分子中，所有原子都满足最外层8e-结构 10．核电荷总数相同、核外电子总数也相同的两种粒子可以是： （1）原子和原子；（2）原子和分子；（3）分子和分子；（4）原子和离子；（5）分子和离子；（6）阴离子和阳离子；（7）阳离子和阳离子 11．元素周期表中，每一周期所具有的元素种数满足2n2（n是自然数） 12．位于同一周期的两元素的原子形成的离子所带负电荷越多，非金属性越强 13．非金属最低价的阴离子，只能失电子而不能再得电子，所以同族非金属最低价阴离子越向下，还原性越强 14．同一主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以的酸性逐渐减弱 15．ⅠA族的氢和钾，它们可以形成离子化合物KH，其中有K+离子和H-离子。 16．所有微粒均由质子、中子、电子构成17．同种元素的不同核素化学性质基本相同，物理性质不同。 18．同一周期主族元素原子最外层电子排布都是1→8个电子 19．所有主族元素的最高正价都等于该元素所在的主族序数 20．IA族元素都是碱金属； 21．原子及其离子的核外电子层数都等于该元素所在的周期数 22．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强 23．气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物酸碱性相反，相互反应生成离子化合物的元素是N （对） 24．通过5R-+RO3-+6H+=3R2+3H2O，可以判断R元素位于第ⅤA族。 25．元素周期表第18列是0族，第8.9.10列为第ⅧB族 26．HClO的结构式为H-Cl-O 27．原子核外各层电子数相等的元素一定是非金属元素 28．-和b Y m+两种简单离子（a,b均小于18），已知a X n-比b Y m+多两个电子层，则X一定是含3个电子层的元素 29．m个质子，n个中子，该元素的相对原子质量为m+n 30元素X,Y的原子序数相差2，则X与Y可能形成共价化合物XY 31非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 化学键易错知识点 【判断正误】 1．熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物；溶解在水中不能电离的化合物通常是共价化合物，但溶解在水中能电离的化合物可能是共价化合物也可能是离子化合物 2．离子化合物中一定含有离子键，有离子键的化合物不一定是离子化合物； 3．共价化合物中一定含有共价键，含有共价键的化合物不一定是共价化合物； 4．共价键和离子键都只有存在于化合物中 5．熔融状态下能导电的化合物一定为离子化合物 6．离子键只能由金属原子与非金属原子之间形成 6．共价键只能由非金属元素的原子之间形成 7．活泼金属元素和活泼非金属元素之间一定形成离子键 8．任何分子内一定存在化学键 9．有的分子，例如稀有气体是单原子分子构成的，分子中没有化学键 元素周期律及其应用 1．元素周期律 2．主族元素性质的变化规律 (1)原子结构的变化规律 (2) [注意]①对于主族元素而言，元素的最高正化合价一般情况下和主族序数相同，但氧无最高正价，氟无正价。 ①金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指单质在水溶液中，金属 原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性Pb>Sn，而金属活动性Sn>Pb。 3．元素周期律的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 ①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法： 金属性：Mg>Al，Ca>Mg，则碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。 ②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法： 非金属性：C>Si，O>C，则氢化物稳定性：H2O>CH4>SiH4。 (2)预测未知元素的某些性质 ①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。 ②已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)的化合物的性质为HAt不稳定， 水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。 [细练过关] 题点(一)元素金属性、非金属性强弱比较 1．(2020·三明市第一中学期中考试)下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 () 比Mg剧烈，金属性Na>Mg，正确；B项，金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物碱性越强，Ca、Mg对应的最高价氧化物的水化物碱性为Ca(OH)2强于Mg(OH)2，金属性Ca>Mg，正确；C项，非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，次氯酸中氯为＋1价，不是最高价，且应比较最高价氧化物的水化物的酸性，不是比较氧化性，错误；D项，非金属性越强，气态氢化物越稳定，稳定性HBr>HI，则非金属性Br>I，正确。 2．可以验证硫元素比氯元素的非金属性弱的事实是() ①硫和氢气在加热条件下能生成硫化氢，硫化氢在300 ℃左右分解；氯气和氢气在点燃 或光照下生成氯化氢，氯化氢很难分解 ②向氢硫酸中滴入氯水有单质硫生成 ③硫、氯气分别与铁和铜的反应产物是FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2 ④高氯酸(HClO4)的酸性强于硫酸 ⑤氯化氢的酸性强于硫化氢 A．只有①②③④B．只有①② C．只有②③④D．①②③④⑤ 解析：选A元素的非金属性越强，其单质越容易与氢气形成氢化物，且形成的氢化物 元素周期律和元素周期表 作者：陆秀臣文章来源：本站原创点击数：2278 更新时间：2007-3-23 “新世纪”（鲁科版）必修2 第二节元素周期律和元素周期表 一．教材分析 （一）知识脉络 本节教材采用归纳总结的方法引导学生探索元素的性质（元素原子最外层电子排布、原子半径以及主要化合价、原子得失电子能力）和原子结构的关系从而归纳出元素周期律，揭示元素周期律的实质；再在元素周期律的基础上引导他们发现周期表中元素排布的规律，认识元素周期表的结构，了解同周期、同主族元素原子结构的特点，为下一节学习同周期元素性质的递变规律，预测同主族元素的性质奠定基础；同时，以铁元素为例，展示了元素周期表中能提供的有关元素的信息和金属与非金属的分区；最后以IIA族、VA族、过渡元素为例分析了同族元素结构与性质的异同。 （二）知识框架 （三）新教材的主要特点： 新教材通过对元素周期律的初探，利用图表（直方图、折线图）等方法分析、处理数据，增强了教材的启发性和探究性，注重学生的能力培养，如作图、处理数据能力、总结概括的能力，以及利用数据得出结论的意识。 二．教学目标 （一）知识与技能目标 1．使学生了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律。 2．让学生认识元素周期表的结构以及周期和族的概念，理解原子结构与元素在周期表中的位置间的关系。 3．让学生了解IIA族、VA族和过渡金属元素的某些性质和用途。 （二）过程与方法目标 1．通过对元素周期律的探究，培养学生利用各种图表（直方图、折线图）分析、处理数据的能力。 2．通过对获取的大量事实和数据等信息进行加工、分析，培养学生学归纳、概括能力、口头表达能力和交流能力。 3．通过案例的探究，激发学生主动学习的意识。并且掌握从大量的事实和数据中分析总结规律、透过现象看本质等科学抽象的方法。 （三）情感态度与价值观目标 1．学习元素周期律，能使学生初步树立“由量变到质变”、“客观事物都是相互联系和具有内部规律”“内因是事物变化的依据”等辩证唯物主义观点。 2．学习化学史知识，能使学生认识到：人类对客观存在的事物的认识是随着社会和科学的发展不断发展的；任何科学的发现都需要长期不懈地努力，才能获得成功。 三、教学重点、难点 （一）知识上重点、难点 元素周期律和元素周期表的结构。 （二）方法上重点、难点 学会用图表等方法分析、处理数据，对数据和事实进行总结、概括从而得出结论。四、教学准备 元素周期表和元素周期律的应用 、教学设计思路分析 1、 基本介绍：本课题是《元素周期表和元素周期律的应用》属于化学基本理论的知识，是人教 版高一必修二 第一章第二节第三课时的内容，将用一个课时的时间进行教学。 2、 教学内容分析：本节是在了解元素周期表结构的基础上，进一步学习原子核电子排布知识、 元素周期律及元素周期表和元素周期律的应用等。元素周期表和元素周期律知识的学习是高中课程中 一个非常重要的内容，高中必修一中学习过的几种金属元素和非金属元素也是属于元素周期表的内容， 而往后要学习的内容也会运用到元素周期律的规律。 3、学生情况分析：高一的学生活泼好动，思维活跃，经过高中必修一的学习已经对元素知识有 了一定的了解 与基础，所以对于本节课的学习就会比较容易了。 4 、教学设计思路: 知识点三：元素周期表和 元素周期律的意义及应用 （阅读法、举生活实例） 、教学设计方案 1、教学目标 知识目标：（1）学会区分金属元素和非金属元素在元素周期表上的位置； （2） 了解元素金属性与非金属性在周期表上的递变规律及元素化合价与族序数的关系； （3） 了解元素周期表和元素周期律在科学中的应用。 能力目标：（1）通过元素金属性和非金属性的递变规律的学习，培养独立思考及分析、解决问题 的能力； （2）学会运用观察、讨论、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等 方法对信息进行 加工。 情感目标：通过创设问题情景及讨论，激发学生学习化学的兴趣和情感，培养学生积极参与交流、 知识点一：元素的金属 性 和非金属性（PPT 展 示元 素周期表，学生自主 观察讨论） 知识点二：元素的化合价 与元素在周期表中位置的 关系（讨论法） 结课：回顾知识点, 练习巩固 [课时跟踪检测] 1．下列离子中半径最大的是() A．Na＋B．Mg2＋ C．O2－D．F－ 解析：选C选项中的离子都具有相同的电子层结构，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小。 2．砷(As)和镓(Ga)都是第四周期元素，分别属于ⅤA和ⅢA族。下列说法中不正确的是() A．原子半径：Ga>As>P B．热稳定性：NH3>PH3>AsH3 C．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4 D．Ga(OH)3可能是两性氢氧化物 解析：选C酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，故C项错误。 3．“嫦娥一号”卫星在北京航天飞机控制中心科技人员的精确控制下，准确落于月球东经 52.36°、南纬1.50°的预定撞击点。“嫦娥一号”担负的四大科学目标之一是探测下列14 种元素的含量和分布情况：K、Th(钍)、U(铀)、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti(钛)、Na、Mn、Cr(铬)、Gd(钆)，其中属于主族元素的有() A．4种B．5种 C．6种D．7种 解析：选D K、Na属于ⅠA族，Mg、Ca属于ⅡA族，Al属于ⅢA族，Si属于ⅣA族，O属于ⅥA族，共7种，Th(钍)、U(铀)、Fe、Ti(钛)、Mn、Cr(铬)、Gd(钆)均为过渡元素。 4．(2019·海淀区一模)下列事实不能用元素周期律解释的是() A．碱性：NaOH＞LiOH B．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 C．酸性：HClO4＞H2SO4 D．气态氢化物的稳定性：HBr>HI 解析：选B元素金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性Na ＞Li，则碱性：NaOH＞LiOH，能用元素周期律解释，故A不符合题意；碳酸氢盐易分解，碳酸盐难分解，所以热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，与元素周期律无关，故B符合题意；元素非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性Cl＞S，则酸性：HClO4＞H2SO4，能用元素周期律解释，故C不符合题意；元素非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性Br>I，则气态氢化物的稳定性：HBr>HI，能用元素周期律解释，故D不符合题意。 5．(2019·北京市丰台区一模)部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属 课时作业5 元素周期表和元素周期律的应用 [练基础] 1．已知砷(As)为第ⅤA族元素，下列砷元素形成的化合物的化学式错误的是( ) A．氢化物：AsH3 B．最高价氧化物：As2O5 C．砷化钠：NaAs D．含氧酸：H3AsO4 解析：砷的化合价为－3、＋3、＋5，根据化合价规则可知C项错误。 答案：C 2．已知元素镭(Ra)是第七周期第ⅡA族的元素，下列有关推断不正确的是( ) A．RaSO4难溶于水 B．RaCO3的热稳定性较好 C．Ra能与冷水反应 D．Ra(OH)2的碱性很强 解析：A项，由硫酸镁可溶于水，硫酸钙微溶于水，硫酸钡难溶于水，可推出第ⅡA族元素的硫酸盐的溶解性变化规律是从上到下逐渐降低，故RaSO4难溶于水，A项正确；B项，由MgCO3、CaCO3、BaCO3受热均能分解可知，RaCO3的热稳定性不好，B项错误；C项，由Mg与冷水缓慢反应，Ca与冷水剧烈反应，可推出从上到下第ⅡA族元素的单质与冷水的反应由难到易，C项正确；D项，根据同主族元素性质的递变规律可知Ba(OH)2是强碱，D项正确。 答案：B 3．下列比较不正确的是( ) A．原子半径：K>Cl>Na B．热稳定性：HF>H2O>PH3 C．酸性强弱：HClO4>H2SO4>H3PO4 D．碱性强弱：KOH>NaOH>Mg(OH)2 解析：电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：K>Na>Cl，A项错误；非金属性：F>O>P，则热稳定性：HF>H2O>PH3，B项正确；非金属性：Cl>S>P，则酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，C项正确；金属性：K>Na>Mg，则碱性：KOH>NaOH>Mg(OH)2，D项正确。 答案：A 4．下列对非金属元素(除稀有气体元素外)的相关判断正确的是( ) ①非金属元素都是主族元素 ②单质在反应中都只能作氧化剂 ③氢化物常温下都是气态，所以都叫气态氢化物 ④氧化物常温下都可以与水反应生成酸 ⑤非金属元素R所形成的含氧酸盐(M a RO b)中的R元素必定呈现正价 A．②⑤B．①③⑤ C．②③④ D．①⑤ 解析：除稀有气体元素外，非金属元素都是主族元素，①正确；非金属单质可作还原剂，如碳燃烧中碳作还原剂，②错误；常温下，H2O为液体，③错误；CO、NO等不与水反应，④错误；⑤正确。 答案：D 5．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是( ) A．若a X2＋和b Y－的核外电子层结构相同，则原子序数：a＝b＋3 B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推断出元素的非金属性：Cl>F C．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都能作半导体材料 元素周期律和元素周期表 一、元素周期律及其应用 1、元素周期律实质：元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化，其本质原因是元素的原子核外电子排布呈周期律变化。 2、元素周期表中主族元素性质的递变规律 （1）最外层电子数：同一周期，从左至有依次增加；同一主族，不变。 （2）电子层数：同一周期，不变；同一主族，从左至有依次增加。 （3）原子半径：同一周期，从左至右，原子半径减小；同一主族，从上至小至有依次增大。 （4）失电子能力：同一周期，从左至右，逐渐增大；同一主族，从上至小至有依次减弱。 （5）得电子能力：同一周期，从左至右，逐渐减弱；同一主族，从上至小至有依次递增。 （6）主要化合价：同一周期，最该正价=族序数（O、F外）；同一主族，最该正价=族序数（O、F外） （7）最高价氧化物对应水的酸碱性：同一周期，从左至右，酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱；同一主族，从上至下，酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。 （8）气态氢化物：同一周期，从左至右，形成难度逐渐减弱，气态氢化物稳定逐渐增强；同一主族，从上至下，形成难度最近增大，气态氢化物稳定性逐渐减弱。 二、元素周期表的及其用 1、周期：具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列而成的一个横行，叫做一个周期，族：在周期表中，将最外层电子数相同的元素按原子序数递增的顺序排成的纵行叫做一个族。 2、元素周期表结构 （1）元素周期表中共有7个周期，其分类如下： 短周期(3个)：包括第一、二、三周期，分别含有2、8、8种元素 周期（7个）长周期(3个)：包括第四、五、六周期，分别含有18、18、32种元素不完全周期：第七周期，共26种元素(1999年又发现了114、116、118号三种元素) （2）第六周期中的57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu)共15种元素，因其原子的电子层结构和性质十分相似，总称镧系元素。第七周期中的89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr)共15种元素，因其原子的电子层结构和性质十分相似，总称锕系元素。 3、元素原子最外层电子数与族的关系 （1）最外层电子数为（1-2）的元素：IA族、II族、副族、0族（He） （2）最外层电子数（3-7）之间的元素一定是主族元素。 （3）最外层电子数为8的元素：0族（除He外） 4、元素周期表的构成规律 （1）同构规律：稀有气体原子与同周期非金属元素的阴离子、下周期金属的阳离子、具有相同的电子结构域。 （2）同主族序数差规律 ①IA族元素随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32 ②IIA、0族元素随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32 ③IIIA-VIIA族元素随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32 （3）对角线关系 对角线元素存在相似性：如Li与Mg、Be与Al，这个性质只适用于第二、三周期，这是由于两者原子半径相近引起的。 元素周期律和元素周期表知识总结 考试大纲要求 1．理解原子的组成及同位素的概念。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2．以第1、2、3周期的元素为例，掌握核外电子排布规律。 3．掌握元素周期律的实质及元素周期表（长式）的结构（周期、族）。 4．以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质（如：原子半径、化合价、单质及化合物性质）的递变规律与原子结构的关系；以ⅠA族和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 知识规律总结 一、原子结构 1．几个量的关系（） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） 质子数=核电荷数=原子序数=原子的核外电子数 离子电荷数=质子数-核外电子数 2．同位素 （1）要点：同——质子数相同，异——中子数不同，微粒——原子。 （2）特点：同位素的化学性质几乎完全相同；自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变。 注意：同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物，如H2O和D2O是两种不同的物质。 3．相对原子质量 （1）原子的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的数值。它是相对质量，单位为1，可忽略不写。 （2）元素的相对原子质量：是按该元素的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量。 4．核外电子排布规律 （1）核外电子是由里向外，分层排布的。 （2）各电子层最多容纳的电子数为2n2个；最外层电子数不得超过8个，次外层电子数不得超过18个，倒数第三层电子数不得超过32个。 （3）以上几点互相联系。 核外电子排布规律是书写结构示意图的主要依据。 5．原子和离子结构示意图 注意：①要熟练地书写1～20号元素的原子和离子结构示意图。 ②要正确区分原子结构示意图和离子结构示意图（通过比较核内质子数和核外电子数）。 6．微粒半径大小比较规律 （1）同周期元素（稀有气体除外）的原子半径随原子核电荷数的递增逐渐减小。 （2）同主族元素的原子半径和离子半径随着原子核电荷数的递增逐渐增大。 （3）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，则离子半径越小。 （4）同种元素的微粒半径：阳离子<原子<阴离子。 （5）稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径。 （6）电子层数多的阴离子半径一定大于电子层数少的阳离子半径，但电子层数多的阳离子半径不一定大于电子层数少的阴离子半径。 二、元素周期律和周期表 1．位、构、性三者关系 《元素周期表和元素周期律的应用教学设》教学设计 一、教学设计思路 二、教学设计 三、教学流程 ”在周期表中的相对位置。【小结】根据元素性质的预测及有关元素位置的确定归纳元素“位-构-性”间的相互关系。 元素周期表中相关用途元素的寻找【投影】利用投影展示有关周 期表中某些元素在生产及生 活中的用途相关信息。（见附 件资料卡片三介绍） 【任务驱动】针对资料卡片 三所给信息，完成下列任务： 利用给信息分析寻找特定用 途材料对应元素的区域。 【投影】根据学生的分析进行 小结，并补充介绍相关元素的 具体应用。 观察、分析及思考 讨论、汇报相关结论 聆听及思考 培养学生 阅读信息、 加工信息 的能力，使 学生学会 用归纳推 理的方法 研究问题。 知识小结【小结】总结元素周期表和元 素周期律的具体应用，并说明 对我们学习的指导意义。 聆听、回顾及思考 总结回顾 本节课利 用周期表 和周期律 的具体应 用及指导 意义。 板书设计 元素周期表和元素周期律的应用 一、重要应用 1、推断及预测新元素的性质 2、确定元素的相对位置 3、寻找特定用途材料的元素 二、重要结论 课后 反思 附注：相关资料卡片信息 《元素周期表和元素周期律的应用》学案 1、利用资料卡片一所给信息，试推断及预测“类铝”相关知识，并填写在下表中。 相关知识推断及预测推断及预测结果 原子结构示意图“类铝”的原子结构示意图为： （K、Ca、R、Ge）由强至弱顺序为： 与同周期的主族元素金属性强弱比 较 （Al、R、In）由强至弱顺序为： 与同主族元素金属性强弱比较 氧化物化学式 密度范围（g/cm3） 相对原子质量范围 2、利用资料卡片二所给信息，试确定以上十种元素的相对位置，并填写在下表中。 A B 原子结构与元素性质的周期性 [考试目标] (1)掌握元素周期律的实质,了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。 (2)以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 (3)以ⅠA 和ⅦA 族为例,掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 (4)了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。 (5)了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。(选考内容) [要点精析] 元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化规律，这个规律叫做元素周期律 一、电子排布的周期性： 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 由1→8 相同 特征电子排布 从ns 1→ns 2 np 6 相同（ns 1～2或ns 2np 1～6) 周期、族与电子层构型 S 区元素价电子特征排布为ｎS 1~2 p 区元素特征电子排布为ns 2np 1~6 ｄ区元素价电子排布特征为（ｎ-1）d 1~10ns 1~2；最高能级组中的电子总数=族数 ds 区元素特征电子排布为(n-1)d 10ns 1~2； 最外层电子数=族数 二、元素性质的周期性 元素性质 同周期元素（左→右） 同主族元素（上→下） 最外层电子数 逐渐增多（1e —→8e —） 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 主要化合价 最高正价逐渐增大（＋1→＋7） 最低负价＝－(8－主族序数) 最高正价、最低负价相同 （除F 、O 外） 最高正价＝主族序数 最高价氧化物对应碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强 非金属性逐渐增强 周期 金 1 属 B 非金属区 非 2 性 Al Si 金 3 逐 Ge As 属 4 渐 Sb Te 性 5 增 金属区 Po At 增 6 强 强 7 金属性逐渐增强 主族ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子数=主族序数 1、元素周期律 【对点训练1】如图为元素周期表短周期的一部分。E 原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1。下列叙述不正确的是( ) A.A 与B 形成的阴离子可能有AB 32- 、A 2B 42- B.C 和E 氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱 C.AD2分子中每个原子的最外层均为8电子结构 D.A 、D 、E 的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 【深度思考1】金属性和非金属性强弱的判断方法 3.元素周期律的应用 (1)比较不同主族、不同周期元素及化合物的性质 如金属性Mg>Al,Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2___ Al(OH)3,Ca(OH)2 ___ Mg(OH)2,即Ca(OH)2__ Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。 (2)推测未知元素及化合物的某些性质 如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知 Be(OH)2 ___溶;再如:已知卤族元素的性质递变 规律,可推知元素砹(At)应为___色固体,与氢化合,HAt__稳定,水溶液呈__性,AgAt___溶于水等。 【深度思考2】如何比较比较微粒半径的大小? [对点练2]四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( ) A.简单离子半径:W 个人收集整理仅供参考学习 例 1. （ 09 全国卷Ⅱ 9）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为 152.0，原子核外的电子数为 63。下列叙述中错误．．的是 A.它是副族元素 B. 它是第六周期元素 C. 它的原子核内有 63 个质子 D. 它的一种同位素的核内有 89 个中子 答案： D 解析：核外电子数等于其质子数， C 项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类， 63-2-8-8-18-18=9 ，显然其属于第六周期，从左到右的第 9 种，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族， A 项、B 项均正确；由于存在同位素，所以相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用 152- 63=89 来计算， D 项错。 例 2. （09 广东理科基础 35）下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是 A．e的氢化物比 d 的氢化物稳定 B． a、 b、e三种元素的原子半径： e>b>a C．六种元素中， c 元素单质的化学性质最活泼 D ．c、e、f 的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 答案： D 解析： d、 e位于同一主族，上面的非金属性强，故氢化物稳定，A 项错； a、 b、e 三种元素 位于同一周期，前面的元素半径大，故 B 项错；六种元素中， f 为氯，单质是最活泼的， C 项错； c、e、f 的最高价氧化物对应的水化物的酸分别为 H2CO3，H2SO4和 HClO 4，酸性依 次增强， D 项正确。 例3. （09四川卷 10）X、Y、Z、M 是元素周期表中前 20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X 的核电荷数是 Y是核外电子数的一半， Y与 M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是 A. 还原性： X 的氧化物 >Y 的氧化物 >Z 的氢化物 B.简单离子的半径： M 的离子 >Z 的离子 >Y 的离子 >X 的离子 C.YX2、M2Y 都是含有极性键的极性分子 D.Z 元素的最高价氧化物的水化物的化学式为 HZO 4 答案： D 【解析】X、Y、Z相邻且 X的原子序数为 Y的一半，推测 X为氧元素，则 Y为硫元素， Z 为氯元素。其最高价氧化物的水化物为 HClO 4。三种元素中 S 元素的非金属性最弱，因此其氢化物的还原性最强。根据 M2Y 又因为 X、Y、Z、M 是元素周期表中前20 号元素，其原子序数依次增大判断 M 为钾元素， SO2 为极性分子，而 K 2S属于离子化合物。 【点评】本题主要考查元素周期律和元素周期表的相关知识，以及各知识点的综合应用。 元素周期表和元素周期律 考纲定位核心素养 1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表 (长式)的结构(周期、族)及其应用。 2.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性 质的递变规律与原子结构的关系。 3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素 性质递变规律与原子结构的关系。 4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置 及其性质递变的规律。 5.熟悉常见元素的化合价，能根据化合价书 写化学式，或根据化学式判断元素化合价。 1.宏观辨识——认识元素周期表的结 构和原子结构的关系，了解元素的位 置(周期和族)。 2.证据推理——根据同类元素的性质 相似性和递变性理解元素周期律。 3.模型认知——理解元素周期表与周 期律的关系。 4.科学探究——在探究同周期、同主 族元素性质递变性的实验中设计探究 方案并进行合作探究实验实施。 1．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。 2．元素周期表的编排原则 周期— 把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从 左到右排列成一横行 | 族— 把不同横行中最外层电子数相同的元素，按 电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行 3．元素周期表的结构 (1)周期(7个横行?7个周期) 短周期(三短) 长周期(四长) 序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 2 8 8 18 18 32 32 0族元素原子序数 2 10 18 36 54 86 118 主族列 1 2 13 14 15 16 17 族ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 列 3 4 5 6 7 11 12 副族 族ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ族第8、9、10，共3个纵行 0族第18纵行 ①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素，这些元素都是金属元素。 ②镧系：元素周期表第6周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。 ③锕系：元素周期表第7周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。 ④超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。 ⑤碱金属元素[ⅠA(氢除外)]，卤族元素(ⅦA)，氧族元素(ⅥA)，氮族元素(ⅤA)，碳族元素(ⅣA)。 (4)分区 ①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为非金属元素区和金属元素区的分界线。 ②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。 4．元素周期表的三大应用 (1)科学预测：为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。 (2)寻找新材料 (3)用于工农业生产 探矿(地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对其有指导意义)、研制农药材料等。 [深度归纳] (1)“0族”法确定元素位置 ①熟记0族元素的相应周期数和原子序数 元素符号He Ne Ar Kr Xe Rn Uuo 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 周期数 1 2 3 4 5 6 7元素周期率与元素周期表
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