1、认识有机化合物（第三课时）高一化学 姜广秋元元 素素 周周 期期 表表 的的 应应 用用第第3 3课预测元素及其化合物的性质课预测元素及其化合物的性质 高一化学11、认识同周期元素性质的递变规律及其原因、认识同周期元素性质的递变规律及其原因2、认识同主族元素性质的相似性和递变、认识同主族元素性质的相似性和递变性及原因性及原因学习目标4、通过元素周期表在指导实践生产中的作用，、通过元素周期表在指导实践生产中的作用，领会化学对个人生活和社会发展的贡献。领会化学对个人生活和社会发展的贡献。3、从元素的价、从元素的价-类二维角度和类二维角度和“位、构、性位、构、性” 三维方面体会认识陌生元素及化合物性
2、质三维方面体会认识陌生元素及化合物性质2知识回顾知识回顾 交流交流研讨研讨1.1.结合第三结合第三周期元素周期元素原子结构及实验原子结构及实验探究，探究，总结同总结同周期主族元素的递变规律有哪些？周期主族元素的递变规律有哪些？ Na Mg Al Si P S Cl 3NaMgAl单质与水单质与水（或酸）（或酸）反应反应与冷水反与冷水反应应:与冷水反应缓与冷水反应缓慢，与沸水反慢，与沸水反应迅速、与酸应迅速、与酸反应剧烈，放反应剧烈，放出氢气。出氢气。与酸反应：与酸反应：最高价氧最高价氧化物对应化物对应水化物碱水化物碱性强弱性强弱 NaOH强碱强碱Mg(OH)2 中强碱中强碱 Al(OH)3两性
3、两性氢氧化物氢氧化物 金属性：金属性：NaMgAl剧烈剧烈 迅速迅速 4氧化物氧化物最高价氧化物的水化物最高价氧化物的水化物 元素元素14Si15P16S17ClSiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 硅硅 酸酸磷磷 酸酸硫硫 酸酸高氯酸高氯酸弱弱 酸酸中强酸中强酸强强 酸酸更强酸更强酸 非金属性：非金属性：Si P S Cl5 非金属性：非金属性：Si P S Cl氢化物氢化物化学式化学式元素元素14Si15P16S17Cl化合条件化合条件稳定性稳定性SiH4PH3H2SHCl高温下少量反应高温下少量反应磷蒸气，困难磷蒸气，困难加热反应加热反应光照或
4、点燃化合光照或点燃化合很不稳定很不稳定不稳定不稳定较不稳定较不稳定稳定稳定6知识回顾知识回顾 交流交流研讨研讨1.1.结合第三结合第三周期元素原子的实验探究，总结周期元素原子的实验探究，总结出来的同周期主族元素的递变规律有哪些？出来的同周期主族元素的递变规律有哪些？ Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 同一周期元素同一周期元素，自左到右，电子层，自左到右，电子层数数相相同同, ,核电荷核电荷数增多，原子半径数增多，原子半径减小减小. .元素的金元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。原子失属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。原子失
5、电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强。强。7知识回顾知识回顾 交流交流研讨研讨2. 2. 以以IAIA族为族为例，例，说明同说明同族族元素的递变规律元素的递变规律有哪些有哪些，相似性有哪些？相似性有哪些？8原子结构原子结构1.1.相同点：原子最外层相同点：原子最外层电子都只有一个电子。电子都只有一个电子。2.2.递变规律：递变规律：Li CsLi Cs ，电子层数递增，原子半径电子层数递增，原子半径渐大，核对最外层电子的渐大，核对最外层电子的引力引力下降下降. .都易失电子，都易失电子，具强还原性。具强还原性。Li Cs越来越容易失电子，还原性逐渐增强
6、。 化学性质化学性质决定决定IA族族-碱金属元素碱金属元素9知识回顾知识回顾 交流交流研讨研讨2. 2. 以以IAIA族为族为例，说明例，说明一下一下同族元素同族元素的递变规律的递变规律有哪些有哪些，相似性有哪些？，相似性有哪些？ 同同一主族元素一主族元素，自上而下，最，自上而下，最外层电子数外层电子数相同，相同，电子层数增多，电子层数增多，原子半径原子半径增大增大. .元素的金属性逐元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。原渐增强，非金属性逐渐减弱。原子失子失电子的能力逐渐增强，得电电子的能力逐渐增强，得电子的能力逐渐子的能力逐渐减弱减弱10周期表中元素元素性质的变化规律周期表中元素元素性质
7、的变化规律元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强原子序数递增原子半径增大原子序数递增原子半径增大元素原子失电子能力增强，元素原子失电子能力增强，元素原子得电子能力减弱元素原子得电子能力减弱。11 利用元素周期律对已知元素及其化合物的研究思路和方法，那陌生元素及其化合物是否也可以呢？12根据非金属单质根据非金属单质C C的的性质性质, ,预测预测非金属非金属SiSi的性质？的性质？阅读课本P25页交流.研讨，思考问题1-3思考后完成课本P26表格填写13问题1
8、 位-构-性角度14硅元素硅元素“价价- -类类”二维二维图图物质物质类别类别氢化物氢化物盐盐氧化物氧化物酸酸化合价化合价-4+4SiH4SiSiO2H4SiO4 硅酸盐硅酸盐 Na2SiO30单质单质H2SiO3问题2 15硅（硅（Si）与半导体材料）与半导体材料1.1.含量含量和和存在存在地壳中含量仅次于氧，居第地壳中含量仅次于氧，居第2 2位；位；在自然界只以在自然界只以化合态化合态存在。存在。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。2.2.物理性质物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔沸点高、硬度晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔沸点高、硬度大的固体，是重要的半导体材料
9、。大的固体，是重要的半导体材料。二氧化硅和硅酸盐二氧化硅和硅酸盐身边的身边的化学化学1问题3 163.3.化学性质化学性质：不活泼：不活泼v常温下，只与常温下，只与F F2 2、HFHF、强碱反应、强碱反应 Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2身边的身边的化学化学1硅（硅（Si）与半导体材料）与半导体材料加热条件下，与某些非金属反应加热条件下，与某些非金属反应Si + O2 SiO2Si + 2Cl2 SiCl4高温高温Si + C SiC 高温高温( (碳化硅，俗称碳化硅，俗称金刚砂金刚砂
10、) )，制造，制造砂轮、砂纸砂轮、砂纸174.4.工业工业制法制法自然界中没有游离态的硅，只有是自然界中没有游离态的硅，只有是SiO2和硅和硅酸盐酸盐SiO2 + 2C Si(粗粗) + 2CO（电炉）（电炉）高温高温Si(粗粗) + 2Cl2 SiCl4高温高温SiCl4 2H2 Si(纯纯) + 4HCl高温高温（分馏提纯）（分馏提纯）高纯硅的一般纯度要求达到高纯硅的一般纯度要求达到99.9999%99.9999%，甚至达到，甚至达到99.9999999%99.9999999%以上。以上。身边的身边的化学化学1硅（硅（Si）与半导体材料）与半导体材料185 5、用途、用途制造晶体管、集成电
11、路、硅整流器制造晶体管、集成电路、硅整流器太阳能电池太阳能电池硅合金钢：硅合金钢： 含含硅硅4 - 变压器铁芯变压器铁芯 含含硅硅15- 耐酸钢耐酸钢身边的身边的化学化学1硅（硅（Si）与半导体材料）与半导体材料19二氧化硅二氧化硅(SiO2)与与光导纤维光导纤维1.自然界中存在自然界中存在石英岩石英岩水晶水晶玛瑙玛瑙沙子沙子身边的身边的化学化学2202.SiO2的物理性质的物理性质固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大 联想：沙子联想：沙子身边的身边的化学化学2二氧化硅二氧化硅(SiO2)与与光导纤维光导纤维213.SiO2的结构的结构空间空间网状结构网状结构类
12、似于金刚石类似于金刚石性质很稳定性质很稳定 身边的身边的化学化学2224.SiO2的化学性质（很不活泼）的化学性质（很不活泼）（有粘性）有粘性）身边的身边的化学化学2思考：实验室思考：实验室盛装盛装NaOH溶液的试剂溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？23氢氟酸反应氢氟酸反应, 想一想想一想、实验室为什么不用、实验室为什么不用玻璃瓶玻璃瓶盛装氢氟酸？盛装氢氟酸？身边的身边的化学化学224SiO2 + 2C高温高温Si + 2CO可利用这个反应制可利用这个反应制粗硅粗硅身边的身边的化学化学225 5. 二氧化硅的用途二氧化硅的用途身边的身边的化学化学2光学纤维胃
13、镜光学纤维胃镜现代通信用光缆现代通信用光缆26CO2H2O H2CO3 但是但是SiOSiO2 2不溶于水，不能不溶于水，不能与水直接化合成与水直接化合成H H2 2SiOSiO3 3 思考思考：SiOSiO2 2不能直接和水化合成不能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那，那怎样制备怎样制备H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ 迁移迁移 思考思考27 硅酸（硅酸（H2SiO3）硅酸盐与材料）硅酸盐与材料 1. H2SiO3是是SiO2的对应水化物，的对应水化物，一种很弱一种很弱的酸的酸(酸性比酸性比H2CO3还弱还弱)，一种不溶于水的，一种不溶于水的白色固体白色固体。(原硅酸原硅
14、酸-H4SiO4 )1）.制制法法由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通不溶于水，所以硅酸是通过过可溶性硅酸盐与酸反应可溶性硅酸盐与酸反应制得的。制得的。身边的身边的化学化学3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3用用H2CO3制制H2SiO3 ，可证明，可证明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。弱。 （ Na2SiO3 溶液放置于空气中易变质溶液放置于空气中易变质）28 2）硅酸化学性质）硅酸化学性质 与强碱发生中和反应与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO
15、3 + 2H2O 不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2身边的身边的化学化学3 硅酸（硅酸（H2SiO3）硅酸盐与材料）硅酸盐与材料291）结构结构复杂，一般不溶于水。复杂，一般不溶于水。 硅酸钠硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称其水溶液俗称水玻璃水玻璃，是，是制备硅胶和木材防火剂等的原料制备硅胶和木材防火剂等的原料。2.硅酸盐硅酸盐是是由由硅、氧和金属组成硅、氧和金属组成的化合物的总称。的化合物的总称。 2）硅酸盐）硅酸盐的的化学性质化学性质 强热稳定性强热稳定性，能耐高温。，能耐高温。 硅酸盐硅酸盐易于酸易于酸反应反
16、应(制硅酸）制硅酸） Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 身边的身边的化学化学3 硅酸（硅酸（H2SiO3）硅酸盐与材料）硅酸盐与材料30顺序：顺序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化较活泼金属氧化物物 SiOSiO2 2 H H2 2O O，化合价低的金属氧化物放在前面。，化合价低的金属氧化物放在前面。3)3)硅酸盐组成表示硅酸盐组成表示: :保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元素的氧化物素的氧化物如：如：硅酸钠（硅酸钠（NaNa2 2
17、SiOSiO3 3) )NaNa2 2O SiOO SiO2 2 镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO SiO2MgO SiO2 2身边的身边的化学化学3钙沸石钙沸石Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010) 3H) 3H2 2O O 硅酸（硅酸（H2SiO3）硅酸盐与材料）硅酸盐与材料CaOCaO Al Al2 2O O3 3 3SiO 3SiO2 23H3H2 2O O31无机非金无机非金属材料属材料硅酸盐硅酸盐产品产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃陶瓷：原料陶瓷：原料黏土黏土玻璃：原料玻璃：原料纯碱、石灰石和石英；纯碱、石灰石和石英；水泥：原料水泥：原料黏土和石灰石；加适
18、量黏土和石灰石；加适量石膏；石膏；身边的身边的化学化学3 硅酸（硅酸（H2SiO3）硅酸盐与材料）硅酸盐与材料3.32玻璃玻璃水泥水泥陶瓷陶瓷原料原料反应反应原理原理主要主要成分成分特性特性CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高温高温纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英粘土、粘土、石灰石石灰石粘土粘土高温下发生复杂高温下发生复杂的物理、化学变的物理、化学变化化烧结时发生复杂烧结时发生复杂物理、化学变化物理、化学变化 SiO2CaSiO3Na2SiO32CaOSiO2 3CaOSiO2 3CaOAl2O3硅酸盐硅酸盐非晶体非晶体，透明
19、、无固定熔，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内点，可在一定温度范围内软化软化水硬性水硬性：无论在水：无论在水中还是在空气中均中还是在空气中均能硬化（是不可逆能硬化（是不可逆过程）过程） 抗氧化、抗酸碱腐抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘蚀、耐高温、绝缘身边的身边的化学化学333 碳化碳化硅（硅（SiC俗称金刚砂俗称金刚砂），具有），具有金刚石金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料磨料。生生物物陶陶瓷瓷人造骨人造骨4.特殊功能含硅物质特殊功能含硅物质新型无机非金属新型无机非金属材料材料身边的身边的化学化学3343.3.寻找发现新物质寻找发现新物质 预言新元
20、素，预言新元素，寻找半导体材料、寻找半导体材料、研究新研究新农药，催化剂、耐高温耐腐蚀材料、超导农药，催化剂、耐高温耐腐蚀材料、超导材料、磁性材料、矿物、农药、材料、磁性材料、矿物、农药、制冷剂等制冷剂等351.1.利用周期表规律，研究陌生元利用周期表规律，研究陌生元素及化合物素及化合物 如如AA族族2.2.学习学习和研究和研究化学规律化学规律的的工具工具三三. .元素周期表的应用元素周期表的应用3.3.在表中一定区域内寻找特定性质的物质在表中一定区域内寻找特定性质的物质寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高
21、温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料2 2、学习和研究、学习和研究化学规律化学规律的的工具工具36原子结原子结构构表中表中位位置置元素元素性性质质原子序数原子序数= 核电荷数核电荷数周期序数周期序数= 电子层数电子层数主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数同位同位同化性同化性位相近位相近，性相似，性相似四四.周期表周期表中
22、元素位、构、性的关系中元素位、构、性的关系 相似性（最外层电子数相同，化学性质相似）相似性（最外层电子数相同，化学性质相似） 递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）同周期同周期同主族同主族递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）电子层数相同电子层数相同电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数金属性、非金属性强弱金属性、非金属性强弱最外层电子数最外层电子数 = 最高正价最高正价最外层电子数最外层电子数8 = 最低最低负价负价（主族）（主族）化合价化合价37 1B Al SiGeAs Sb Te 2
23、3 4 5 6 7A AAA AAA 0 Po At得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强非金属区非金属区 金属区金属区（除（除H外）外）最活最活泼泼的金的金属属Cs最活泼最活泼的非金属的非金属F38原子半径依次减小原子半径依次减小原子半径依次增大原子半径依次增大失电子能力依次增强失电子能力依次增强非金属性依次增强得电子能力依次增强得电子能力依次增强非金属性依次增强金属性依次增强金属性依次增强最活最活泼泼的金的金属属Cs最活泼最活泼的非金属的非金属F39作业：作业：A、完成本课时学案完成本课时学案B B、完成本课时的课时作业、完成本课时的课时作业40
