1、第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 1.1.元素周期表中元素金属性和非金属性的递变元素周期表中元素金属性和非金属性的递变: : 增强增强 增增 强强 非金属非金属 金属金属 增增 强强 增强增强 位于元素周期表中金属和非金属元素分界线两侧的位于元素周期表中金属和非金属元素分界线两侧的 元素元素( (如如AlAl、SiSi等等) )既能表现既能表现_,_,又能表现又能表现_ _。 金属性金属性 非金非金 属性属性 2.2.元素的化合价与元素在元素周期表中位置的关系元素的化合价与元素在元素周期表中位置的关系: : (1)(1)含义。含义。 最高正价最高正价: :原子所能失去或偏移的原子所能失去
2、或偏移的_。 最低负价最低负价: :原子达到原子达到_电子稳定结构所需得到的电电子稳定结构所需得到的电 子数。子数。 最外层电子数最外层电子数 8 8 (2)(2)化合价规律化合价规律( (仅对主族元素仅对主族元素) )。 主族主族 AA AA AA AA AA AA AA 最外层最外层 电子数电子数 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 最高最高 正价正价 +1+1 +2+2 +3+3 +4+4 +5+5 +6+6 +7+7 最低最低 负价负价 - -4 4 - -3 3 - -2 2 - -1 1 关系关系 主族元素的最高正化合价主族元素的最高正化合价=_=_=_=_=价
3、电子数价电子数 (O(O、F F除外除外) ) 最高正价最高正价+|+|最低负价最低负价|=_(H|=_(H、O O、F F除外除外) ) 族序数族序数 最外层电子数最外层电子数 8 8 3.3.元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用: : (1)(1)根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元 素性质的强弱素性质的强弱( (或大小或大小) )。 (2)(2)应用于元素“位置应用于元素“位置结构结构性质”的相互推断。性质”的相互推断。 (3)(3)预测新元素。预测新元素。 (4)(4)寻找新物质。寻找新物质。 在金属与非金属分界线附近
4、寻找在金属与非金属分界线附近寻找_材料。材料。 研究研究_附近元素附近元素, ,制造新农药。制造新农药。 在在_中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金 材料。材料。 半导体半导体 氟、氯、硫、磷氟、氯、硫、磷 过渡元素过渡元素 探究探究: :元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用 【问题探究问题探究】 1.1.什么元素的金属性最强什么元素的金属性最强? ?什么元素的非金属性最强什么元素的非金属性最强? ? 它们分别处于元素周期表的什么位置它们分别处于元素周期表的什么位置? ? 提示提示: :铯铯( (钫是放射性元素钫是放射性元素, ,不能稳定存在
5、不能稳定存在),),第第6 6周期周期 AA族族; ;氟氟, ,第第2 2周期周期AA族。族。 2.2.氢元素的最高正价为氢元素的最高正价为+1+1价价, ,最低负价是否应为最低负价是否应为- -7 7价价? ? 提示提示: :不是。氢元素的最低负价应为不是。氢元素的最低负价应为1 1- -2=2=- -1 1价。价。 3.3.钫钫(Fr)(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素是碱金属元素中原子序数最大的元素, ,根据根据 它在周期表中的位置推断其性质。它在周期表中的位置推断其性质。( (写出两点即可写出两点即可) ) 提示提示: :在已知元素中具有最大的原子半径在已知元素中具有最大的原子半
6、径; ;最高价最高价 氧化物对应的水化物是极强的碱。氧化物对应的水化物是极强的碱。 4.4.同周期的两种主族元素同周期的两种主族元素X X、Y,Y,其最高价氧化物对应其最高价氧化物对应 水化物的化学式分别为水化物的化学式分别为H H3 3XOXO4 4、H H2 2YOYO4 4。试比较。试比较X X、Y Y非非 金属性的强弱和原子半径的大小。金属性的强弱和原子半径的大小。 提示提示: :非金属性非金属性:YX,:YX,原子半径原子半径:XY:XY。X X的最高正价为的最高正价为 +5,Y+5,Y的最高正价为的最高正价为+6,+6,因二者属于同周期元素因二者属于同周期元素, ,故原子故原子 序
7、数序数YX,YX,非金属性非金属性:YX,:YX,原子半径原子半径:XY:XY。 【探究总结探究总结】 同一元素的“位同一元素的“位- -构构- -性”关系性”关系 元素的原子结构决定了元素在元素周期表中的位置和元素的原子结构决定了元素在元素周期表中的位置和 元素的主要性质元素的主要性质, ,元素在元素周期表中的位置反映了元素在元素周期表中的位置反映了 元素的原子结构和元素的主要性质元素的原子结构和元素的主要性质, ,故三者之间可相故三者之间可相 互推断互推断, ,即元素的原子结构即元素的原子结构元素在元素周期表中的元素在元素周期表中的 位置位置元素的主要性质。元素的主要性质。 (1)(1)结
8、构与位置互推是解题的基础。结构与位置互推是解题的基础。 掌握四个关系式。掌握四个关系式。 a.a.电子层数电子层数= =周期数。周期数。 b.b.质子数质子数= =原子序数。原子序数。 c.c.主族元素原子最外层电子数主族元素原子最外层电子数= =主族序数。主族序数。 d.d.主族元素的最高正价主族元素的最高正价= =主族序数主族序数, , 最低负价最低负价= =主族序数主族序数- -8 8。 熟练掌握元素周期表中的一些特殊规律。熟练掌握元素周期表中的一些特殊规律。 a.a.各周期元素种类数各周期元素种类数( (分别为分别为2 2、8 8、8 8、1818、1818、3232、 32)32)。
9、 b.b.稀有气体元素原子序数稀有气体元素原子序数( (分别为分别为2 2、1010、1818、3636、5454、 86)86)和所在周期和所在周期( (分别在分别在1 1到到6 6周期周期) )。 c.c.同族上下相邻元素原子序数的关系同族上下相邻元素原子序数的关系( (相差相差2 2、8 8、1818、 3232等各种情况等各种情况) )。 d.d.同周期同周期AA族与族与AA族元素原子序数差值族元素原子序数差值( (有有1 1、1111、 2525等情况等情况) )。 (2)(2)性质与位置互推是解题的关键。性质与位置互推是解题的关键。 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规熟
10、悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规 律律, ,主要包括主要包括: : 原子半径。原子半径。 元素的主要化合价。元素的主要化合价。 元素的金属性、非金属性。元素的金属性、非金属性。 单质的氧化性、还原性。单质的氧化性、还原性。 气态氢化物的稳定性。气态氢化物的稳定性。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性。最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 金属从金属从H H2 2O O或酸中置换或酸中置换H H2 2的难易程度。的难易程度。 (3)(3)结构和性质的互推是解题的要素。结构和性质的互推是解题的要素。 电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和 非金
11、属性强弱。非金属性强弱。 同主族元素最外层电子数相同同主族元素最外层电子数相同, ,化学性质相似。化学性质相似。 正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。 判断元素金属性和非金属性强弱。判断元素金属性和非金属性强弱。 【拓展提升拓展提升】元素周期表中特殊位置的元素元素周期表中特殊位置的元素( (前前2020号号 元素元素) ) (1)(1)族序数等于周期数的元素族序数等于周期数的元素:H:H、BeBe、AlAl。 (2)(2)族序数等于周期数族序数等于周期数2 2倍的元素倍的元素:C:C、S S。 (3)(3)族序数等于周期数族序数等于周期数3
12、3倍的元素倍的元素:O:O。 (4)(4)周期数是族序数周期数是族序数2 2倍的元素倍的元素:Li:Li、CaCa。 (5)(5)周期数是族序数周期数是族序数3 3倍的元素倍的元素:Na:Na。 (6)(6)最高正价与最低负价代数和为零的元素最高正价与最低负价代数和为零的元素:C:C、SiSi。 (7)(7)最高正价是最低负价绝对值最高正价是最低负价绝对值3 3倍的元素倍的元素:S:S。 (8)(8)主族元素中除氢外主族元素中除氢外, ,原子半径最小的元素原子半径最小的元素:F:F。 【探究训练探究训练】 1.(20171.(2017天津高考天津高考) )根据元素周期表和元素周期律根据元素周期
13、表和元素周期律, , 判断下列叙述不正确的是判断下列叙述不正确的是 ( ( ) ) A.A.气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性:H:H2 2ONHONH3 3SiHSiH4 4 B.B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C.C.如图所示实验可证明元素的非金属性如图所示实验可证明元素的非金属性:ClCSi:ClCSi D.D.用中文“用中文“ ”(o)(o)命名的第命名的第118118号元素在周期表中号元素在周期表中 位于第七周期位于第七周期0 0族族 【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点: : (1)(1)元
14、素的非金属性越强元素的非金属性越强, ,氢化物越稳定。氢化物越稳定。 (2)(2)元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强, ,元素的元素的 非金属性越强。非金属性越强。 【解析解析】选选C C。元素的非金属性决定气态氢化物的稳。元素的非金属性决定气态氢化物的稳 定性定性, ,由于非金属性由于非金属性ONSi,ONSi,所以气态氢化物的稳定性所以气态氢化物的稳定性 H H2 2ONHONH3 3SiHSiH4 4,A,A正确正确; ;氢元素可以与氧元素、氮元素等氢元素可以与氧元素、氮元素等 形成水、氨气等共价化合物形成水、氨气等共价化合物, ,也可与也可与NaN
15、a等元素形成离等元素形成离 子化合物子化合物,B,B正确正确; ;如图示实验可证明酸性如图示实验可证明酸性HClHHClH2 2COCO3 3 HH2 2SiOSiO3 3, ,但元素的非金属性的强弱与元素的最高价氧但元素的非金属性的强弱与元素的最高价氧 化物对应的水化物的酸性强弱有关化物对应的水化物的酸性强弱有关,HCl,HCl不是氯元素的不是氯元素的 最高价氧化物所对应的水化物最高价氧化物所对应的水化物, ,故不能根据酸性强弱故不能根据酸性强弱 来判断氯和碳的非金属性强弱来判断氯和碳的非金属性强弱,C,C不正确不正确; ;根据元素周根据元素周 期表可知期表可知,D,D正确。正确。 【延伸探
16、究延伸探究】(1)B(1)B项中氢元素与钠元素形成的化合物项中氢元素与钠元素形成的化合物 化学式为化学式为_,_,其中氢元素的化合价是其中氢元素的化合价是_。 提示提示: :NaHNaH - -1 1。氢化钠中。氢化钠中, ,钠元素为金属元素显钠元素为金属元素显+1+1价价, , 氢元素显氢元素显- -1 1价。价。 (2)(2)预测预测118118号元素“号元素“ ”(o)(o)的化学性质。的化学性质。 提示提示: :118118号元素号元素“ ”属于属于0 0族元素族元素, ,原子最外层电原子最外层电 子数为子数为8 8个个, ,化学性质稳定化学性质稳定, ,很难与其他物质发生化学很难与其
17、他物质发生化学 反应。反应。 2.(20172.(2017全国卷全国卷)短周期主族元素短周期主族元素W W、X X、Y Y、Z Z的原的原 子序数依次增大子序数依次增大,W,W的简单氢化物可用作制冷剂的简单氢化物可用作制冷剂,Y,Y的原的原 子半径是所有短周期主族元素中最大的。由子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X X、Y Y和和Z Z 三种元素形成的一种盐溶于水后三种元素形成的一种盐溶于水后, ,加入稀盐酸加入稀盐酸, ,有黄色有黄色 沉淀析出沉淀析出, ,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确同时有刺激性气体产生。下列说法不正确 的是的是 ( ( ) ) A.XA.X的简单氢化物的热稳定
18、性比的简单氢化物的热稳定性比W W强强 B.YB.Y的简单离子与的简单离子与X X的具有相同的电子层结构的具有相同的电子层结构 C.YC.Y与与Z Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D.ZD.Z与与X X属于同一主族属于同一主族, ,与与Y Y属于同一周期属于同一周期 【解析解析】选选C C。根据“。根据“Y Y的原子半径是所有短周期主族的原子半径是所有短周期主族 元素中最大的”可知元素中最大的”可知Y Y为为Na,Na,根据“根据“W W的简单氢化物可的简单氢化物可 用作制冷剂”可知用作制冷剂”可知W W为为N,N,根据“由根据“由X X、Y Y
19、和和Z Z三种元素形三种元素形 成的一种盐溶于水后成的一种盐溶于水后, ,加入稀盐酸加入稀盐酸, ,有黄色沉淀析出有黄色沉淀析出, , 同时有刺激性气体产生”可知该盐为同时有刺激性气体产生”可知该盐为NaNa2 2S S2 2O O3 3, ,则则X X为为 O,ZO,Z为为S S。X X的简单氢化物为的简单氢化物为H H2 2O,WO,W的简单氢化物为的简单氢化物为 NHNH3 3,H,H2 2O O的热稳定性比的热稳定性比NHNH3 3强强,A,A项正确项正确;Y;Y的简单离子为的简单离子为 NaNa+ +,X,X的简单离子为的简单离子为O O2 2- -,Na,Na+ +与与O O2 2
20、- -离子结构相同离子结构相同,B,B项正项正 确确;Y;Y与与Z Z形成的化合物为形成的化合物为NaNa2 2S,S,其水溶液为碱性其水溶液为碱性, ,不能不能 使蓝色石蕊试纸变红使蓝色石蕊试纸变红,C,C项错误项错误;S;S与与O O属于同一主族属于同一主族,S,S 与与NaNa属于同一周期属于同一周期,D,D项正确。项正确。 【补偿训练补偿训练】 1.1.砷为第砷为第4 4周期周期AA族元素族元素, ,根据它在元素周期表中的根据它在元素周期表中的 位置推测位置推测, ,砷不可能具有的性质是砷不可能具有的性质是 ( ( ) ) A.A.砷在通常状况下是固体砷在通常状况下是固体 B.B.砷可
21、以有砷可以有- -3 3、+3+3、+5+5等多种化合价等多种化合价 C.C.五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱 D.D.砷的还原性比磷弱砷的还原性比磷弱 【解析解析】选选D D。砷为第。砷为第4 4周期周期AA族元素族元素, ,在磷的下面在磷的下面, , 根据同主族元素性质的变化规律可知根据同主族元素性质的变化规律可知: :它为固体它为固体, ,有有 - -3 3、+3+3、+5+5等多种化合价等多种化合价, ,五氧化二砷对应的水化五氧化二砷对应的水化 物的酸性比磷酸弱物的酸性比磷酸弱, ,所以所以A A、B B、C C三项正确三项正确; ;砷的还砷的还
22、 原性比磷强原性比磷强, ,所以所以D D项错误。项错误。 2.(20182.(2018长春高一检测长春高一检测) )元素的原子结构决定其性质元素的原子结构决定其性质 和在周期表中的位置。下列说法正确的是和在周期表中的位置。下列说法正确的是( ( ) ) A.A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高正化合价元素原子的最外层电子数等于元素的最高正化合价 B.B.多电子原子中多电子原子中, ,在离核较近的区域内运动的电子能在离核较近的区域内运动的电子能 量较高量较高 C.PC.P、S S、ClCl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的得电子能力和最高价氧化物对应水化物的 酸性均依次增强酸性均依次增强
23、 D.D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素 属于过渡元素属于过渡元素 【解析解析】选选C C。氧无最高正价、氟和稀有气体元素没。氧无最高正价、氟和稀有气体元素没 有正价有正价,A,A错误错误; ;多电子原子中多电子原子中, ,能量低的电子在离核较能量低的电子在离核较 近的区域内运动近的区域内运动,B,B错误错误;P;P、S S、ClCl的非金属性依次增的非金属性依次增 强强, ,得电子能力与最高价含氧酸得电子能力与最高价含氧酸(H(H3 3POPO4 4、H H2 2SOSO4 4、HClOHClO4 4) ) 的酸性依次增强的酸性依次增
24、强,C,C正确正确; ;过渡元素是第过渡元素是第3 3纵行到第纵行到第1212纵纵 行的元素行的元素, ,包括了七个副族与包括了七个副族与族族,D,D错误。错误。 3.3.如表是元素周期表的一部分如表是元素周期表的一部分, ,回答下列有关问题回答下列有关问题: : 族族 周期周期 AA AA AA AA AA AA AA 0 0 2 2 3 3 4 4 (1)(1)在这些元素中在这些元素中, ,最活泼的金属元素是最活泼的金属元素是_,_,最最 活泼的非金属元素是活泼的非金属元素是_(_(用元素符号作答用元素符号作答) )。 (2)(2)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中在这些元素的最高价氧
25、化物对应的水化物中, ,酸性酸性 最强的是最强的是( (填化学式填化学式, ,下同下同)_,)_,碱性最强的是碱性最强的是 _,_,呈两性的氢氧化物是呈两性的氢氧化物是_,_,写出三者之写出三者之 间相互反应的化学方程式间相互反应的化学方程式:_;:_; _;_; _ _ _。 (3)(3)在与中在与中, ,化学性质较活泼的是化学性质较活泼的是( (填元素名填元素名 称称)_,)_,设计一个简单实验证明设计一个简单实验证明( (只要写出实验方只要写出实验方 案即可案即可) )。 方案方案:_:_。 【解析解析】由各元素在元素周期表中的位置可知各元素由各元素在元素周期表中的位置可知各元素 名称。
26、名称。(1)(1)最活泼的金属元素即是金属性最强的元素最活泼的金属元素即是金属性最强的元素, , 应在所给表格的左下角应在所给表格的左下角; ;最活泼的非金属元素即是非最活泼的非金属元素即是非 金属性最强的元素金属性最强的元素, ,应在所给表格的右上角。应在所给表格的右上角。(2)(2)最高最高 价氧化物对应的水化物中价氧化物对应的水化物中, ,酸性最强的是右上角附近酸性最强的是右上角附近 的的ClCl对应的对应的HClOHClO4 4, ,碱性最强的是左下角处碱性最强的是左下角处K K对应的对应的KOH,KOH, 两性的氢氧化物是两性的氢氧化物是Al(OH)Al(OH)3 3。(3)(3)比
27、较金属的活泼性比较金属的活泼性, , 可以通过观察与酸反应的剧烈程度。可以通过观察与酸反应的剧烈程度。 答案答案: :(1)K(1)K F F (2)HClO(2)HClO4 4 KOHKOH Al(OH)Al(OH)3 3 3HClO3HClO4 4+Al(OH)+Al(OH)3 3=Al(ClOAl(ClO4 4) )3 3+3H+3H2 2O O HClOHClO4 4+KOH+KOH=KClOKClO4 4+H+H2 2O O KOH+Al(OH)KOH+Al(OH)3 3=KAlOKAlO2 2+2H+2H2 2O O (3)(3)镁镁 用同等大小的镁条和铝条分别和同浓度的盐用同等大小的镁条和铝条分别和同浓度的盐 酸反应酸反应, ,观察其反应速率的快慢观察其反应速率的快慢( (或其他合理答案或其他合理答案) ) 【知识图谱知识图谱】
