第2課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用

知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試1.元素周期表中,同一周期從左到右,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng);同一主族自上而下,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。2.元素周期表中,第三周期中金屬與非金屬分界處的元素是鋁(Al)和硅(Si)。3.常用作半導(dǎo)體材料的硅,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試一、元素的金屬性和非金屬性

知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試二、元素的化合價(jià)與元素在周期表中的位置之間的關(guān)系1.主族元素最高正化合價(jià)=族序數(shù)=最外層電子(價(jià)電子)數(shù)。2.非金屬元素的化合價(jià)(1)最高正價(jià)等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)。(2)最低負(fù)價(jià)等于使它達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。(3)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值之和等于8(H除外)?！疚⑺伎肌?1)某主族元素的原子最外層電子數(shù)為7,則其最高價(jià)是否一定為+7價(jià)?(2)原子變?yōu)殡x子后,最外層電子數(shù)是否一定是8個(gè)(K層為最外層時(shí)有2個(gè)電子)?提示(1)不是,如氟元素為非金屬性最強(qiáng)的元素,無(wú)正價(jià)。(2)不是,如H+的原子核外無(wú)電子。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試三、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.根據(jù)元素在周期表中的位置推測(cè)其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)推測(cè)它在周期表中的位置。3.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)。4.指導(dǎo)其他與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)。(1)在周期表中金屬與非金屬的分界線附近,可以找到半導(dǎo)體材料。(2)在過(guò)渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)主族元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之和等于8。

(

)(2)金屬元素只表現(xiàn)金屬性,非金屬元素只表現(xiàn)非金屬性,不表現(xiàn)金屬性。

(

)(3)高氯酸(HClO4)是酸性最強(qiáng)的含氧酸,所以氯元素是非金屬性最強(qiáng)的元素。

(

)(4)在周期表中的氯、磷、硫元素附近探索研制農(nóng)藥的材料,所以這幾種元素的化合物都有毒。

(

)(5)鍺也可以作半導(dǎo)體材料。

(

)答案(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試解析(1)不一定,如氫元素最高正價(jià)為+1價(jià),最低負(fù)價(jià)為-1價(jià),絕對(duì)值之和等于2。(2)位于金屬與非金屬分界線附近的元素既表現(xiàn)金屬性又表現(xiàn)非金屬性。(3)氟元素非金屬性最強(qiáng)。(4)氯、磷、硫的化合物不一定有毒,如NaCl。(5)鍺位于金屬與非金屬的分界線附近,可作半導(dǎo)體材料。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試2.對(duì)于元素周期表,下列敘述中不正確的是(

)A.在金屬元素與非金屬元素的分界線附近可以尋找制備半導(dǎo)體材料的元素B.在過(guò)渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫和耐腐蝕材料的元素C.在金屬元素區(qū)域可以尋找制備新型農(nóng)藥材料的元素D.元素周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近答案C解析制備新型農(nóng)藥材料的元素,應(yīng)在非金屬元素區(qū)尋找,如F、Cl、S、P、As等。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)元素“位—構(gòu)—性”的關(guān)系及應(yīng)用問(wèn)題探究

1.原子結(jié)構(gòu)示意圖為

的原子,在周期表中的位置是

,根據(jù)其在周期表中的位置推測(cè),該元素的最高正價(jià)是

,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為

(該元素用X代替),其酸性比硫酸

。

提示第四周期第ⅥA族

+6價(jià)

H2XO4

弱2.如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,能否確定它們的相對(duì)位置?提示可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對(duì)位置。由已知條件可確定非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,所以,如果它們同周期,則X排在Y的后面;如果它們同主族,則X在Y的上一周期。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)

深化拓展同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下:探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(1)結(jié)構(gòu)與位置的互推①電子層數(shù)=周期數(shù)。②質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)。③主族元素原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)=族序數(shù)(氧、氟除外),最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-8。(2)性質(zhì)與位置的互推①根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置:若同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強(qiáng),則A、B、C在同周期中按照C、B、A的順序從左到右排列。②根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系可以推斷元素的性質(zhì):若同主族元素A、B、C在同一主族中從上往下排列,則可推知A、B、C的單質(zhì)的氧化性依次減弱或還原性依次增強(qiáng)。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推①若某元素原子的最外層電子數(shù)小于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易失電子;若某元素原子的最外層電子數(shù)大于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易得電子。②若某元素原子在反應(yīng)中容易得電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)大于4;若某元素原子在反應(yīng)中容易失電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)小于4?！咀⒁狻课恢谩⒔Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)

素能應(yīng)用典例下表是元素周期表的一部分?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)表中列出的元素中,金屬性最強(qiáng)的是

(填元素符號(hào),下同),非金屬性最強(qiáng)的是

,原子半徑最小的是

。

(2)元素d的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

(填“強(qiáng)”或“弱”,下同);元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素j的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

。

探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(3)元素b的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性比元素h的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性

(填“強(qiáng)”或“弱”),寫出能證明上述結(jié)論的化學(xué)方程式:

。

(4)g的最高價(jià)氧化物的水化物呈

,證明該結(jié)論的離子方程式為

、

。

答案(1)Na

F

H

(2)強(qiáng)弱(3)強(qiáng)CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(或2CO2+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3)(4)兩性Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=Al+2H2O探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)解析根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)易推知,表中字母所代表的元素分別為a—H,b—C,c—N,d—O,e—F,f—Na,g—Al,h—Si,i—S,j—Cl。(1)根據(jù)元素周期律可知,表中所給元素中,金屬性最強(qiáng)的元素為Na,非金屬性最強(qiáng)的元素為F,原子半徑最小的元素為H。(2)O、S為同主族元素,O的非金屬性強(qiáng)于S的,故H2O的穩(wěn)定性比H2S的強(qiáng);同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),故H2S的穩(wěn)定性比HCl的弱。(3)同主族元素從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱。(4)Al(OH)3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式分別為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-=Al+2H2O。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練如圖是元素周期表的一部分,關(guān)于元素X、Y、Z的敘述正確的是(

)①X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)生成鹽②Y、Z的氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性:Y<Z③Z的單質(zhì)在常溫下是液體,可與鐵粉反應(yīng)④Z的原子序數(shù)比Y的大19⑤Z所在的周期中含有32種元素A.①②③④ B.①②③④⑤

C.③ D.①④探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案A解析根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu),可知R為He,X為N,Y為S,Z為Br;X的氣態(tài)氫化物為NH3,Y的最高價(jià)氧化物的水化物為H2SO4,NH3與H2SO4發(fā)生的反應(yīng)為2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4;氫硫酸的酸性弱于氫溴酸的;Br2在常溫下是液體,能與鐵粉反應(yīng);Br的原子序數(shù)為35,S的原子序數(shù)為16;Br處于第四周期,該周期包括18種元素。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)1.元素周期表對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.用于制農(nóng)藥的元素通常位于周期表的右上角B.半導(dǎo)體材料在金屬元素和非金屬元素的分界線附近C.在過(guò)渡元素中可以找到新型催化劑D.在第ⅠA族元素中尋找新型耐高溫、耐腐蝕的材料答案D解析尋找新型耐高溫、耐腐蝕材料應(yīng)在過(guò)渡元素區(qū)。2.根據(jù)硼在元素周期表中的位置,推測(cè)硼的最高價(jià)含氧酸的化學(xué)式不可能是(

)A.H2BO4 B.H3BO3 C.HBO2 D.H2B4O7答案A解析硼在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族,其最高化合價(jià)為+3價(jià),H2BO4中硼元素的化合價(jià)為+6價(jià),A項(xiàng)錯(cuò)誤。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)3.下列關(guān)于主族元素(F、O除外)性質(zhì)的敘述中不正確的是(

)A.主族序數(shù)等于原子最外層電子數(shù)B.主族元素最高正化合價(jià)等于最外層電子數(shù)C.第n主族元素最高正化合價(jià)為+n價(jià),最低負(fù)化合價(jià)絕對(duì)值為8-n(n≥4)D.第n主族元素最高價(jià)氧化物分子式為R2On或R,氫化物分子式為RHn(n≥4)答案D解析R的最高價(jià)為n,最低價(jià)為n-8,其氫化物分子式應(yīng)為RH8-n(n≥4)。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)4.我國(guó)在砷化鎵太陽(yáng)能電池研究方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。砷(As)和鎵(Ga)都是第四周期元素,分別屬于第ⅤA族和第ⅢA族。下列說(shuō)法中,不正確的是(

)A.原子半徑:Ga>As>PB.熱穩(wěn)定性:NH3>PH3>AsH3C.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4D.Ga(OH)3可能是兩性氫氧化物答案C解析元素的非金屬性越強(qiáng),其相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng),所以酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。探究素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)5.(1)X元素的原子核外有2個(gè)電子層,其中L層有5個(gè)電子,該元素在周期表中的位置是

,最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為

,該元素的氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)Y為短周期元素,若其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為HYO3,則此時(shí)Y元素的化合價(jià)為

,Y原子的最外層電子數(shù)為

,其氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為

。

答案(1)第二周期第ⅤA族N2O5

NH3+HNO3=NH4NO3

(2)+5價(jià)5

NH3第二節(jié)元素周期律第1課時(shí)

元素在周期表中的位置，由元素原子的結(jié)構(gòu)決定，而元素原子的結(jié)構(gòu)又決定了元素的性質(zhì)，即元素的性質(zhì)是元素在元素周期表中的位置的外在反映。1、同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系特別關(guān)注：應(yīng)用結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、位置的關(guān)系，可以由結(jié)構(gòu)推斷性質(zhì)，由性質(zhì)逆推結(jié)構(gòu)，由結(jié)構(gòu)推出其在元素周期表中的位置，真正理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的規(guī)律。需要注意的是很多規(guī)律方法只適用于主族元素，不適用副族元素，解題時(shí)注意不要隨意將其適用范圍擴(kuò)大化。(1)結(jié)構(gòu)與位置的互推①電子層數(shù)=周期數(shù)。②質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)。③主族元素原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)=族序數(shù)(氧、氟除外),最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-8。(2)性質(zhì)與位置的互推：

①根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置:若同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強(qiáng),則A、B、C在同周期中按照C、B、A的順序從左到右排列。②根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系可以推斷元素的性質(zhì):若同主族元素A、B、C在同一主族中從上往下排列,則可推知A、B、C的單質(zhì)的氧化性依次減弱或還原性依次增強(qiáng)。(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推①若某元素原子的最外層電子數(shù)小于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易失電子;若某元素原子的最外層電子數(shù)大于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易得電子。②若某元素原子在反應(yīng)中容易得電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)大于4;若某元素原子在反應(yīng)中容易失電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)小于4?！咀⒁狻课恢谩⒔Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:2、元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例（1）一般原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，但核素氕無(wú)中子；（2）元素周期表中每一周期從金屬元素開(kāi)始，但第一周期從氫元素開(kāi)始；（3）大多數(shù)元素在自然界中有穩(wěn)定的同位素，但Na、F、P、Al等元素卻未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的同位素；（4）所有元素中，由碳元素形成的化合物種類最多；（5）第三縱行元素種類最多。（6）非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但石墨導(dǎo)電，硅是半導(dǎo)體；（7）非金屬氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO不是酸性氧化物；（8）氟是ⅦA族元素，只有－1價(jià)，無(wú)正價(jià)；氧一般顯－2價(jià)，在Na2O2顯－1價(jià)，但在OF2中顯＋2價(jià)；氫顯＋1價(jià)，但在NaH中顯－1價(jià)。易錯(cuò)提醒1．金屬元素在分界線的左側(cè)，但分界線的左邊的并不都是金屬元素，如氫元素。2．金屬和非金屬分界線附近的元素并非都能做半導(dǎo)體材料，如鋁元素。3．一般來(lái)說(shuō)，非金屬元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值的和等于8，但氟元素?zé)o正價(jià)，氧無(wú)最高正價(jià)。4．最外層電子數(shù)相同的元素的性質(zhì)不一定相似，如Mg和He。1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)主族元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之和等于8。

(

)(2)金屬元素只表現(xiàn)金屬性,非金屬元素只表現(xiàn)非金屬性,不表現(xiàn)金屬性。

(

)(3)高氯酸(HClO4)是酸性最強(qiáng)的含氧酸,所以氯元素是非金屬性最強(qiáng)的元素。

(

)(4)在周期表中的氯、磷、硫元素附近探索研制農(nóng)藥的材料,所以這幾種元素的化合物都有毒。

(

)(5)鍺也可以作半導(dǎo)體材料。

(

)××××√解析(1)不一定,如氫元素最高正價(jià)為+1價(jià),最低負(fù)價(jià)為-1價(jià),絕對(duì)值之和等于2。(2)位于金屬與非金屬分界線附近的元素既表現(xiàn)金屬性又表現(xiàn)非金屬性。(3)氟元素非金屬性最強(qiáng)。(4)氯、磷、硫的化合物不一定有毒,如NaCl。(5)鍺位于金屬與非金屬的分界線附近,可作半導(dǎo)體材料。2.原子結(jié)構(gòu)示意圖為

的原子,在周期表中的位置是

,根據(jù)其在周期表中的位置推測(cè),該元素的最高正價(jià)是

,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為

(該元素用X代替),其酸性比硫酸

。

提示第四周期第ⅥA族

+6價(jià)

H2XO4

弱3.如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,能否確定它們的相對(duì)位置?提示可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對(duì)位置。由已知條件可確定非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,所以,如果它們同周期,則X排在Y的后面;如果它們同主族,則X在Y的上一周期。4.下表是元素周期表的一部分回答下列問(wèn)題:(1)表中列出的元素中,金屬性最強(qiáng)的是

(填元素符號(hào),下同),非金屬性最強(qiáng)的是

,原子半徑最小的是

。

(2)元素d的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

(填“強(qiáng)”或“弱”,下同);元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素j的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

。

(3)元素b的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性比元素h的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性

(填“強(qiáng)”或“弱”),寫出能證明上述結(jié)論的化學(xué)方程式:

。

(4)g的最高價(jià)氧化物的水化物呈

,證明該結(jié)論的離子方程式為

、

。

答案(1)Na

F

H

(2)強(qiáng)弱(3)強(qiáng)CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(或2CO2+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3)(4)兩性Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=Al+2H2O解析根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)易推知,表中字母所代表的元素分別為a—H,b—C,c—N,d—O,e—F,f—Na,g—Al,h—Si,i—S,j—Cl。(1)根據(jù)元素周期律可知,表中所給元素中,金屬性最強(qiáng)的元素為Na,非金屬性最強(qiáng)的元素為F,原子半徑最小的元素為H。(2)O、S為同主族元素,O的非金屬性強(qiáng)于S的,故H2O的穩(wěn)定性比H2S的強(qiáng);同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),故H2S的穩(wěn)定性比HCl的弱。(3)同主族元素從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱。(4)Al(OH)3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式分別為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-=Al+2H2O。

【方法規(guī)律】周期表片段型元素推斷技巧在實(shí)際考查中只呈現(xiàn)元素周期表的某一片段,根據(jù)呈現(xiàn)的片段結(jié)構(gòu)中提供的信息推斷元素,推出元素在周期表中的位置,就可以快速確定元素的名稱、原子結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)。

5.如圖是元素周期表的一部分

關(guān)于元素X、Y、Z的敘述正確的是(

)①X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)生成鹽②Y、Z的氣態(tài)氫化