《元素周期表和元素周期律的應用》元素史話

門捷列夫的預言門捷列夫在研究元素周期表時，科學地預言了11種當時尚未發(fā)現(xiàn)的元素，為它們在周期表中留下空位。例如，他認為在鋁的下方有一個與鋁類似的元素“類鋁”，并預測了它的性質。1875年，法國化學家發(fā)現(xiàn)了這種元素，并命名為鎵。23堿金屬的核外電子排布請畫出堿金屬元素的原子結構示意圖堿金屬核外電子排布有何共同點？聯(lián)系之前學過的堿金屬的化學性質，它們在化合物中表現(xiàn)的最高價態(tài)是多少？最外層均為1個電子NaOH、Na2CO3、Na2O、KCl、LiCl等化合物中，堿金屬的化合價均為+1價。堿金屬元素的最外層電子數(shù)等于其在化合物中的最高正價等于主族序數(shù)4同主族元素化合價特點請畫出B和Al的原子結構示意圖并預測其氯化物的化學式應該如何書寫

+4

+5規(guī)律總結：主族元素的最高正化合價等于它所處的族序數(shù)，因為族序數(shù)與最外層電子數(shù)相同（O、F除外）

+55同主族元素化合價特點

結論：非金屬元素的最高正化合價，等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)；而它的最低負化合價，則等于使原子達到8電子穩(wěn)定結構所需得到的電子數(shù)。即，最高正價與最低負價絕對值之和為8（H則為2）-3-3請寫出下列化合物中N和P的化合價對比N和P的最高價可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？同主族元素化合價特點+1+2+3+4+5+6+7最低負價：-4-3-2-1無正價無正價最低負價：-1ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA7規(guī)律總結溫故：同一周期，從左到右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。知新：同一主族，從上到下，電子層數(shù)逐漸增多

，原子半徑逐漸

，失電子能力逐漸

，得電子能力逐漸

，金屬性逐漸

，非金屬性逐漸

。增大增強減弱增強減弱8規(guī)律總結9元素周期表的應用常見半導體材料：硅、鍺、砷化鎵砷化鎵太陽能電池硅基芯片鍺半導體結論：半導體材料在金屬與非金屬交界處尋找10元素周期表的應用稻谷青PSClAsN結論：通常農藥中含有的元素集中在周期表的右上角11元素周期表的應用結論：可以在過渡元素中尋找催化劑或耐腐蝕、耐高溫材料12小結元素在周期表中的位置（位置）原子核外電子排布特點（結構）元素性質與應用（性質）最高正價最低負價化學性質確定位置推測結構預測性質探究元素“位—構—性”的關系及應用【問題探究】1.原子結構示意圖為

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,該元素的最高正價是

,其最高價氧化物對應水化物的化學式為

(該元素用X代替),其酸性比硫酸

。

提示

第四周期第ⅥA族

+6價

H2XO4

弱2.如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價氧化物的水化物的酸性強弱順序為X>Y,能否確定它們的相對位置?提示

可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對位置。由已知條件可確定非金屬性強弱順序為X>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。3.近年來,我國在超導研究方面居世界領先地位,鉈(Tl)是超導體的組成成分之一,鉈位于第六周期第ⅢA族。Tl3+的氧化能力和Al3+比誰的強?提示

Al3+。Tl的還原性比Al強,Tl3+的氧化能力比Al3+弱?！旧罨卣埂客辉氐摹拔?、構、性”關系可表示如下:(1)結構與位置的互推①原子核外電子層數(shù)=周期數(shù)。②原子核內質子數(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=族序數(shù)(氧、氟除外),最低負價=主族序數(shù)-8。(2)性質與位置的互推①根據(jù)元素的性質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,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系可以推斷元素的性質: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的單質的氧化性依次減弱或還原性依次增強。(3)結構與性質的互推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中容易得電子。②若某元素原子在反應中容易得電子,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?、結構和性質的關系:【素能應用】典例下表是元素周期表的一部分。回答下列問題:(1)表中列出的元素中,金屬性最強的是

(填元素符號,下同),非金屬性最強的是

,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”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的最高價氧化物的水化物的酸性比元素h的最高價氧化物的水化物的酸性

(填“強”或“弱”),寫出能證明上述結論的化學方程式:

。

(4)g的最高價氧化物的水化物呈

,證明該結論的離子方程式為

、

。

答案

(1)Na

F

H

(2)強弱(3)強CO2+Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3(或2CO2+Na2SiO3+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3)(4)兩性Al(OH)3+3H+===Al3++3H2OAl(OH)3+OH-===

+2H2O解析

根據(jù)元素周期表的結構易推知,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,金屬性最強的元素為Na,非金屬性最強的元素為F,原子半徑最小的元素為H。(2)O、S為同主族元素,O的非金屬性強于S的,故H2O的穩(wěn)定性比H2S的強;同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強,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,最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱。(4)Al(OH)3與強酸、強堿反應的離子方程式分別為Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-

===+2H2O。變式訓練如圖是元素周期表的一部分,關于元素X、Y、Z的敘述正確的是(

)①X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價氧化物對應的水化物能發(fā)生反應生成鹽②Y、Z的氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性:Y<Z③Z的單質在常溫下是液體,可與鐵粉反應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.只有①②③④

B.①②③④⑤C.只有③

D.只有①④答案

A解析

根據(jù)元素周期表的結構,可知R為He,X為N,Y為S,Z為Br