資源簡介

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元素周期律
處理核污水
日本政府宣布，2023年8月24日啟動福島核污染水排海。日本核污染水排海至少要持續30年，將會影響整個太平洋乃至全球海域。核污水主要含有：碘I-129、銫Cs-135、鍶Sr-90、鈷Co-60，還有鈾U-235、钚Pu-239等放射性元素，半衰期有的長達億年。
如何處理碘I-129、銫Cs-135、鍶Sr-90、鈷Co-60等元素？
元素周期表
135Cs
129I
利用元素周期律同族性質的相似性，可以處理135Cs、129I這樣的放射性核素。
元素周期表
如何處理核污水中，像60Co這樣的放射性核素呢？
元素周期表
元素周期表
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
金屬具有的性質：金屬性
非金屬具有的性質：非金屬性
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
可以從哪些角度研究的元素性質？
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
金屬部分：
與水/酸反應
最高價氧化物對應堿的堿性
非金屬部分：
與還原劑反應
氫化物穩定性
最高價氧化物對應酸的酸性
共同部分：
原子結構
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
決定
決定
共同部分：
原子結構
金屬部分：
與水/酸反應
最高價氧化物對應堿的堿性
非金屬部分：
與還原劑反應
氫化物穩定性
最高價氧化物對應酸的酸性
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
金屬部分：
與水/酸反應
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
激烈 ？ 幾乎不反應
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
激烈 緩慢 幾乎不反應
從氧化還原反應的角度，與水反應的本質是什么？
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
激烈 緩慢 幾乎不反應
與酸反應激烈程度
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
激烈 緩慢 幾乎不反應
與酸反應激烈程度
激烈 緩慢
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
最高價氧化物對應堿的堿性強弱順序
激烈 緩慢 幾乎不反應
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
最高價氧化物對應堿的堿性強弱順序
激烈 緩慢 幾乎不反應
NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3
+1 +2 +3
強堿 弱堿？ 弱堿？
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
與水反應激烈程度
最高價氧化物對應堿的堿性強弱順序
激烈 緩慢 幾乎不反應
強堿 中強堿 兩性
NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3
+1 +2 +3
＞ ＞
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
最高化合價
與水/酸反應激烈程度
對應堿的堿性強弱順序
金屬性
依次升高
依次減弱
依次減弱
如何從原子結構解釋？
依次減弱
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
最高化合價
依次升高
如何從原子結構解釋？
最高化合價 = 最外層電子數 = 族數
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
金屬性
依次減弱
原子結構
思考：同周期元素原子結構呈現什么規律呢？
最外層電子數
1 2 3
與族數相等
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
金屬性
依次減弱
原子結構
同周期元素，電子層數相同。
最外層電子數
1 2 3
核電荷數增大
最外層電子數增多
與族數相等
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
金屬性
依次減弱
原子結構
同周期元素，電子層數相同。
最外層電子數
1 2 3
核電荷數增大
最外層電子數增多
半徑減小
影響不大
與族數相等
第三周期金屬元素
Na
Mg
Al
金屬性
依次減弱
原子結構
電子層數相同，核電荷數增大，原子半徑減小，金屬性減弱。
最外層電子數
1 2 3
與族數相等
第三周期非金屬元素
Si
P
S
Cl
非金屬性：
與H2反應難度
氫化物穩定性
最高價氧化物對應酸的酸性
任務1
Si
P
S
Cl
非金屬部分：
與H2反應難度/氫化物穩定性：如何通過實驗或一些自然界中的現象事實比較四種元素與H2反應的難易程度？
任務2
Si
P
S
Cl
非金屬部分：
最高價氧化物對應酸的酸性：如何通過實驗或一些自然界中的現象事實比較四種元素最高價氧化物對應酸的酸性？
任務
任務2：最高價氧化物對應酸的酸性：如何通過實驗或一些自然界中的現象事實比較四種元素最高價氧化物對應酸的酸性？
任務1：與H2反應難度/氫化物穩定性：如何通過實驗或一些自然界中的現象事實比較四種元素與H2反應的難易程度？
每組選擇1個任務，查閱資料時間8分鐘，選擇一個組主要匯報，時間2分鐘，其他組補充時間2分鐘。
第三周期非金屬元素
Si
P
S
Cl
非金屬性：
與H2反應
氫化物穩定性
最高價氧化物對應酸的酸性
越來越易
越來越好
H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4
弱酸 中強酸 強酸 最強酸
+4 +5 +6 +7
與族數相等
SiH4 PH3 H2S HCl
-4 -3 -2 -1
第三周期非金屬元素
Si
P
S
Cl
非金屬性：
最高化合價
與H2反應
氫化物穩定性
最高價氧化物對應酸的酸性
越來越易
依次增強
依次增強
如何從原子結構解釋？
+4 +5 +6 +7
第三周期非金屬元素
Si
P
S
Cl
非金屬性：
最高化合價
+4 +5 +6 +7
最高化合價 = 最外層電子數 = 族數
第三周期非金屬元素
Si
P
S
Cl
非金屬性
依次增強
原子結構
電子層數相同，核電荷數增大，原子半徑減小，非金屬性增強。
最外層電子數
4 5 6 7
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
總結：從左到右，最高化合價依次升高（等于族數），非金屬最低化合價依次升高；金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
原因：？
第三周期元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
原因：同周期元素電子層數相同，核外電子數依次增多；從左至右核電荷數增大，原子半徑減小，金屬性減弱，非金屬性增強。
總結：從左到右，最高化合價依次升高（等于族數），非金屬最低化合價依次升高；金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
元素周期律
同周期元素電子層數相同，核外電子數依次增多。
從左至右最外層電子數↑，最高化合價↑。
核電荷數↑，原子半徑↓，金屬性↓，非金屬性↑。
元素周期律
同周期元素電子層數相同，核外電子數依次增多。
從左至右最外層電子數↑，最高化合價↑。
核電荷數↑，原子半徑↓，金屬性↓，非金屬性↑。
元素周期律
元素周期律
元素周期律
如何利用元素周期律，處理像60Co這樣的放射性核素呢？
元素周期律
如何利用元素周期律，處理像60Co這樣的放射性核素呢？
鐵：主要的化合價為+2和+3，其氫氧化物都難溶于水。
鈷：最外層電子數同樣為2。結構和性質與鐵略有區別。
元素周期律
如何利用元素周期律，處理像60Co這樣的放射性核素呢？
鐵：主要的化合價為+2和+3，其氫氧化物都難溶于水。
鈷：原子半徑略小于鐵，金屬性更弱，高價氫氧化物堿性更弱，更容易沉淀。
處理核污水：沉淀法。
總結
元素周期表
元素周期律
原子結構
原因
反映
依據
體現
基礎
推測
總結
位
性
構
原因
反映
依據
體現
基礎
推測

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