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第2課時 元素周期表和元素周期律的應用
第四章 物質結構 元素周期律 第二節 元素周期律
一、導入新課
門捷列夫在研究元素周期表時，科學地預言了11種尚未發現的元素，為它們在周期表中留下了空位。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，法國化學家發現了這種元素，將它命名為鎵。鎵的性質與門捷列夫推測的一樣。門捷列夫還預測在硅和錫之間存在一種元素——“類硅”，15年后該元素被德國化學家文克勒發現，為了紀念他的祖國，將其命名為“鍺”。
門捷列夫作出這些偉大預言的科學依據是什么？
1.元素周期表的金屬區和非金屬區
(1)分界線的劃分：沿著周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之間畫一條斜線，斜線的左面是_____元素，右面是_______元素。
(2)分界線附近的元素，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性，故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線。
金屬
非金屬
二、元素周期表的分區及化合價規律
2.元素化合價與元素在周期表中位置的關系
(1)主族元素最高正化合價＝_________＝______________。
(2)非金屬元素的化合價
①最高正價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(O、F除外)。
②最低負價等于使它達到8電子穩定結構所需要得到的電子數。
③最高正價與最低負價絕對值之和等于8(O、F除外)。
主族序數
最外層電子數
二、元素周期表的分區及化合價規律
(1)金屬不可能具有非金屬性，非金屬不可能具有金屬性(　　)
(2)Si是非金屬，故Si元素只表現非金屬性(　　)
(3)原子最外層電子數大于3(小于8)的元素一定是非金屬元素(　　)
(4)最外層電子數是2的元素，都是第ⅡA族元素(　　)
(5)氧元素為第ⅥA族元素，其最高正化合價為＋6價(　　)
(6)第三周期元素的最高正價等于它所處的主族序數(　　)
正誤判斷
×
×
×
×
×
√
二、元素周期表的分區及化合價規律
(1)根據周期表中元素的金屬性和非金屬性遞變規律分析：什么元素的金屬性最強？什么元素的非金屬性最強？分別位于元素周期表中的什么位置？
深度思考
提示　銫的金屬性最強，氟的非金屬性最強，分別位于元素周期表的左下角和右上角。
(2)元素R的最高價含氧酸的化學式為HnRO2n－2，在其氣態氫化物中，R元素的化合價為__________。
－(12－3n)
二、元素周期表的分區及化合價規律
(3)短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示，下列說法正確的是___(填字母)。
A.X、Y、Z三種元素中，X的非金屬性最強
B.Y的氫化物的穩定性比Z的氫化物弱
C.Y的最高正化合價為＋7價
D.X單質的熔點比Z的低
D
二、元素周期表的分區及化合價規律
解析　由題目信息(短周期圖示位置關系)，可確定X、Y、Z三種元素分別為He、F、S。A項，非金屬性最強的是F，錯誤；
B項，HF比H2S更穩定，錯誤；
C項，元素F無正化合價，錯誤；
D項，因常溫常壓下He為氣體，S為固體，正確。
二、元素周期表的分區及化合價規律
1.在科技生產中的應用
三、元素周期表和周期律的應用
2.元素推斷的應用模型
(1)由元素原子或離子的核外電子排布推斷
(2)由元素單質或化合物的性質(特性)推斷
三、元素周期表和周期律的應用
(3)由元素在周期表中的位置推斷
三、元素周期表和周期律的應用
(1)A、B、C、D 4種元素的核電荷數依次增大，它們的離子的電子層數相同且最外層電子數均為8。A原子的L層電子數與K、M層電子數之和相等，D原子的K、L層電子數之和等于電子總數的一半。則4種元素的符號依次是A_______，B________，C________，D________。
深度思考
S
Cl
K
Ca
解析　由A、D兩元素核外電子排布的特點可知：A為S，D為Ca；由核電荷數的相對大小及它們離子的電子層結構，可知B為Cl，C為K。
三、元素周期表和周期律的應用
(2)X、Y、Z三種短周期元素，原子序數依次增大，其中Z的單質溶于水所得的溶液具有漂白性，X、Y、Z三種元素的最高價氧化物對應的水化物，兩兩之間都能反應。則X、Y、Z的元素名稱分別為______、_____、____。
鈉
鋁
氯
解析　由Z單質水溶液有漂白性，可知Z為Cl，X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物兩兩之間可以反應，則Y為Al，X為Na。
三、元素周期表和周期律的應用
(3)X、Y、Z是三種短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z處于同一周期。X原子的最外層電子數是其電子層數的3倍。Z原子的核外電子數比Y原子少1。下列說法正確的是______(填字母)。
A.元素非金屬性由弱到強的順序為Z＜Y＜X
B.Y元素最高價氧化物對應水化物的化學式可表示為H3YO4
C.三種元素的氣態氫化物中，Z的氣態氫化物最穩定
D.原子半徑由大到小的順序為Z＜Y＜X
A
三、元素周期表和周期律的應用
解析　X原子的最外層電子數是其電子層數的3倍，說明X是氧元素，則Y必然為硫元素，Z原子的核外電子數比Y原子少1，則Z為磷元素。它們在周期表中的位置如圖。
元素非金屬性由弱到強的順序為P＜S＜O，A項正確；
S元素最高價氧化物對應水化物的化學式可表示為H2SO4，B項錯誤；
非金屬性越強，其氫化物的穩定性越強，因此X的氣態氫化物最穩定，C項錯誤；
根據元素周期律，原子半徑由大到小的順序為P＞S＞O，D項錯誤。
三、元素周期表和周期律的應用
四、課堂小結
1.下列說法正確的是
A.原子最外層電子數大于3(小于8)的元素一定是非金屬元素
B.某元素的離子的最外層與次外層電子數相同，該元素一定位于第三周期
C.第三周期元素的主族序數等于它們的最高正化合價
D.最外層電子數相同的元素的性質一定相似
√
五、課堂檢測
解析　由元素周期表的分區知，第四、五、六主族既包含金屬元素又包含非金屬元素，A項錯誤；
某元素離子的最外層和次外層電子數相同，可能是 ，若為陰離子，則為第
三周期元素；若為陽離子，則為第四周期元素，B項錯誤；
最外層電子數相同的元素，如Mg和He，不在同一主族，元素性質沒有相似性，D項錯誤。
五、課堂檢測
2.下列元素最高正化合價依次增大的是
A.Al、Si、P、Cl B.C、N、O、F
C.Si、P、S、Se D.Si、Al、Mg、Na
√
解析　B項中F沒有正化合價，錯誤；
C項中S和Se的最高正化合價相同，錯誤；
D項中最高正化合價依次減小，錯誤。
五、課堂檢測
3.已知某原子最外層有7個電子，推測下列選項不正確的是
A.單質有氧化性
B.最高正價一定為＋7價
C.是非金屬元素
D.同周期元素中原子半徑最小
√
五、課堂檢測
解析　某原子的最外層有7個電子，說明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一個電子達到穩定結構，其單質具有強氧化性，故A說法正確；
F沒有正價，故B說法錯誤；
第ⅦA族為非金屬元素，故C說法正確；
同周期元素從左向右原子半徑逐漸減小(稀有氣體除外)，因此鹵族元素的原子半徑是同周期中最小的，故D說法正確。
五、課堂檢測
4.如圖所示是元素周期表的一部分，下列說法中正確的是
A.元素的簡單離子半徑大小：④＞⑤＞②
B.氣態氫化物的穩定性：⑤＞②
C.最高價氧化物對應水化物的酸性：⑥＞⑤
D.元素的最高正化合價：③＝⑥
√
五、課堂檢測
解析　元素①～⑥分別為N、O、F、Al、S、Cl。離子半徑：S2－＞O2－＞Al3＋，A項錯誤；
非金屬性越強則對應氣態氫化物越穩定，最高價氧化物對應水化物的酸性也越強，故穩定性：H2O＞H2S，酸性：HClO4＞H2SO4，B項錯誤、C項正確；
F無正價，D項錯誤。
五、課堂檢測
5.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中T所處的周期序數與族序數相等。下列判斷不正確的是
A.最簡單氣態氫化物的熱穩定性：R＞Q
B.最高價氧化物對應水化物的酸性：Q＜W
C.原子半徑：T＞Q＞R
D.單質T與NaOH溶液不反應
√
五、課堂檢測
解析　短周期元素中周期序數與族序數相等的元素是H、Be和Al，根據T在周期表中的相對位置，它只能是第三周期的Al，據此可以判斷出其他元素如表所示：
R(N)
T(Al) Q(Si) W(S)
氮元素的非金屬性比硅元素的強，所以NH3比SiH4穩定，A正確；
硫元素的非金屬性比硅元素的強，所以H2SO4比H2SiO3的酸性強，B正確；
同一周期隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸減小，所以原子半徑：Al＞Si＞P，同一主族隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸增大，所以原子半徑：P＞N，即Al＞Si＞P＞N，C正確；
Al既能與酸反應，又能與NaOH溶液反應，D錯誤。
五、課堂檢測
6.已知W、X、Y、Z為短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的氣態氫化物的穩定性大于Z的氣態氫化物的穩定性，X、Y為金屬元素，X的陽離子的氧化性小于Y的陽離子的氧化性，W、X兩種元素可形成兩種二元化合物，Y的簡單離子半徑在同周期中最小。
則W、X、Y、Z四種元素中，X的原子結構示意圖：_________，Y簡單離子的結
構示意圖：________，Z的最高價氧化物對應水化物的化學式為_______。
H2SO4
五、課堂檢測
解析　由題目描述可知，W、X、Y、Z之間的位置關系為 ，可知W位于
第二周期，X、Y、Z位于第三周期；由于Y的離子半徑在同周期中最小，則Y為Al。由于金屬元素X與非金屬元素W可形成兩種二元化合物，可知X為Na，W為O，則Z為S。可根據要求完成問題。
五、課堂檢測
7.我國著名化學家張青蓮精確地測定了鍺(Ge)、鋅等九種元素的相對原子質量，得到的新值被作為國際新標準。已知鍺的原子序數為32。
(1)它位于元素周期表中第_____周期______族。
(2)鍺類似于鋁，能溶于氫氧化鈉溶液，其主要原因是____(填序號)。
①它與硅位于同一主族 ②它位于周期表中金屬與非金屬分界線附近
③它位于邊界線附近 ④它是兩性物質
(3)材料科學是目前全世界研究的熱點，為了尋找半導體材料，科學家應在元素周期表中某區域尋找元素組成材料，該區域是____(填字母)。
A.左上角 B.右上角
C.過渡元素 D.金屬與非金屬分界線附近
四
ⅣA
②
D
五、課堂檢測
解析　根據元素周期表的結構可知，鍺屬于第四周期ⅣA族元素。鍺位于元素周期表中金屬與非金屬分界線附近，它具有某些金屬元素的性質，又具有某些非金屬元素的性質，它是金屬元素。
五、課堂檢測

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