資源簡介

(共38張PPT)
第四章
物質結構　元素周期律和氯
第一節　原子結構與元素周期表
課題2　元素周期表
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1．知道元素周期表的結構。
2．知道原子結構與元素周期表的關系。
3．掌握堿金屬和鹵族元素性質的相似性和遞變性。
活 動 方 案
活動一：探究元素周期表的結構
1．閱讀下面的材料，追尋元素周期表發現的蹤跡。
門捷列夫為研究元素性質的規律，把每種元素的主要性質和相對原子質量寫在一張張卡片上，對已知的幾十種元素反復進行排列，比較其性質，探索其聯系。1869年3月他發表論文指出“按元素相對原子質量大小排列起來，元素性質明顯呈現周期性”，并將已發現的63種元素排出一張元素周期表。
門捷列夫應用元素周期表修正了銦、鈾、釷等9種元素的原子量；他還預言了三種新元素及其特性，并暫時取名為類鋁、類硼、類硅，后來的發現證明這些新元素的性質與門捷列夫的預言驚人相符，元素周期表的正確性由此得到了肯定。隨著原子結構的奧秘被揭示后，元素周期表中元素的排序依據由相對原子質量改為原子的核電荷數，周期表也逐漸演變成我們熟悉的現代元素周期表。
(1)門捷列夫編制的元素周期表的排序依據是什么？他預言新元素存在及其特性的依據是什么？
【答案】 相對原子質量。元素周期表。
(2)現代元素周期表的排序依據是什么？為何現代元素周期表不再沿用門捷列夫的依據排序？
【答案】 原子的核電荷數。同一元素存在相對原子質量不同的核素(即同位素)，不同元素的相對原子質量也可能相同。
2．仔細觀察元素周期表，探究下列問題。
(1)填寫下表并分析周期序數與原子核外電子層數之間的關系。
周期序數 1 2 3 4 5 6 7
起止元素 H～He Fr～Og
元素種類 2
核外電子層數 1 7
周期分類 短周期 長周期
Li～Ne　
Na～Ar　
K～Kr　
Rb～Xe　
Cs～Rn　
8　
8　
18　
18　
32　
32　
2　
3　
4　
5　
6　
短周期　
短周期　
長周期　
長周期　
長周期　
【答案】 周期序數＝核外電子層數
(2)元素周期表共有多少個縱行？多少個族？這些族包括哪些類型，怎么表示？寫出這些族從左往右的排列順序。
【答案】 共有18個縱行，16個族；包括7個主族、7個副族、1個Ⅷ族、1個0族。這些族從左往右排列順序為ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族。
(3)根據元素的原子結構示意圖，分析元素原子結構與元素在元素周期表中位置的關系。
【答案】 最外層電子數等于主族序數，核外電子層數等于周期序數。
活動二：探究原子結構與元素性質的關系
1．探究堿金屬元素性質的變化規律。
(1)閱讀下表，尋找堿金屬元素的核外電子的排布、原子半徑和物理性質的變化規律。
族 元素 名稱 原子結構示意圖 原子半徑/nm 顏色 密度/(g·cm－3) 熔點/℃ 沸點/℃
堿金屬元素 鋰 0.152 銀白色 0.534 180.5 1 347
鈉 0.186 銀白色 0.97 97.81 882.9
族 元素 名稱 原子結構示意圖 原子半徑/nm 顏色 密度/(g·cm－3) 熔點/℃ 沸點/℃
堿金屬元素 鉀 0.227 銀白色 0.86 63.65 774
銣 0.248 銀白色 1.532 38.89 688
銫 0.265 略帶金色光澤 1.879 28.40 678.4
【答案】 從上往下，最外層電子數均為1，電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸增大，都具有金屬光澤，密度呈現逐漸增大的趨勢，熔、沸點逐漸降低。
(2)結合鋰、鈉和鉀的原子結構特點，請你預測銣、銫可能有哪些性質？
【答案】 銣、銫具有很強的還原性，能與H2O、O2、Cl2等發生反應。
(3)觀察鉀與氧氣、水反應的視頻，寫出鉀與水反應的化學方程式。對比鈉與氧氣、水反應的實驗現象，哪個反應更劇烈，并從原子結構上解釋原因。
【答案】 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。鉀與O2、H2O反應更劇烈，因為鉀的核外電子層數多于鈉，原子核對最外層電子的吸引力小，易失去最外層電子。
(4)元素的金屬性強弱可以從單質與水(或酸)反應置換出氫的難易程度，以及它們的最高價氧化物對應的水化物——氫氧化物的堿性強弱來判斷。預測堿金屬從鋰到銫的金屬性強弱。
【答案】 從上往下，堿金屬的金屬性逐漸增強；從上往下，隨著核電荷數的增加，堿金屬元素原子的電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。
2．探究鹵族元素性質的變化規律。
(1)閱讀下表，尋找鹵族元素的核外電子的排布、物理性質的變化規律。
族 元素名稱 原子結構示意圖 單質的顏色、狀態 密度 熔點/℃ 沸點/℃
鹵族元素 氟 淡黃綠色 氣體 1.69 g·L－1 (15 ℃) －219.6 －188.1
氯 黃綠色氣體 3.214 g·L－1 (0 ℃) －101 －34.6
族 元素名稱 原子結構示意圖 單質的顏色、狀態 密度 熔點/℃ 沸點/℃
鹵族元素 溴 深紅棕色 液體 3.119 g·cm－3 (20 ℃) －7.2 58.78
碘 紫黑色固體 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
【答案】 鹵族元素均有顏色，且顏色逐漸加深，密度呈逐漸增大的趨勢，熔、沸點逐漸增大。
(2)預測鹵素原子半徑的變化規律，推測鹵素化學性質的相似性和遞變性。
【答案】 鹵素原子半徑從上往下依次增大。最外層為7個電子，鹵素均可得到一個電子，但隨著電子層數的增加，得電子能力逐漸減弱。
(3)元素的非金屬性強弱可以從其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱，或與氫氣生成氣態氫化物的難易以及氫化物的穩定性來判斷。下表為鹵素單質與氫氣的反應及氫化物的穩定情況。
①推測鹵族元素的非金屬性的變化規律。
【答案】 鹵族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，氟＞氯＞溴＞碘。
②用右圖裝置完成下列實驗，觀察現象并填寫表格。
實驗步驟 實驗現象 離子方程式
實驗一 在點滴板的3個孔穴中分別滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制氯水，并將反應后的顏色與氯水的顏色進行比較
向NaBr和NaI溶液中滴入新制氯水后顏色加深，變為橙色和棕色
2Br－＋Cl2=== Br2＋2Cl－、2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
實驗步驟 實驗現象 離子方程式
實驗二 在點滴板的兩個孔穴中分別滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，并將反應后的顏色與溴水的顏色進行比較
鹵素單質氧化性的強弱 NaI溶液中滴入溴水后顏色加深，變為棕色
2I－＋Br2===I2＋2Br－
Cl2＞Br2＞I2　
③結合鹵族元素的原子結構特點，解釋鹵族元素的非金屬性(單質的氧化性)呈現這種變化規律的原因。
【答案】 鹵族元素從上到下非金屬性逐漸減弱；從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。
活動三：概括原子結構與元素性質的關系
根據堿金屬和鹵族元素的原子結構和性質的變化規律，概括同主族元素的結構特點和性質的變化規律。
【答案】 同一主族從上到下，電子層數遞增，最外層電子數相同；同一主族元素從上到下，金屬性增強，非金屬性減弱。
課 堂 反 饋
1．下列關于元素周期表的敘述正確的是 (　　)
A．元素周期表是按各元素的相對原子質量遞增的順序從左到右排列的
B．同族元素的最外層電子數一定相同
C．同周期元素的電子層數相同
D．每一周期的元素都是從堿金屬開始，以稀有氣體結束
1
C　
2．在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量的Cl2，然后把溶液蒸干并將剩余殘渣灼燒，最后留下的物質是 (　　)
A．NaCl和NaBr的混合物 B．NaCl和I2
C．NaCl D．NaCl、Br2和I2
2
C　
3．2019年諾貝爾化學獎授予John Goodenough教授、Stanley Whittingham教授以及吉野彰博士，以表彰他們在鋰離子電池研發領域作出的貢獻。已知金屬鋰的化學性質與金屬鈉相似；金屬鋰的密度是0.534 g·cm－3、煤油的密度是0.80 g·cm－3，下列有關金屬鋰的說法不正確的是 (　　)
A．自然界中不存在鋰單質
B．在盛有煤油和水的燒杯中投入金屬鋰，金屬鋰在水層和煤油界面處發生反應
C．金屬鋰可能與氧氣、氯氣、鹽酸發生反應
D．金屬鋰與金屬鈉的性質有相似又有不同，體現了分類法和比較法在研究物質性質時的應用
3
B　
4．下列有14種元素：K、Th、U、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti、Na、Mn、Cr、Gd，其中屬于短周期的元素有 (　　)
A．4種 B．5種
C．6種 D．7種
4
B　
5．下列關于堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序敘述中，不正確的是 (　　)
A．堿金屬元素原子最外層都只有1個電子，化學反應中易失去電子表現出強還原性
B．單質的熔點和沸點遞減
C．單質都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物
D．原子半徑逐漸增大，單質與水反應的劇烈程度逐漸增強
5
C　
6．隨著鹵素原子半徑的增大，下列遞變規律正確的是 (　　)
A．單質的熔、沸點逐漸降低
B．鹵素離子的還原性逐漸增強
C．非金屬性逐漸增強
D．單質的氧化性逐漸增強
6
B　
7．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示，回答下列問題。
(1)元素X單質分子是________(填化學式)。
(2)Y位于元素周期表中的第______周期第________族。
7
He　
二　
ⅦA　
8．元素周期表是學習和研究化學的重要工具。根據下表回答下列問題。
8
8
(1)地殼中含量最多的金屬元素的原子序數是______。
(2)根據上表規律可知，表中X為______(填元素符號)。
(4)若元素Cl的一種核素中含18個中子，寫出該核素的符號：_______。
13　
S　
K＋　
9．據短周期元素的信息回答問題。
9
元素信息
A 第三周期第ⅥA族
B 族序數是周期數的3倍
C 原子序數是11
D D3＋與Ne核外電子數相同
9
(1)寫出A、B的元素符號：______、______，元素C、元素D的名稱依次為______、______。
(2)寫出單質B、單質C在加熱時發生反應的化學方程式：
_____________________。
(3)從原子結構的角度分析，A與B的________________相同，C與D的____________相同。
S　
O　
鈉　
鋁　
最外層電子數　
電子層數　
謝謝觀看
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