資源簡介

(共33張PPT)
第四章
物質結構　元素周期律和氯
第二節　元素周期律
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1．能結合有關數據和實驗事實認識元素周期律。
2．知道原子結構、元素在周期表中的位置與元素性質之間的關系。
3．感受元素周期律與元素周期表在化學學習、科學研究和生產實踐中的價值。
活 動 方 案
活動一：探究原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價的變化規律
下表為原子序數3～9號、11～17號元素的原子半徑和主要化合價。
第二周期 Li Be B C N O F
原子半徑/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071
主要化合價 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4、 －4 ＋5、 －3 －2 －1
最外層電子數 1 2 3 4 5 6 7
第三周期元素 Na Mg Al Si P S Cl
原子半徑/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099
主要化合價 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4、－4 ＋5、－3 ＋6、－2 ＋7、－1
最外層電子數 1 2 3 4 5 6 7
(1)在表格中填寫相應元素原子的最外層電子數，分析原子最外層電子數與元素主要化合價的關系。
【答案】 最外層電子數＝最高正價(O、F除外)，非金屬元素最低負價＝最外層電子數－8。
(2)分析表格中數據，尋找哪些數據存在周期性變化的規律，它們是如何變化的？
【答案】 隨著原子序數的遞增，原子半徑、主要化合價和原子核外電子排布均呈現周期性變化。分別以3～9號、11～17號各為一周期，隨著原子序數的增大，在同一周期內，原子半徑逐漸減小；主要化合價中最高正價從＋1價變化到＋7價，最低負價＝最外層電子數－8；原子的最外層電子數從1到7遞增。
活動二：探究元素金屬性、非金屬性的變化規律
1．根據原子結構的相關知識，請預測同周期元素金屬性、非金屬性的變化規律。
【答案】 同周期元素隨著核電荷數的增大、原子的半徑減小，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。
2．探究鈉、鎂、鋁的金屬性的強弱。
實驗 實驗步驟 實驗現象及化學方程式
一 取一小段除去表面氧化膜的鎂條于試管中。向試管中加入2 mL 水，并滴入2滴酚酞溶液。等待片刻，加熱試管至液體沸騰，并與鈉和水的反應進行對比
實驗 實驗步驟 實驗現象及化學方程式
二 取兩支試管，分別加入一小段除去表面氧化膜的鎂條和鋁條，向其中加入等濃度、等體積的鹽酸
三 取兩支試管，分別加入2 mL 1 mol·L－1 MgCl2溶液和AlCl3溶液，向其中加入足量的NaOH溶液
都有氣泡產生，鎂條反應劇烈，鋁條反應較鎂條慢；Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑；2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑
MgCl2溶液中會產生白色沉淀；MgCl2＋2NaOH=== Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3溶液中先有白色沉淀，后白色沉淀溶解；AlCl3＋3NaOH ===Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
實驗 實驗步驟 實驗現象及化學方程式
四 向試管中加入2 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液，滴加氨水至不再產生白色絮狀沉淀為止。將生成的沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2 mol·L－1鹽酸，向另一支試管中滴加2 mol·L－1 NaOH溶液，邊滴邊振蕩
實驗結論 白色沉淀中加鹽酸和加氫氧化鈉，沉淀均溶解；AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl；Al(OH)3＋3HCl === AlCl3＋3H2O；Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
金屬性Na＞Mg＞Al　
3．比較硅、磷、硫、氯的非金屬性的強弱。
元素種類 Si P S Cl
單質與氫氣反應的條件 高溫 蒸氣與氫氣反應 加熱 點燃或光照
最高價氧化物對應水化物的酸性的強弱 H2SiO3 弱酸 H3PO4中強酸 H2SO4 強酸 HClO4強酸
(比H2SO4強)
非金屬性的強弱 Si＜P＜S＜Cl　
4．根據你探究的結論，在圖中的4個箭頭旁邊的方框中，用簡要的文字說明元素的金屬性、非金屬性的遞變規律，并歸納出比較元素金屬性和非金屬性的強弱的方法。
【答案】 一般情況下，元素金屬性強弱可以從其單質與水(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——氫氧化物的堿性來判斷；非金屬性的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程度以及簡單氫化物的穩定性來判斷。
活動三：感受元素周期律、元素周期表在科學研究和生產實踐中的價值
根據元素在周期表中的位置，推斷元素性質。
門捷列夫根據元素周期律畫出的元素周期表有許多空格，他認為這些空格是一些有待發現的未知元素。下表列出了門捷列夫對類鋁的預言及被驗證的結果。讓我們站在巨人的肩膀上進行進一步探究。
類鋁(1871年門捷列夫的預言) 鎵(1875年布瓦博德朗發現鎵后測定)
相對原子質量約為68 比重約為5.9～6.0 熔點應很低 單質及其氫氧化物能溶于強酸或強堿中 相對原子質量為69．72
比重等于5.94
熔點為30.15 ℃
單質及其氫氧化物為兩性，能溶于強酸或強堿中
(1)寫出鎵、氫氧化鎵與強酸、強堿反應的離子方程式。
【答案】 2Ga＋6H＋===2Ga3＋＋3H2↑　
2Ga＋2OH－＋6H2O=== 2[Ga(OH)4]－＋3H2↑
Ga(OH)3＋3H＋===Ga3＋＋3H2O　Ga(OH)3＋OH－===[Ga(OH)4]－
(2)鎵常被用于制作砷化鎵激光二極管，砷化鎵的化學式為________。
元素周期表是元素周期律的具體表現形式，是很多領域研究的工具，請你查閱有關資料，在下表中將有關“應用領域”和對應的“重點關注的元素”連接起來。
GaAs　
應用領域 重點關注的元素
①尋找新型半導體材料 ②尋找優良催化劑 ③研制耐高溫、耐腐蝕的合金材料 ④研制新型農藥的有效元素 a．周期表中的過渡元素
b．金屬與非金屬分界線附近
c．F、Cl、S、P元素的位置附近
【答案】 　①—b；②—a；③—a；④—c。
課 堂 反 饋
1．鹵族元素中，沒有正化合價的元素是 (　　)
A．F B．Cl
C．Br D．I
1
A　
2．短周期元素中，元素金屬性和非金屬性最強的一組是 (　　)
A．Li、O B．Mg、Cl
C．Na、F D．Al、H
2
C　
3．根據元素周期律，下列各組物質的性質比較正確的是 (　　)
A．最高正價：P＞Cl
B．堿性：Al(OH)3＞Mg(OH)2
C．酸性：H2SiO3＞H2CO3
D．穩定性：HF＞HCl
3
D　
4．在元素周期表中，金屬元素和非金屬元素的分界線附近能找到 (　　)
A．制農藥的元素 B．制催化劑的元素
C．制半導體的元素 D．制耐高溫合金材料的元素
4
C　
5．已知鈹(Be)的原子序數為4。下列對鈹及其化合物的敘述正確的是 (　　)
A．Be的原子半徑大于B的原子半徑
B．BeCl2分子中Be原子的最外層電子數是8
C．Be(OH)2的堿性比Ca(OH)2的強
D．單質Be跟冷水反應產生H2
5
A　
6．科學家曾預測原子序數為114的元素，具有相當穩定性的同位素，稱為類鉛。下列關于類鉛的預測正確的是 (　　)
A．它的最外層電子數為4
B．在元素周期表中位于第六周期第ⅣA族
C．它的金屬性比鉛弱
D．它的最高價氧化物對應的水化物是強酸
6
A　
7．短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是 　 (　　)
7

X Y
Z W Q
A．元素 X 與元素 Z 的最高正化合價之和的數值等于 8
B．原子半徑的大小順序為r(X)＞r(Y)＞r(Z)＞r(W)＞r(Q)
C．離子 Y2－和Z3＋的核外電子數和電子層數都不相同
D．元素 W 的最高價氧化物對應的水化物的酸性比 Q 的強
A　
8
8
(1)請寫出元素符號：X_____，Y_____，Z_______，W_____。
(2)Z、W兩元素的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式是__________________________________________。
(3)把Z的單質(片狀)放入滴有酚酞的沸水中，觀察到的現象是____________________________，該反應的化學方程式是____________
_______________________。
H　
O　
Mg　
Cl　
Mg(OH)2＋2HClO4===Mg(ClO4)2＋2H2O　
有氣泡冒出，溶液變為粉紅色　
Mg＋2H2O　
9．A、B、C、D、E為原子序數依次增大的五種短周期主族元素，其中僅含有一種金屬元素，A單質是自然界中密度最小的氣體，A和D的最外層電子數相同；B、C在周期表中相鄰，C、E同主族。B、C的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數，A和C可形成A2C和A2C2兩種常見的液態化合物。請回答下列問題：
9
9
(1)D在元素周期表中的位置為____________________，E的簡單陰
離子結構示意圖為__________。
(2)C、D、E三種元素簡單離子的離子半徑由大到小的順序是________________(填符號)。
(3)用含A元素最簡單的有機化合物與熾熱的氧化銅反應生成一種單質、液態氧化物和一種可以使澄清石灰水變渾濁的氣體，其化學方程式
為_____________________________________。
第三周期第ⅠA族　
S2－＞O2－＞Na＋　
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