資源簡介

(共25張PPT)
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
宏觀辨識與微觀探析：
從微觀上理解同周期元素原子核外電子排布的相似性和遞變規律，明確宏觀上的元素性質與微觀上的原子核外電子排布之間的關系，理解結構決定性質，性質反映結構的基本規律。
證據推理與模型認知：
完善元素“位置-結構-性質”的認知模型，基于元素性質的遞變的本質原因，類比歸納出元素的性質。
科學探究與創新意識：
建立元素原子結構變化與其性質變化的的微觀模型，理解根據該模型進行元素性質推理的科學思想。
一、第三周期元素性質的遞變
根據第三周期元素原子的核外電子排布，請你預測該周期元素金屬性和非金屬性的變化？
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
結構
決定
性質
失電子能力減弱，得電子能力增強
原子半徑逐漸減小
元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強
原子核對最外層電子的引力逐漸增強
【思考】判斷元素金屬性和非金屬性的事實有哪些？判斷依據是什么呢？
金屬性：
元素原子失電子的能力（還原能力）
非金屬性：
元素原子得電子的能力（氧化能力）
電子層數相同，核電荷數增大，半徑減小，失電子能力減弱，得電子能力增強
金屬性減弱，非金屬性增強
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
【思考】如何設計實驗證明其規律，依據是什么？
① 單質與水反應的難易程度
② 單質與酸反應的劇烈程度
③ 最高價氧化物對應水化物的堿性強弱
1.金屬性強弱比較方法
【實驗1】根據單質與水反應的難易程度比較金屬性強弱
方法 ① Na 與水反應 Mg 與水反應 Al 與水反應
條件及現象 與冷水劇烈反應， 并產生氣體
反應方程
實驗結論 與冷水幾乎不反應，
與沸水緩慢反應
與沸水反應很慢，幾乎無現象
金屬性：Na ＞Mg ＞Al
2Na + 2H2O =
2NaOH + H2↑
Mg + 2H2O =
Mg(OH)2 + H2↑
△
【實驗2】根據最高價氧化物對應水化物的堿性強弱比較金屬性強弱
方法 ② 試管1 試管2
實驗現象
實驗現象
反應方程
實驗結論 白色沉淀生成，
白色沉淀生成，
NaOH溶液
MgCl2(aq)
氨水溶液
①
②
AlCl3(aq)
氨水溶液
①
NaOH溶液
②
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Mg(OH)2 + OH-
×
Al(OH)3為兩性物質
金屬性：Na ＞Mg ＞Al
沉淀不溶解
沉淀溶解
一、第三周期元素性質的遞變
你能依據第三周期元素金屬性的研究方法繼續研究第三周期元素非金屬性的遞變規律嗎？
其最高價氧化物的水化物的酸性強弱，
與氫氣生成氣態氫化物的難易程度
氫化物的穩定性來判斷。
一、第三周期元素性質的遞變
2.非金屬性強弱比較方法
① 非金屬元素的最高價氧化物對應的水化物—最高價含氧酸的酸性強弱。
② 非金屬單質與氫氣反應生成氣態氫化物的難易程度及氫化物的穩定性。
③ 與氫氣生成氣態氫化物的難易程度
④活潑非金屬置換不活潑非金屬
實驗探究同周期元素性質遞變規律
元素 Si P S Cl
最高價氧化物的化學式 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7
最高價氧化物對應水化物的化學式及酸性 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中強酸 H2SO4 強酸 HClO4
酸性比
H2SO4強
單質與H2反應的條件 高溫 磷蒸氣與 H2能反應 加熱 光照或點燃時發生爆炸而化合
氫化物的穩定性 不穩定 受熱分解 受熱分解 穩定
3.同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規律
Na Mg Al Si P S Cl
金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強
4.用結構觀點解釋
電子層數相同核電荷數增多
原子半徑減小
原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強
同周期元素 從左到右
原子核對最外層電子的吸引力增強
實質：元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結果
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？
Na Mg Al Si P S Cl
金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強
核電荷數依次增多
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
對其它周期主族元素進行同樣的研究，一般情況下也會得出同樣的規律。
周期
主族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1
2
3
4
5
6
7
金 屬 性 逐 漸
增 強
非 金 屬 性 逐 漸
增 強
？
金 屬 性 減 弱、
非 金 屬 性 增 強
二、金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質規律
1.元素周期表與元素周期律的關系
既表現金屬元素的性質,
又表現非金屬元素的性質。
在元素周期表中，主族元素從上到下，從左到右，元素的金屬性和非金屬性存在著一定的遞變規律。
2.元素周期表的金屬區和非金屬區
H
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S Cl
K Ca Ga Ge As Se Br
Rb Sr In Sn Sb Te I
Cs Ba Tl Pb Bi Po At
非金屬性逐漸增強
金屬性逐漸增強
金屬性逐漸增強
非金屬性逐漸增強
思考：
什么元素的金屬性最強？什么元素的非金屬性最強？它們分別位于元素周期表中的什么位置？
請你預測！硅能與氫氧化鈉反應嗎？
元素的原子結構決定了元素在周期表中的位置，而元素在周期表中的位置反映了元素的原子結構和元素的性質特點。我們可以根據元素在周期表中的位置，推測元素的原子結構，預測未知元素的主要性質。
2Al＋2OH－＋6H2O=2Al(OH)4－＋3H2↑
Si+2NaOH+H2O ═ Na2SiO3+2H2
“在野外的環境里，為了迅速得到氫氣，可以用硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加強熱，即可迅速得到氫氣。”
三、元素周期表和周期律的應用
1.預測元素及其化合物的性質
元素綜合推斷的一般思路
確定陌生物質的核心元素在周期表中的位置
依據遞變規律和同主族元素的相似性進行推測判斷
利用學過的元素及其化合物的性質預測其相鄰元素的性質
2.指導新元素的發現及預測它們的原子結構和性質
Og——118號元素
Oganesson是一種人工合成的化學元素，原子量為297。屬于氣體元素，化學性質很不活潑。屬于稀有氣體一類。 Og具放射性，其原子十分不穩定。
金屬、非金屬兩側找到半導體材料
農藥的開發
過渡元素中尋找催化劑和耐高溫耐腐蝕合金的元素
3.尋找有特殊用途的新物質
【例】短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示，其中T所處的周期數與主族序數相等。
請回答下列問題：
(1)W在周期表中的位置是______________，Q、R、T三種元素原子半徑由大到小的順序是__________ (用元素符號表示)，Q的最高價氧化物的化學式為____，R的簡單氫化物分子中的電子數為___。
第三周期ⅥA族
Al＞C＞N
CO2
10
(2)元素的原子得電子能力：Q_____W(填“強于”或“弱于”)。
弱于
(3)原子序數比R多1的元素有一種氫化物能分解為它的另一種氫化物，該反應的化學方程式為______________________。
歸納提升 位、構、性的關系
原子
結構
元素
位置
元素
性質
最外層
電子數
電子
層數
核電
荷數
原子序數
周期
主族
周期序數＝電子層數
主族序數＝最外層電子數
原子序數＝核電荷數
金屬性/非金屬性
原子半徑
化合價
最高正價＝最外層電子數
最高正價＋|最低負價|＝8
+Z K L M
電子層數
核電荷數
核外電子數
元素的原子得失電子的傾向
相似；遞變
氧化穩定最高酸 化合非金右上強
還原劇烈最高堿 置換金屬左下強
1.請運用元素周期表的有關理論分析判斷，下面幾種元素及其化合物性質的推斷中正確的是(　　)
A．鉈(Tl)的氧化物的水化物可能具有兩性
B．砹(At)為無色固體，HAt不穩定，AgAt具有感光性，且不溶于水
C．硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體
D．H2Se 是無色、有毒、比H2S穩定的氣體
C
2．砷(As)為第四周期第ⅤA族元素，根據元素周期表和元素周期律的知識，下列有關推測不正確的是(　　)
A．砷有－3、＋3、＋5等多種化合價
B．原子半徑：As＞P
C．酸性：H3AsO4＞H2SO4
D．熱穩定性：HBr＞AsH3
C
3.元素R、X、T、Z、Q在周期表中的相對位置如圖所示,其中R在周期表中非金屬性最強。則下列判斷正確的是（ ）
A.非金屬性:Z＜T＜X
B.R與Q的電子數相差26
C.簡單氣態氫化物的熱穩定性:R＜T＜Q
D.最高價氧化物對應的水化物的酸性:T＜Q
B

展開更多......

收起↑