元素周期律【知識(shí)建構(gòu)+拓展延伸】高一化學(xué) （人教版2019必修第一冊(cè)）

第二節(jié)元素周期律第2課時(shí)第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律21本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律元素周期表和周期律的應(yīng)用你知道門捷列夫是如何作出如此準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)的嗎?1875年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德朗在法國(guó)科學(xué)院《科學(xué)報(bào)告集》上公布，發(fā)現(xiàn)了一種新元素的單質(zhì)--鎵，給出了有關(guān)這種新元素的性質(zhì)。門捷列夫給其寫信，指出了關(guān)于新元素性質(zhì)測(cè)定的不準(zhǔn)確性，尤其是比重，不應(yīng)該是4.7，而應(yīng)在5.9到6.0之間。于是布瓦博德朗又重新地做了比重實(shí)驗(yàn)，結(jié)果確定是5.94與門捷列夫的預(yù)言完全一致。門捷列夫和金屬鎵的故事元素周期表與元素周期律的關(guān)系金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，反映了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系。元素周期表中元素的金屬性和非金屬性變化的規(guī)律：同周期元素增強(qiáng)減弱金屬性_____，非金屬性_____；左右同主族元素減弱增強(qiáng)金屬性_____，非金屬性_____。上下金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)金屬性強(qiáng)的在周期表的____方，最強(qiáng)的是____(放射性元素除外)，非金屬性強(qiáng)的在周期表的_____方(稀有氣體除外)，最強(qiáng)的是___。分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的________，又能表現(xiàn)出一定的_________，故元素的_______和_________之間沒有嚴(yán)格的界線。左下Cs右上F金屬性非金屬性金屬性非金屬性族周期1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)稀有氣體金屬元素非金屬元素BAlSiGeAsSbTePoAt金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)(稱為半金屬或準(zhǔn)金屬)若主族元素的族序數(shù)為m，周期序數(shù)為n，則：金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律元素周期表中的m/n規(guī)律的應(yīng)用<1時(shí)為金屬，值越小，金屬性越強(qiáng)；mn>1時(shí)為非金屬，值越大，非金屬性越強(qiáng)；mn＝1的元素是該周期最后一種金屬元素，在分界線左側(cè)，一般既有金屬性，又有非金屬性(第一周期除外)mn價(jià)電子：可在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化、與元素的化合價(jià)有關(guān)的電子。主族元素的價(jià)電子就是其最外層電子。同主族元素的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)相同。元素化合價(jià)與元素在周期表中位置的關(guān)系金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律主族元素最高正化合價(jià)＝________＝_____________＝________。非金屬元素的最低負(fù)價(jià)＝最高正價(jià)－8。主族序數(shù)最外層電子數(shù)金屬元素?zé)o負(fù)化合價(jià)，氟元素?zé)o正化合價(jià)。O、F除外價(jià)電子數(shù)[|最高正價(jià)|＋|最高正價(jià)|＝8(F、O、H、B例外)]【例1】短周期主族元素中最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是_______，堿性最強(qiáng)的是_______。氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最強(qiáng)的是____。HClO4NaOHHF【例2】X元素能形成H2X和XO2兩種化合物，則該元素的原子序數(shù)可能是()A.13 B.14 C.15 D.16D元素周期表和周期律的應(yīng)用應(yīng)用一：預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)元素名稱及符號(hào)溴(Br)原子序數(shù)35是金屬還是非金屬_______原子結(jié)構(gòu)示意圖

最高正價(jià)____最低負(fù)價(jià)____非金屬＋7－1中間價(jià)_____________預(yù)測(cè)依據(jù)______________________________最高價(jià)氧化物______最高價(jià)氧化物的水化物______酸性HClO4___HBrO4___H2SeO4穩(wěn)定性H2Se___HBr___HCl還原性Se2－___Br－___Cl－＋1、＋3、＋5氯元素有＋1、＋3、＋5的化合物Br2O7HBrO4>><<>>【例1】有同周期的三種元素X、Y、Z，已知它們的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠XO4>H2YO4>H3ZO4，則下列敘述中不正確的是()A.非金屬性X>Y>ZB.X、Y、Z形成的陰離子還原性逐漸增強(qiáng)C.原子半徑X<Y<ZD.X、Y、Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由弱到強(qiáng)D【例2】X、Y、Z、W均為短周期元素，它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢萌鐖D所示。若Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則下列說法中正確的是()A.原子半徑：W>Z>Y>XB.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性：Z>W>XC.W單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸D.四種元素的單質(zhì)中，只有Z單質(zhì)在常溫常壓下是固體XYZWD元素周期表和周期律的應(yīng)用應(yīng)用二：指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)Og——118號(hào)元素Oganesson是一種人工合成的化學(xué)元素，原子量為297，半衰期12毫秒(百分之一秒)。屬于氣體元素，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。屬于稀有氣體一類。Og具放射性，其原子十分不穩(wěn)定。元素周期表和周期律的應(yīng)用應(yīng)用三：尋找有特殊用途的新物質(zhì)分界線附近元素尋找半導(dǎo)體材料，如：硅、鍺、鎵等尋找過渡元素優(yōu)良催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料探索氟氯磷硫等元素研制農(nóng)藥的材料【例1】元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面具有十分重要的意義，請(qǐng)將下表中A、B兩欄描述的內(nèi)容對(duì)應(yīng)起來。ABAB①制半導(dǎo)體的元素(a)F、Cl、Br、N、S“三角地帶”①

②制催化劑的元素(b)金屬與非金屬元素的分界線附近②

③制制冷劑的元素(c)相對(duì)原子質(zhì)量較小的元素③

④地殼中含量較多的元素(d)過渡元素④

(b)(d)(a)(c)1930年前，一些氣體如氨，二氧化硫等，被相繼用作制冷劑。但是，這些制冷劑不是有毒就是易燃，很不安全。為了尋找無毒不易燃燒的制冷劑，米奇利根據(jù)元素周期表研究，分析第二、三周期的單質(zhì)及化合物的易燃性和毒性的遞變規(guī)律。根據(jù)這樣的變化趨勢(shì)，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，可用于研制不易燃的制冷劑。米奇利還分析了其它的一些規(guī)律，最終，一種全新的制冷劑CCl2F2終于應(yīng)運(yùn)而生了。制冷劑——氟里昂(即CCl2F2，簡(jiǎn)稱F12)的發(fā)現(xiàn)美國(guó)化學(xué)家托馬斯·米奇利制冷劑——氟利昂上世紀(jì)80年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氟里昂會(huì)破壞大氣的臭氧層，危害到人類的健康。在元素周期表和元素周期律的指導(dǎo)下，人們踏上了尋找新一代制冷劑的征程，氟利昂將逐步被新的制冷劑所替代。1.關(guān)于元素周期表，下列敘述中不正確的是()A.在金屬元素與非金屬元素的分界線附近可以尋找制備半導(dǎo)體材料的元素B.在過渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫和耐腐蝕的元素C.在非金屬元素區(qū)域可以尋找制備新型農(nóng)藥材料的元素D.在地球上元素含量的分布和它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢糜忻芮嘘P(guān)系D2.下列元素最高正化合價(jià)依次增大的是()A.Al、Si、P、Cl B.C、N、O、FC.Si、P、S、Se D.Si、Al、Mg、NaA3.已知某原子最外層有7個(gè)電子，推測(cè)下列選項(xiàng)不正確的是()A.單質(zhì)有氧化性B.最高正價(jià)一定為＋7價(jià)C.是非金屬元素D.同周期元素中原子半徑最小B4.四種短周期元素在元素周期表中的位置如圖所示，T是地殼中含量最高的金屬元素。下列說法不正確的是()A.W的氫化物比R的氫化物穩(wěn)定B.T的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可能為強(qiáng)堿C.Q的原子半徑比T的小D.W和Q的原子序數(shù)相差10B5.我國(guó)著名化學(xué)家張青蓮精確地測(cè)定了鍺(Ge)、鋅等九種元素的相對(duì)原子質(zhì)量，得到的新值被作為國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)。已知鍺的原子序數(shù)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(hào))。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(zhì)四ⅣA②(3)材料科學(xué)是目前全世界研究的熱點(diǎn)，為了尋找半導(dǎo)體材料，科學(xué)家應(yīng)在元素周期表中某區(qū)域?qū)ふ以亟M成材料，該區(qū)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D6.門捷列夫在研究周期表時(shí)預(yù)言了包括“類鋁”“類硅”在內(nèi)的11種元素。(1)門捷列夫預(yù)言的“類硅”，多年后被德國(guó)化學(xué)家文克勤發(fā)現(xiàn)，命名為鍺(Ge)。①已知主族元素鍺的最高化合價(jià)為＋4價(jià)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為兩性氫氧化物。試比較元素的非金屬性Si____Ge(用“>”或“<”表示)。②若鍺位于硅的下一周期，寫出“鍺”在周期表中的位置_______________。根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預(yù)測(cè)鍺單質(zhì)的一種用途是___________。③硅和鍺單質(zhì)分別與H2反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)較難進(jìn)行的是___(填“硅”或“鍺”)。>第四周期ⅣA族半導(dǎo)體材料鍺(2)“類鋁”在門捷列夫預(yù)言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現(xiàn)，命名為鎵(Ga)。①由鎵的性質(zhì)推知，鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期。試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋鎵與鋁性質(zhì)相似的原因________________________。②為判斷Ga(OH)3是否為兩性氫氧化物，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要選用的試劑有GaCl3溶液，__________和_