1、第2课时元素周期表和元素周期律的应用学习目标核心素养1知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。2学会运用元素周期表、元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。1通过对“元素周期表的简单分区”的学习，增强宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的能力。2通过对“元素周期表、元素周期律应用”的学习，培养科学探究精神和社会责任感。新课情境呈现 元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他认为在铝的下方有
2、一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的吗？门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？元素周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢？课前素能奠基 知识回顾 1元素周期表中，同一周期从左到右，金属性逐渐_减弱_，非金属性逐渐_增强_；同一主族自上而下，金属性逐渐_增强_，非金属性逐渐_减弱_。2元素周期表中，第三周期中金属与非金属分界处的元素是_铝
3、(Al)_和_硅(Si)_。3常用作半导体材料的硅，在元素周期表中的位置是_第三周期第A族_。新知预习 一、元素周期表的分区及化合价规律1元素周期表与元素周期律的关系元素周期律的发现，对化学的发展有很大影响。_元素周期表_是_元素周期律_的表现形式，反映了元素之间的_内在联系_，是学习、研究、应用化学的一种重要工具。2元素周期表的金属区和非金属区(1)请填写出图中序号所示的内容_增强_减弱_增强_增强_Al_Si_金属_非金属_(2)分界线的划分：沿着周期表中_B、Si、As、Te、At_和_Al、Ge、Sb、Po_之间画一条虚线，虚线的左面是_金属_元素，右面是_非金属_元素。(3)分界线附
4、近的元素，既能表现出一定的_金属性_，又能表现出一定的_非金属性_，故元素的_金属性_和_非金属性_之间没有严格的界线。(4)周期表的左下方是金属性最强的元素，是_铯_元素(放射性元素除外)；右上方是非金属性最强的元素，是_氟_元素；最后一个纵行是0族元素。3元素化合价与元素在周期表中位置的关系(1)价电子元素的化合价与原子的_最外层电子_有密切关系，所以，元素原子的_最外层电子_也叫价电子。主族元素的价电子是_最外层电子_，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。(2)主族元素最高正化合价_主族序数_最外层电子数_(价电子数)。(3)非金属元素的化合价最高正化合价等于原
5、子所能失去或偏移的_最外层电子数_。最低负化合价等于使它达到_8电子_稳定结构所需要得到的电子数。二、元素周期表和元素周期律的应用1元素的位置、结构、性质之间的关系元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和性质。可根据元素在周期表中的位置推测元素的结构和性质，也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。其关系可表示为2寻找新元素3发现物质的新用途应用体验 1元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是(BD)A同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B第三周期主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构D
6、同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质相似解析：元素周期表中处于金属与非金属交界处的元素通常表现一定的金属性与非金属性，A项错误；第三周期元素的最高正价等于最外层电子数，等于主族序数，B项正确；氢原子变成氢离子后，H没有电子，C项错误；同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质具有相似性和递变性，不完全相同，D项正确。2某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为(D)AHNO3BH3PO4CH2SO4DHClO4解析：元素的原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该原子M层电子数为7，故M为Cl元素，最高正化合价为7，该元素最高价氧化物对
7、应水化物的化学式为HClO4，D项正确。3下列说法错误的是(C)A作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界线附近B农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内C构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内D在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素解析：构成催化剂的元素为过渡金属元素，在周期表过渡元素中寻找，故选C。要点归纳 课堂素能探究 知识点元素的位置、原子结构、性质之间的关系问题探究：1什么元素(放射性元素除外)的金属性最强？什么元素的非金属性最强？分别位于元素周期表中的什么位置？2如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素，且它们的最高价氧化物对应水化
8、物的酸性强弱为XY，能否确定它们的相对位置？探究提示：1铯的金属性最强，氟的非金属性最强，分别位于元素周期表的左下角和右上角。2可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为XY，所以，如果它们同周期，则X在Y的右面；如果它们同主族，则X在Y的上面。知识归纳总结：1位构性关系图示2结构与位置的互推：(1)掌握四个关系式。电子层数周期数质子数原子序数主族元素原子最外层电子数主族序数主族元素的最高正价族序数(氧、氟除外)，最低负价主族序数8(2)同主族上下相邻元素原子序数的位置、关系及实例。位置关系实例位于过渡元素左侧的主族元素，即第A族、第A族同主族、相邻周期元素原子
9、序数之差为上一周期元素所在周期所含的元素种数钠与钾的原子序数差为19118(即钠原子所在第3周期所含的元素种数)位于过渡元素右侧的主族元素，即第A族A族同主族、相邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含的元素种数氯和溴的原子序数之差为351718(即溴原子所在第4周期所含的元素种数)3性质与位置的互推：(1)根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置：若同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则A、B、C在同周期中按照C、B、A的顺序从左到右排列。(2)根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质：若同主族元素A、B、C在同一主族中从上往下排列，则可推知A、B、C的单质的氧化性依次减弱
10、或还原性依次增强。4结构与性质的互推：(1)若某元素原子的最外层电子数小于4，则该元素原子在反应中容易失电子；若某元素原子的最外层电子数大于4，则该元素原子在反应中容易得电子。(2)若某元素原子在反应中容易得电子，则该元素原子的最外层电子数大于4；若某元素原子在反应中容易失电子，则该元素原子的最外层电子数小于4。5比较元素性质时，有时需要借助参照物，如比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性大小，因为Ca与Al既不属于同周期又不属于同主族，可借助镁元素进行判断，三种元素在周期表中的位置如图：镁铝钙故金属性：CaMgAl，碱性：Ca(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3。6元素“位、构、性”规律
11、中的特例：(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(H)无中子。(2)元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始，但第1周期例外，是从氢元素开始的。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属单质一般不导电，但石墨导电，晶体硅是半导体。(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显1价，在NaH中氢显1价。点拨：(1)只有主族元素的最外层电子数等于主族序数。(2)难得电子的原子不一定易失电子，如稀有气体原子。典例1(2021杭州高一检测)下表为元素周期表中短周期的一部分，Y元素最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述正确的是(B)WXYZA原子半径：WXZYC氢化物
12、的热稳定性：WXD氧化物对应水化物的酸性：YZ解析：根据Y元素最高正价与最低负价的代数和为4及在元素周期表中的位置，可推知：Y为S，则X为O，W和Z分别为N和Cl。原子半径：r(O)r(N)ClS，B项正确；虽然非金属性：ON，但没有指出是否为最简单的气态氢化物，故无法比较氢化物的热稳定性，C项错误；根据非金属性：ClS，只能比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而D项没有说明是否为最高价氧化物对应的水化物，故无法判断，D项错误。素养应用1短周期元素甲戊在元素周期表中的相应位置如表所示，下面判断正确的是(C)甲乙丙丁戊A原子半径：丙丁丙C氢氧化物碱性：丙丁戊D最外层电子数：甲乙解析：同周期元
13、素原子半径从左至右是依次减小的，故A项错误；同主族元素金属性自上而下是增强的，故B项错误；同周期元素的金属性从左至右越来越弱，故对应氢氧化物的碱性是逐渐减弱的，故C项正确；同周期元素的原子最外层电子数从左到右越来越多，故D项错误。名师博客呈现 把握“位、构、性”关系进行元素判断第一步：明确关系第二步：确定思路根据原子结构及已知条件，可推断原子序数，判断元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下：第三步：熟悉应用(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性及氢化物的稳定性等；(2)比较同周期元素及其化合物的性质；(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时，要找出参照物；(
14、4)推断一些相对陌生的元素的某些性质第四步：做出判断根据上述情况综合分析，做出正确判断即时训练古诗云：“唯有儿时不可忘，持艾簪蒲额头王。”意思是说端午节这天，孩子们拿了艾叶，戴上菖蒲，额头上用雄黄酒写了“王”字，以辟邪防疫。把雄黄酒洒在墙角、床底等处，可以驱虫，清洁环境。雄黄是一种矿物质，俗称“鸡冠石”，其主要成分是硫化砷，As位于元素周期表第A族，另外第A族元素Se在生活中有广泛应用。砷元素的最高价态是几价？试比较As、Se的氢化物哪个热稳定性强。_5价；H2Se_。课堂达标验收 1(2021寿光高一检测)近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六
15、周期A族。下列对铊的性质推导可能正确的是(A)铊是易导电的银白色金属Tl(OH)3是两性氢氧化物Tl3的氧化能力比Al3的强单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐ABC只有D只有解析：铊位于第六周期A族，与Al同族，同主族元素，随着原子序数增大，元素原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。故正确。2我国科学家陈竺院士获得了一项国际大奖美国血液学会颁发的欧尼斯特博特勒奖，该奖是为表彰他利用砒霜治疗“急性早幼粒细胞白血病”研究中取得的突出成就。砒霜主要成分为三氧化二砷。下列叙述正确的是(C)A砷元素的最高化合价为3B砷元素是第5周期的主族元素C砷原子的第3
16、个电子层含有18个电子D与砷同主族的上一周期元素原子序数为25解析：As原子结构示意图为，故为第4周期A族元素，最高化合价最外层电子数5，与砷同主族的上一周期元素为15号磷。3锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各种电子装置。锗(Ge)是第四周期第A族元素，门捷列夫把它命名为类硅，处于周期表中金属区与非金属区的交界线上，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。下列叙述正确的是(B)A锗是一种金属性很强的元素B锗的单质具有半导体的性能C锗化氢(GeH4)稳定性很强D锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸解析：锗处于金属区与非金属区的交界线上，元素金属性和非金属性都较弱，反应中
17、既不易得电子，也不易失去电子，常用作半导体材料；锗化氢(GeH4)稳定性很弱；锗和硅处于同一主族，主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则硅的非金属性大于锗，非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以锗酸酸性比硅酸弱，为弱酸。硅酸不溶于水，推知锗酸(H4GeO4)应难溶于水，故D错误。41868年，门捷列夫经过多年的艰苦探索发现了自然界中一个极其重要的规律元素周期规律。这个规律的发现是继原子分子论之后，近代化学史上的又一座光彩夺目的里程碑。根据提供的条件推断元素，并按要求填空：(1)已知，某元素原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，最高价氧化物的化学式是什么？最高价氧化物对应水
18、化物的化学式是什么？写出其最高价氧化物对应水化物与NaOH反应的化学方程式。(2)第3周期元素，其最外层电子数与电子层数相同。该元素最高价氧化物的化学式是什么？写出最高价氧化物对应水化物与强碱反应的离子方程式。(3)原子序数依次递增的同周期四种元素，它们氢化物的质子数与电子数都与Ar相同，这些氢化物的化学式分别是什么？答案：(1)原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7，是第3周期A族的Cl，所以最高价氧化物的化学式是Cl2O7，最高价氧化物对应的水化物是HClO4与NaOH反应的化学方程式是HClO4NaOH=NaClO4H2O。(2)第3周期中最外层电子数等于电子层数的是Al，所以最高价氧化物的化学式是Al2O3，其对应的水化物与强碱反应的离子方程式是Al(OH)3OH=AlO2H2O。(3)质子数与电子数都与Ar相同的氢化物的化学式分别是SiH4、PH3、H2S、HCl。
