1、1 新情境激趣引航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“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
2、在着怎样的内在联系呢？请让我们一起走进教材深入探究吧！2 新知识预习探索学习目标1了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。2认识元素周期表是元素周期律的具体体现。3体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。新知预习1.周期表中金属元素区和非金属元素区(1)分界线的划分：沿着周期表中硼跟砹之间画一条虚线，虚线的左面是金属元素，右面是非金属元素。(2)各区域金属性、非金属性的强弱特点周期表的左下方是金属性最强的元素，是钫元素；右上方是非金属性最强的元素，是氟元素；最后一个纵行是稀有气体元素。在分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。2.位、构
3、、性关系在生产实践中的应用 (1)元素的性质、元素在周期表中的位置和元素的原子结构三者之间的密切关系，除了能指导人们进行化学学习和化学研究外，对于指导生产实践也具有十分重要的意义。(2)在探寻新材料中的应用根据在元素周期表中位置靠近的元素具有相似的性质这一规律，可以利用元素周期表寻找新材料。人们可以在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料，还可以在过渡元素中寻找优良的催化剂。位于元素周期表B和B的过渡元素如钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)等的单质，多具有耐高温、耐腐蚀等特点，人们利用它们为原料制作航空航天器材。人们还利用元素周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等。(3)在探矿领域
4、的应用地球上化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置有着密切的关系。相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少。原子序数是偶数的元素在地壳中的含量较多，原子序数是奇数在地壳中的含量较少。处于地球表面的元素多数呈现高价态，处于岩层深处的元素多数呈现低价态。碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的上层。问题探索1(2015试题调研)元素周期律揭示的规律包括以下内容：元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性的变化元素的性质是元素原子序数的周期性函数事物的量变可以引起质变元素性质的递变只取决于其核电荷数的递变，与原子结构无关其中正确的说法是()A BCD【答案】
5、C2下列各组元素性质递变情况错误的是()APH3、H2S、H2O的稳定性依次增强B磷、硫、氯元素最高正化合价依次升高CLi、Na、K、Rb的金属性依次增强DHClO4、H2SO4、H3PO4、H2CO3的酸性依次增强【答案】D3(2015山东淄博高一检测)某元素的最高化合价为m，它的最高价氧化物的水化物的分子中有b个氧原子，则这种最高价氧化物的水化物的化学式为()AHm2bXOb BHm2bXObCHbmXOb DH2bmXOb【答案】D4下列关于物质性质比较的结论中，错误的是()A钠的金属性比镁强 B溴的非金属性比氯弱C硝酸的酸性比磷酸弱 D水的热稳定性比氨强【答案】C5(2015试题调研)
6、下列说法不正确的是()A农药中常含有的元素通常在元素周期表右上方区域内B半导体材料元素大多位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处C作催化剂的物质所含的元素通常在周期表中的非金属元素中寻找D在周期表过渡元素中寻找耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素【解析】在周期表过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。【答案】C6判断下列说法的正误：(1)根据元素周期律可知金属性最强的是钫，非金属性最强的是氦。()(2)分界线附近的元素既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。()(3)在周期表中的氯、硫、磷附近探索研制农药的材料，所以这几种元素的化合物都有毒。()(4)所有非金属元素都有|最高正价|最
7、低负价|8。()(5)锗元素属于金属元素，但也具有一定的非金属性。()(6)钡与镁同主族，氢氧化钡属于弱碱。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)3 新课堂互动探究知识点一元素周期表的分区及化合价规律细解教材1元素周期表的分区(1)分界线：如上图所示，硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，虚线的左侧是金属元素(H除外)，右侧是非金属元素。(2)周期表左下角是金属性最强的元素(铯)，右上角是非金属性最强的元素(氟)，分界线附近的元素既有金属性又有非金属性。(3)同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；同周期元素，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
8、。2元素的化合价与元素在周期表中位置的关系主族AAAAAAA最外层电子数1234567最高正化合价1234567最低负化合价4321结论：(1)主族元素的最高正化合价主族序数最外层电子数。(2)主族元素最高正化合价|主族元素最低负化合价|8。特别提醒a金属元素只有正化合价而无负化合价；b.非金属元素既有正化合价又有负化合价；c.氧元素的化合价一般是2 价，氟元素的化合价一般是1 价，O、F 一般没有正化合价；d.价电子是指可在化学反应中发生变化，与元素化合价有关的电子。主族元素的价电子就是最外层电子，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。典例精析例1(2015经典习题选
9、萃)依据门捷列夫的元素周期律，人们总结如图所示的元素化学性质变化规律。(1)该表中元素化学性质的变化表明()A同周期元素的性质是相似的B元素周期表中最右上角的氦元素是非金属性最强的元素C第A族元素的金属性肯定比同周期的第A族元素的金属性强D物质量变到一定程度时必然引起质变(2)按照表中元素的位置，认真观察从第A族的硼到第A族的砹之间连接的一条分界线，我们能从分界线附近找到()A耐高温材料 B新型农药材料C半导体材料 D新型催化剂材料CDC(3)据报道，美国科学家制得一种新原子283116X，它属于一种新元素，是 116 号元素(元素符号暂用 X 代替)，关于它的推测正确的是()A这种原子的中子
10、数为 167B它位于元素周期表中第六周期C这种元素一定是金属元素 D这种元素的原子易与氢化合AC【解析】(1)同周期元素性质递变，同主族元素性质相似，A 错误。氦是稀有气体，化学性质不活泼；氟元素是非金属性最强的元素，B 错误。同周期元素从左到右随着原子序数的递增，金属性减弱，C正确。(2)在金属、非金属分界线附近寻找半导体材料；在非金属性较强的区域寻找新型农药材料；在过渡金属区域寻找耐高温、新型催化剂材料。(3)根据原子序数推断元素位置，118 号为第七周期 0 族元素，116号比 118 号少 2，故在第A 族，所以 116 号元素位于元素周期表中第七周期第A 族。中子数283116167
11、。据同主族元素递变性可知，116X 一定是金属元素，不易与氢化合。跟踪练习1(2015哈尔滨高一检测)元素周期表是学习化学的重要工具，它承载着许多信息和规律。下表所列的是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为 0.089 nm)：元素代号ABCDE原子半径/nm0.1600.1430.1020.0990.074主要化合价236、212(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置(以下为周期表的一部分)。(2)B 元素处于周期表中第_周期第_族。(3)B 的最高价氧化物对应的水化物与 C 的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_。(4)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中
12、酸性最强的是_(填化学式)。(5)C、E 形成的化合物为_(填化学式)。三AAl(OH)33H=Al33H2OHClO4SO2、SO3【解析】(1)由主要化合价和原子半径知 A 为 Mg，B 为 Al，C为 S，D 为 Cl，E 为 O。(2)B 处于周期表中第三周期第A 族。(3)B、C 的最高价氧化物对应的水化物分别为 Al(OH)3 和 H2SO4。(4)题述元素最高价氧化物对应的水化物分别为 Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中 HClO4 酸性最强。(5)S 与 O 形成的化合物有 SO2 和 SO3。知识点二元素周期表和元素周期律的应用细解教材1.元素周期表
13、和元素周期律的应用 (1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，是学习化学的一种重要工具。根据元素在元素周期表的位置可推断元素原子核外电子层结构、判断元素的主要化合价、比较不同元素的性质、判断元素化合物的性质等。(2)根据元素周期表中元素性质的变化规律可推测新物质的性质、预测未知元素的性质等。如根据氟、氯、溴、碘元素的性质确定砹元素的性质。(3)元素周期表和周期律对于其他与化学相关的科学技术有指导作用：在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料；研究氟、氯、硫等附近的元素，制造新农药；在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等。2元素“位、构、性”的关系及应用同一元素的“位、构、性”关系可
14、表示如下：应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意以下几个方面：(1)结构与位置的互推掌握四个关系式。A电子层数周期数B质子数原子序数C主族元素原子最外层电子数主族序数D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熟练掌握周期表中的一些特殊规律。A各周期所能容纳的元素种数以及相应稀有气体元素信息。周期数123456元素种数288181832稀有气体元素符号HeNeArKrXeRn原子序数21018365486B.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A族、A族同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所能容纳的
15、元素种数钠与钾的原子序数差为19118(即钠原子所在第3周期所能容纳的元素种数)位于过渡元素右侧的主族元素，即A族A族同主族、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周期所能容纳的元素种数)(2)性质与位置的互推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。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或还原性依次增强。(3
16、)结构与性质的互推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。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。(4)元素“位、构、性”规律中的特例绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(11H)无中子。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。所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。非金属单质一般不导电，但石墨导电，晶体硅是半导体。氟无正价，氧无最高正价；在 Na2O2
17、 中氧显1 价，在 NaH 中氢显1 价。3元素周期表中的“三角规律”A、B、C、D四种元素在周期表中的相对位置如右图，则有：三角规律原子半径：CAB；CDB金属性：CAB；CDB或非金属性：BAC；BDC4对角线相似规律周期表中位于对角线位置的元素性质相似，尤其以LiMg、BeAl、BSi三组元素体现明显。如Be、Al是两性元素，Al2O3、BeO是两性氧化物，Be(OH)2、Al(OH)3都能与强碱(NaOH、KOH等)反应。典例精析例2(2015山东潍坊高一检测)W、Y、Z是原子序数依次增大的同周期的短周期元素。已知W、Y、Z三种原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水
18、化物之间两两皆能反应，均生成盐和水。下列判断正确的是()AW、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物可能有两种是强碱、一种是强酸BZ元素在第三周期第A族CW、Y、Z三种元素有两种是金属，一种是非金属DY、Z最高价氧化物对应的水化物间反应的离子方程式：HOH=H2O【解析】最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应生成盐和水，则三种水化物分别为强碱、两性氢氧化物、强酸，W、Y、Z三种原子的最外层电子数和为11，满足条件的元素分别为Na、Al、Cl，Cl位于第三周期第A族；Al(OH)3与HClO4反应的离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2O。故C项正确。【答案】C【点拨】元素在周期表中的位置反映
19、了该元素的原子结构和某些性质，因此，可以根据该元素在周期表中的位置推测它的原子结构和某些性质，同样也可以根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置及性质。解题时应灵活运用物质的特性等寻找突破口。跟踪练习2(2015试题调研)短周期元素 Q、R、T、W 在元素周期表中的位置如图所示，其中T 所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：(1)T 的原子结构示意图为_。(2)元素的非金属性为(原子的得电子能力)：Q_W(填“强于”或“弱于”)。弱于(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种氧化物，其中一种是气体，反应的化学方程式为_。(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物
20、能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是_。S2H2SO4(浓)=3SO22H2O2H2O2=MnO22H2OO2【解析】由短周期元素 Q、R、T、W 在元素周期表中的位置可知：Q、R 属于第二周期，T、W 属于第三周期。因 T 所处的周期序数与主族序数相等，则 T 在元素周期表中的位置为第三周期第A 族，为铝元素。依据其他元素与 T 的相对位置推知 Q 为碳元素，R 为氮元素，W 为硫元素。(3)硫的单质与浓硫酸共热生成 SO2 和 H2O。(4)原子序数比 R 多 1 的为氧元素，H2O2 分解可生成 H2O。长话短说重点记忆1位置、结构和性质的关系：2“”形或“”形原子序数的关
21、系：在短周期中，直接相邻的“”形或“”形的四种元素的原子序数的关系如图：4 新思维随堂自测1.(2015杭州高一检测)现有下列短周期元素性质的数据，下列说法正确的是()原子半径(1010 m)0.741.601.521.100.991.860.750.82最高或最低化合价2215；37；115；33 A号元素为铝元素 B、2种元素处于同一周期 C上述8种元素中元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强D元素的气态氢化物的稳定性比元素的氢化物强【解析】首先依据元素的原子半径和化合价推知为Cl元素，和分别为P和N元素，为O元素，为Mg元素，为Li元素，为Na元素。号元素的原子半径小于号元素磷，不可能
22、是Al元素而只能是B元素(也不是可能显3价的N、P元素)。由Mg和Li不同周期、HClO4的酸性最强、PH3的稳定性比NH3弱，可判断答案为C。【答案】C2(2015济南高一检测)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示。下列说法中，正确的是()AW的最高价氧化物对应的水化物是强酸BY的原子半径在同周期主族元素中最大CW的非金属性比Z的弱DZ的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强【答案】A3(2015南京高一检测)下列对非金属元素(除稀有气体元素外)的相关判断正确的是()非金属元素都是主族元素单质在反应中都只能作氧化剂氢化物常温下都是气态，所以都叫气态氢化物氧化物常温下都可以与水反
23、应生成酸非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb)中的R元素必定呈现正价ABC D【解析】除稀有气体元素外，非金属元素都是主族元素，正确；非金属单质可作还原剂，如碳燃烧中碳作还原剂，错误；常温下，H2O为液体，错误；CO、NO等不与水反应，错误；正确。【答案】D4(2015四川高一检测)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的5种短周期元素，A、E的原子核外最外层电子数之和为13，D原子的最外层电子数是C原子最外层电子数或电子层数的2倍，B与C同周期但不相邻。下列说法正确的是()AB、D的最高价氧化物的水化物分别为强碱、弱酸BE的单质能从水中置换出O2CC的氧化物可溶于B、D、E的最高价氧化物对
24、应的水化物溶液中D5种元素的最高正化合价都等于其所在的族序数【解析】据题意可知C原子最外层电子数电子层数，可能为Be、Al，结合原子序数增大的信息知C应为Al，则D原子最外层电子数为6，只能为硫，则E为17号元素氯，又因为B与C同周期但不相邻且原子序数比C小，则B为Na，A的最外层电子数1376，为氧。B、D的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、H2SO4，属于强碱、强酸，A错误；Cl2与水反应生成HCl和HClO，B错误；C的氧化物为Al2O3具有两性，可溶于NaOH、H2SO4、HClO4，C正确；氧无最高正价，D错误。【答案】C5(2015山东东营高一检测)如图是元素周期表的一部分，下列
25、说法中正确的是()A元素的简单离子半径大小：B气态氢化物的稳定性：C最高价氧化物对应水化物的酸性：D元素的最高正化合价：【解析】元素分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2O2Al3，A错；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：H2OH2S，酸性：HClO4H2SO4，B错、C正确；F无正价，D错。【答案】C6(2015北京高一检测)已知 X、Y、Z、W 是短周期中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大。X 元素形成的离子就是一个质子，Z、W 在元素周期表中处于相邻的位置，工业上通过液化空气分离的方法获取它们的单质，Y 原子的最外层电子数是
26、内层电子数的 2倍。(1)请写出元素符号：X_、Y_、Z_、W_，四 种 元 素 的 原 子 半 径 由 大 到 小 的 顺 序 为_(用元素符号表示)。(2)X 单质与 Z 单质在一定条件下反应生成化合物 E，该反应的化学方程式为(注明反应条件)_；E 在催化剂存在的条件下，可用于还原汽车尾气中的_，以减少大气污染。HCN O碳氮氧氢N23H22NH3 NOx(或 NO 或 NO2)(3)这四种元素可组成原子个数比为：3 的化合物(按X、Y、Z、W 的顺序)，该化合物既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应，试写出该化合物的水溶液分别与盐酸和 NaOH 溶液反应的离子方程式_。HCO3 H
27、=H2OCO2 NH4 HCO3 2OH=NH3CO23 2H2O5 新视点名师讲座元素的金属性和非金属性强弱的判断方法1判断金属性强弱的5种依据判断依据判断方法原子半径同周期或同主族元素，原子半径越大，金属性越强与水(或酸)反应越易置换出H2，金属性越强相应碱的碱性碱性越强，金属性越强金属单质间的置换反应A能从水溶液中置换出B，A的金属性比B强单质的还原性或阳离子的氧化性单质还原性越强，金属性越强离子氧化性越弱，金属性越强2.判断非金属性强弱的7种依据判断依据判断方法原子半径同周期或同主族元素，原子半径越小，非金属性越强与H2化合的难易或氢化物的稳定性与H2越易化合，非金属性越强，氢化物越稳
28、定，非金属性越强最高价含氧酸的酸性酸性越强，非金属性越强非金属单质的置换反应A能从水溶液或气体中置换出B，A的非金属性比B强单质的氧化性或阴离子的还原性单质氧化性越强，非金属性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强与变价金属反应的产物产物中金属的化合价高，非金属性强。如2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3，FeS=FeS，说明氧化性Cl2S，非金属性ClS元素的化合价共价化合物AmBn中显负价的元素的非金属性强特别提醒不能用来判断元素的金属性或非金属性强弱的依据有：原子失去或得到电子的数目的多少；单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质；非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性；气态氢化
29、物水溶液(无氧酸)的酸性；非金属单质作还原剂的置换反应，如I22KClO3=2KIO3Cl2，2CSiO2=高温 Si2CO等。典例精析例1(2015芜湖检测)以下有关叙述：非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；M原子比N原子容易得到电子；单质M跟H2反应比N跟H2反应容易得多；气态氢化物水溶液的酸性HmMHnN；氧化物水化物的酸性HmMOxHnNOy；常温常压下M单质呈气态而N单质呈固态；M的最高化合价比N的最高化合价要高。能说明M比N的非金属性强的叙述有()A5项 B4项 C3项 D2项【解析】依据讲座所述的判断方法，只有、两项叙述能说明M的非金属性比N的强。【答案】D例2(2015山东平邑高一检测)X、Y是元素周期表第A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是()AX原子的电子层数比Y原子的电子层数多BY的单质能将X从NaX的溶液中置换出来CX的单质比Y的单质更容易与氢气反应D同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强【解析】因X、Y是元素周期表中第A族的元素，若X的电子层数多，则说明X比Y的非金属性弱，A项错误；B项事实说明Y比X更活泼，错误；C项根据单质与H2化合的难易判断，X2与H2化合更容易，说明氧化性：X2Y2，则非金属性：XY，C项正确；第A族氢化物水溶液的酸性越强，元素非金属性越弱，D项错误。【答案】C