元素周期表和元素周期律的应用

第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 第 2 课时 元素周期表和元 素周期律的应用 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。 知识衔接 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 ， 第二周期中金属 与非金属分界处 的元素是 铍 (Be) 和 硼 (B ) ， 第三周期中金属与非金属分界 处的元素是 铝 (Al) 和 硅 (S i) 。 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 。 自主学习 一、元素周期表的分区及元素化合价规律 1 金属元素与非金属元素的分 区及性质递变规律。 (1) 请填写出图中序号所示内容： 增强 Al Si 非金属 金属 增强 增强 减弱 (2) 第二、三、四、五、六周期除过渡元素外 ， 依次 有 2 、 3 、 4 、 5 、 6 种金属元素 ， 有 6 、 5 、 4 、 3 、 2 种非金 属元素 ( 含稀有气体 ) 。 (3) 分界线附近元素的性质：既 表现 金属 元素的性质 ， 又表现 非金属 元素的性质。 2 元素的化合价与其在周期表中的位置的关系。 (1) 价电子：与元素化合价有密切关系的电子。 主族元素价电子：原子的 最外层电子 。 过渡元素：原子的 最外层电子 及次外层、倒数第 三层的部分电子。 3 化合价规律 ( 氧、氟除外 ) 。 (1) 主族元素：元素的最高正化合价族序数 最外 层电子数 。 (2) 非金属 元素： 最高正价 |最低负价 | 8 。 二、元素周期表和元素周期律的应用 1 对化学研究的指导作用。 为新元素的发现及预测它们的 原子结构和性质 提供 线索。 2 指导其他与化学相关的科学技术。 将下面左右两侧对应内容连线： 提示： c a b 易错提醒 1 金属元素在分界线的左侧 ， 但分界线的左边的并 不都是金属元素 ， 如氢元素。 2 金属和非金属分界线附近的元素并非都能做半导 体材料 ， 如铝元素。 3 一般来说 ， 非金属元素的最高正价与最低负价绝 对值的和等于 8 ， 但氟元素无正价 ， 氧无最高正价。 4 最外层电子数相同的元素的性质不一定相似 ， 如 Mg 和 He 。 自我检测 1 判断正误 ( 正确的打 “” ， 错误的打 “” ) 。 (1) 根据元素周期律可知金属性最强 的是铯，非金属 性最强是氦。 ( ) (2) 碳、氮、氧、氟 的最高化合价逐渐升高。 ( ) (3) 锗也可以作半导体材料。 ( ) (4) 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。 ( ) (5) 由 Ba(OH) 2 易溶 ， Ca (OH) 2 微溶 ， Mg (O H) 2 难溶 ， 推知 Be(OH) 2 难溶。 ( ) 解析： (1) 氦是稀有气体元素 ， 非金属性最强是氟。 (2) 氟元素无正价 ， 氧无最高正价。 (3) 锗 在元素周期表的金 属与非金属的分界线附近 ，也可以作半导体材料。 ( 4) 这 些元素的很多化合物无毒 ， 如氯化钠。 (5) 根据 “ B a(OH) 2 易溶 ， Ca (OH) 2 微溶 ， Mg (OH) 2 难溶 ” 知道 A 族元素的氢氧化物的溶解度自下至上逐 渐变小 ， 故可以推断 Be (OH) 2 难溶。 答案： (1) (2) (3) (4 ) (5 ) 2 下列各组元素性质递变情况错误的是 ( ) A PH 3 、 H 2 S 、 H 2 O 的稳定 性依次增强 B P 、 S 、 Cl 元素最高正化合价依次升高 C Li 、 Na 、 K 、 Rb 的金属性依次增强 D HClO 4 、 H 2 SO 4 、 H 3 PO 4 、 H 2 CO 3 的酸性依次增强 解析： 稳定性 H 2 O H 2 S ， H 2 S PH 3 ， A 正确； P 、 S 、 Cl 的最高正化合价分别是 5 、 6 、 7 ， 依次升高 ， B 正确 ； 依 Li 、 Na 、 K 、 Rb 顺序 ， 其金属性依次增强 ， C 正 确； HCl O 4 、 H 2 SO 4 、 H 3 PO 4 、 H 2 CO 3 的酸性依次减弱 ， D 错误。 答案： D 3 对于元素周期表 ， 下列叙述中不正确的是 ( ) A 在金属元素与 非金属元素的分界线附近可以寻找 制备半导体材料的元素 B 在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐 腐蚀材料的元素 C 在金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元 素 D 元素周期表中位置靠近的元素性质相近 解析： 制备新型农药材料的元素 ， 应在非金属元素区 寻找 ， 如 F 、 Cl 、 S 、 P 、 As 等。 答案： C 要点 元素 “ 位、构、性 ” 之间的关系 问题： 同一元素的 “ 位、构、性 ” 之间有何 关系？ 提示： (1) “ 位、构、性 ” 三者关 系的解读。 原子结构决定元素在周期表中的位置。 结构 最外层电子数主族序数 电子层数周期序数 位置 原子结构 决定 元素的化学性质。 结构 最外层电子数越少 ， 电子层数越多 ， 越易失电子 ， 还原性越强 最外层电子数越多 ， 电子层数越少 ， 越易得电子 ， 氧 化性越强 性质 位置 体现或推测 原子结构和元素性质。 (2) 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 ( 1 1 H ) 无中子。 元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始 ， 但第一周期例外 ， 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。 非金属氧化物一般是酸性氧 化物 ， 但 NO 、 CO 等 不是酸性氧化物。 氟无正价 ， 氧无最高正价；在 Na 2 O 2 中氧显 1 价； 在 Na H 中氢显 1 价。 例 (2016 全国 卷 ) 四种短周期主族元素 W 、 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增大 ， W 、 X 的简单离子具有相同 电子层结构 ， X 的原子半径是短周期主族元素原子中最 大的 ， W 与 Y 同族 ， Z 与 X 形成的离子化合物的水溶液 呈中性。下列说法正确的是 ( ) A 简单离子半径： W X Z B W 与 X 形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C 气态氢化物的热稳定性： W Z 解析： 由题意可知 X 为 Na ， Z 为 Cl ， W 为 O ， Y 为 S 。简单离子半径 O 2 Na ， Na Cl ， 故 A 错误； W(O ) 与 X( Na) 形成的化合物 Na 2 O 、 Na 2 O 2 溶于水后均形 成 NaO H 溶液 ， 溶液呈碱性 ， 故 B 正确；气态氢化物的 热稳定性： H 2 O H 2 S ， 故 C 错误；最高价氧化物的水化 物的酸性： H 2 SO 4 HC lO 4 ， 故 D 错误。 答案： B X 、 Y 、 Z 是 3 种短周期元素 ， 在元素周期表中的位 置如图所示 ， 下列有关说法正确的是 ( ) A. 原子半径： Z Y X B 氢化物的稳定性： X Y 、 Z Y ， 可能 X Z C 最高价氧化物对应的水化物酸性： Z Y X D 三种元素形成的简单离子的半 径： XY Z ， A 错误；根据元素周期律 ， 非金属性 Z Y 、 XY ， X 和 Z 无法比较 ， B 正确 ， C 错 误； 3 种元素形成的简单离子的半径 Y Z ， D 错误。 答案： B