《元素周期表》课件解析

化学：第一章第一节《元素周期表》课件PPT（人教版必修２）元素周期表复习•什么是元素周期律？元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律。主要包括：1.核外电子排布呈周期性变化2.原子半径呈周期性变化3.元素主要化合价呈周期性变化你能否：将前18号元素编一个周期表？•原则：1.能体现原子序数递增；2.相同电子层数的原子在表中能进行归类；3.原子最外层电子数相同的元素能进行归类。形式一1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar形式二1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar主菜单元素周期表的结构元素性质的递变规则元素在周期表中的位置、性质和原子结构的关系元素周期表的实际应用元素周期表的结构周期族元素周期表的结构（周期）1.周期（横行）具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺序排列的一系列元素，称为一个周期。周期数为其电子层数。短周期：长周期：不完全周期：周期第一、二、三周期第四、五、六周期第七周期返回子菜单三长三短一不全元素周期表的结构(族）2.族（纵行）1)主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。表示方法：在族序数后面标一“A”字。ⅠA、ⅡA、ⅢA、…最外层电子数=族序数2)副族：完全由长周期元素构成的族。表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、ⅢB、…3)第VⅢ族：4)0族：（“八、九、十”三个纵行）稀有气体元素七主七副零八族元素周期表的结构周期短周期长周期第1周期：2种元素第2周期：8种元素第3周期：8种元素第4周期：18种元素第5周期：18种元素第6周期：32种元素不完全周期第7周期：26种元素镧57La–镥71Lu共15种元素称镧系元素锕89Ac–铹103Lr共15种元素称锕系元素周期序数=电子层数（横向）元素周期表的结构族主族：副族：ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA第VIII族：稀有气体元素主族序数=最外层电子数（纵向）零族：共七个主族:长短周期共同组成ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB共七个副族:仅由长周期组成三个纵行，位于ⅦB与ⅠB中间返回子菜单元素原子半径元素的金属性和非金属性化合物性质的递变性元素的化合价元素性质的递变规则元素金属性和非金属性判断依据•元素金属性强弱的判断依据：1)单质跟水或酸起反应置换出氢的难易；2)元素氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。•元素非金属性强弱的判断依据：1)氧化物的水化物的酸性强弱；2)单质与氢气生成气态氢化物的难易。同一周期元素金属性和非金属变化•预测：从左→右，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。∴金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。以第三周期为例：1.钠镁铝单质性质对比：11号元素钠与冷水剧烈反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑12号元素镁与冷水不反应：Mg+H2O（冷）→难以反应Mg+2H2O(热）=Mg（OH）2+H2↑13号元素铝极难与水发生反应。碱性强弱：NaOH﹥Mg（OH）2结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl同一周期元素金属性和非金属变化2Na+2HCl==2NaCl+H2↑2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑剧烈程度：NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl2.镁铝氧化物性质对比：•氧化铝具有两性（两性氧化物）Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O•氧化镁只能与酸反应（碱性氧化物）MgO+2HCl==M/gCl2+H2O同一周期元素金属性和非金属变化3.钠镁铝氢氧化物性质对比：氢氧化钠易与酸反应：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O氢氧化镁可与酸反应：Mg（OH）2+H2SO4=MgSO4+2H2O氢氧化铝具有两性（两性氢氧化物）2Al（OH）3+3H2SO4=Al2（SO4）3+6H2OH3AlO3+NaOH==NaAlO2+2H2O结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl结论：金属活动性NaMgAl同一周期元素金属性和非金属变化非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强Li3锂Be4铍B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Na11钠Mg12镁Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氩同一主族元素金属性和非金属变化•预测：从上到下，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。∴元素金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。•以碱金属和卤族元素为例：碱金属：从上到下，金属性逐渐增强卤素：从上到下，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。同一主族元素金属性和非金属变化Na11钠Li3锂K19钾Rb37铷Cs55铯F9氟Cl17氯Br35溴I53碘At85砹金属性逐渐增强金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强元素的金属性和非金属性递变小结HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强返回子菜单•价电子——元素原子的最外层电子或某些元素的原子的次外层或倒数第三层的部分电子。1.主族元素的最高正化合价等于它所在族的序数。非金属最高正价+|负化合价|=82.副族和第VⅢ族化合价较复杂原子结构与化合价的关系元素的化合价族IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA主要化合价气态氢化物的通式最高价氧化物的通式+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-1RH4RH3H2RHRR2OROR2O3RO2R2O5RO3R2O7返回子菜单元素原子半径的变化示意图原子半径的递变规律IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA1234567族周期原子半径逐渐变小原子半径逐渐变小在周期表中，同一主族的元素，从下到上，同一周期的主族元素，从左到右原子半径依次减小返回子菜单第三周期元素的最高价氧化物对应水化物酸性族IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA元素NaMgAlSiPSCl氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7水化物NaOHMg（OH）2Al（OH）3H2SiO4H3PO4H2SO4HClO4酸碱性强碱碱两性弱酸酸强酸最强酸酸性逐渐增强，碱性减弱同一主族元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA2LiLi2OLiOH3NaNa2ONaOHCl2O7HClO4Cl4KK2OKOHBr2O7HBrO4Br5RbRb2ORbOHI2O7HIO4I6CsCs2OCsOHAt2O7HAtO4At酸性增强碱性增强元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt酸性逐渐增强碱性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐增强元素气态氢化物的热稳定性BCNOFSiPSClAsSeBrTeIAt热稳定性逐渐增强热稳定性逐渐减弱热稳定性逐渐减弱热稳定性逐渐增强已知元素在周期表中的位置推断原子结构和元素性质根据元素的原子结构或性质推测它在周期表中的位置元素在周期表中的位置、性质和原子结构的关系元素位、构、性三者关系（举例）周期表中位置元素a.某元素处于第四周期，第VI主族b.某元素处于第六周期，第I主族c.某元素处于第三周期，0族d.某元素处于第二周期，第IIIA族SeCsArB元素位、构、性三者关系（举例）1.金属性最强的元素（不包括放射性元素）是；2.最活泼的非金属元素是；3.最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是；4.最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元素）是。CsFClCs元素位、构、性三者关系（举例）1.处于同周期的相邻两种元素A和B，A的最高价氧化物的水化物的碱性比B弱，A处于B的边（左或右）；B的原子半径比A；若B的最外层有2个电子，则A最外层有个电子。2.处于同周期的相邻两种元素A和B，A的最高价氧化物的水化物的酸性比B弱，A处于B的边（左或右）；B的原子半径比A；若B的最外层有3个电子，则A最外层有个电子。右大3左小2在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质根据周期表预言新元素的存在氟里昂的发现与元素周期表元素周期表的实际应用在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料返回子菜单寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料根据元素周期表预言新元素的存在•类铝（镓）的发现：1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，测得镓的比重为4.7，不久收到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是4.7，而是5.9~6.0，布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比重确实是5.94，这结果使他大为惊奇，认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说“我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的巨大意义”。根据元素周期表预言新元素的存在类铝（Ea）镓（Ga）（1871年门捷列夫预言）（1875年布瓦发现镓后测定）原子量约为69原子量约为69.72比重约为5.9~6.0比重约为5.94熔点应该很低熔点为30.1℃不受空气的侵蚀灼热时略起氧化灼热时能分解水气灼热时确能分解水气能生成类似明矾的矾类能生成结晶很好的镓矾可用分光镜发现其存在镓是用分光镜发现的最高价氧化物Ea2O3最高价氧化物Ga2O3门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致根据元素周期表预言新元素的存在•类硅（锗）的发现1886年由德国的温克勒在分析硫银锗矿中发现的，把它命名为Germanium以纪念他的祖国——德国（German）。元素符号为Ge。元素锗就是在1870年门捷列夫预言的基础上发现的。根据元素周期表预言新元素的存在类硅（Es）锗（Ge）原子量约为72原子量约为72.60比重约为5.5比重约为5.469最高价氧化物EsO2最高价氧化物GeO2EsO2比重4.7GeO2比重4.703氯化物EsCl4液体氯化物GeCl4液体EsCl4比重1.9GeCl4比重1.874EsCl4沸点约90℃GeCl4沸点83.0℃门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致返回子菜单氟里昂的发现与元素周期表•1930年美国化学家托马斯·米奇利成功地获得了一种新型的致冷剂——CCl2F2（即氟里昂，简称F12）。这完全得益于元素周期表的指导。在1930年前，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。氟里昂的发现与元素周期表•在第三周期中，单质的易燃性是NaMgAl，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3双比H2O易燃，再比较氢化物的毒性：AsH3PH3NH3H2SH2O，根据这样的变化趋势，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，不易燃的致冷剂。氟里昂的发现与元素周期表•米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的致冷剂CCl2F2终于应运而生了。•80年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。人们又将在元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。返回子菜单再见同一主族元素金属性和非金属变化返回周期返回周期返回周期返回主族返回副族核外电子排布的周期性变化元素原子半径的周期性变化元素主要化合价的周期性变化相似性质的元素周期性出现碱金属元素卤族元素稀有元素