元素周期律 的发现和应用

§9.3元素周期律的发现和应用一、元素周期表的发展历史1865年英国化学家纽兰兹的“八音律”1829年德国化学家德贝莱纳的“三素组”LiCaPSClNaSrAsSeBrKBaSbTeI1869年俄国化学家门捷列夫在总结前人工作和他本人大量科学实践的基础上，提出了元素周期律的理论，为化学科学的近代发展奠定了基础。他预言了一些未知元素（如：类硼、类硅、类铝）的存在并得到了证实门捷列夫对于“类硅”元素的预言性质门捷列夫的预言锗的真实数据原子量7272.59密度(g/cm3)5.55.32颜色灰色灰色熔点高947℃氧化物化学式EsO2GeO2氧化物密度4.74.228氯化物化学式EsCl4GeCl4氯化物密度1.91.844门捷列夫的预言在若干年后都得到了证实。门捷列夫周期律和周期表开始被人们广泛的接受和应用。门捷列夫周期律和周期表存在的不足的地方：1、抓住原子量与元素性质的关系2、实验条件不能满足要求门捷列夫能够成功的原因：1、前人的经验和成果2、科学思想和大胆预测3、没有机械地完全照搬当时测定的原子量数值来排序1894-1898年稀有气体的发现，使元素周期律理论经受了一次考验。门捷列夫当时指出，可以在周期表上开辟一个走廊，结果在周期表中增添了一个0族。更进一步完善了周期表，使元素周期律理论得到了发展。1913年英国科学家莫斯莱“化学元素的性质是它们原子序数（而不再是原子量）的周期性函数”。Igetit!!!ButIhaveabetterone!20世纪初期，逐步发展起来了原子电子层结构理论和原子核结构理论，使人们能够更深入地认识到元素性质周期性变化的本质原因：“化学元素性质的周期性来源于原子电子层结构的周期性”。二、现在的元素周期表的编排原则1、将电子层数相同的元素按照原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行2、把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行棱台型元素周期表扇形元素周期表立式周期表螺旋型周期表三、元素周期表的应用1、寻找和判断性质相似的元素。2、寻找特定性质的物质。如：两性元素，高效农药，催化剂，耐高温、耐腐蚀的合金材料，致冷剂，超导材料等。3、预测和寻找新的元素。4、是对自然科学量变到质变规律强有力的佐证。5、把元素的结构-性质-位置三者作了完整地结合有关“对角线原则”结论：处于对角线位置的元素具有相似的物理化学性质元素周期率的应用2、根据位置推测元素性质例1、硒为第四周期ⅥA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，硒不可能具有的性质是（）A硒单质有很强的氧化性B其最高价氧化物的水化物显酸性C－2价是硒的稳定价态D硒化氢的水溶液显弱酸性AC例2、锶是第5周期ⅡA族元素。由此判知下列表述中，锶不应具有的性质是（）A.锶的活泼性比钙强，但比钡弱。B.碳酸锶是难溶于水的盐。C.硫酸锶是难溶于水的白色固体。D.氢氧化锶是一种中强碱或弱碱。D课堂练习：已知A、B、C、D四种元素各有7、11、15、19个质子，试推断它们在周期表中的位置，写出它们的主要化合价，气态氢化物和最高价氧化物的化学式，并比较它们的原子半径大小及金属性或非金属性的强弱。A：第二周期第ⅤA族，化合价+5、-3，NH3，HNO3。B：第三周期第ⅠA族，化合价+1，NaOH。C：第三周期第ⅤA族，化合价+5，PH3，H3PO4或HPO3。D：第四周期第ⅠA族，化合价+1，KOH。原子半径：KNaPN金属性强弱：KNaPN非金属性强弱：NPNaK3、指导工农业生产和科研的方向例元素周期表中位于金属和非金属交界处容易找到的元素是：（）A制催化剂的元素B耐高温的合金元素C制农药的元素D半导体元素D在右上角可寻找制农药的元素；在金属与非金属交界处寻找半导体元素；在过渡元素中寻找耐高温、制催化剂的元素[讨论题]元素A—D是元素周期表中短周期的四种主族元素，请根据表中信息回答下列问题。⑴推得：A是_____B是____C是____D是____（写元素符号）⑵写出C的氧化物的化学式___________________。⑶写出D的最高氧化物与C的最高氧化物对应水化物的反应方程式_________________________________________________，写出B的单质与C的最高氧化物对应水化物的反应的离子方程式____________________________________________________。元素ABCD性质结构信息单质在常温、常压下是淡黄色固体，单质在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。单质常温、常压下是气体，能溶于水。其最高氧化物对应水化物属最强酸A元素的原子是短周期主族元素中原子半径最大的原子。原子的电子层数等于最外层电子数，其最高氧化物对应水化物与A、B、C的最高氧化物对应水化物都能反应SClNaAlNa2O、Na2O2Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2OCl2+2OH-→Cl-+ClO-+H2O⑶A与C形成的化合物溶于水，pH____7（填“＞”“＜”或“＝”），用化学方程式表示原因________________________________________。⑷A、B、C、D的简单离子的半径由大到小是（用离子符号表示）________________________________。–B元素的最高正价为+6–常温、常压下单质难溶于水–单质分子中含有18个电子–在一定条件下镁条能与单质B反应⑸A和D量元素金属性较强的是（写元素符号）。写出能证明该结论的一个实验事实。S2-+H2OHS-+OH-S2-Cl-Na+Al3+学习科学家的—执著忘我的精神