《课时讲练通》高中化学必修2配套课件1.2.2元素周期表和元素周期律的应用(人教版)

第2课时元素周期表和元素周期律的应用学习目标1.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。2.了解元素化合价与元素在周期表中位置的关系。3.了解元素周期律和元素周期表的应用。学习重点元素周期表、元素周期律的应用。【自主预习】一、元素周期表中元素金属性和非金属性的递变增强非金属金属增强位于周期表中金属和非金属元素分界线上的元素(如Al、Si等)既能表现_______,又能表现_________。金属性非金属性二、元素的化合价与元素在周期表中位置的关系1.主族元素的化合价①：最高正化合价=_______=_____________或价电子②数。族序数最外层电子数2.非金属元素的化合价：所能失去或偏移的最外层电子数达到8电子稳定结构所需得到的电子数高正价+|最低负价|=8三、元素周期表和元素周期律的应用1.科学预测：为新元素的发现和预测它们的________________提供线索。2.指导其他与化学相关的科学技术研究：(1)在金属与非金属分界线附近的元素中寻找___________。(2)在周期表中的非金属区域探索研制农药的材料。(3)在过渡元素中寻找_______和_______________的合金材料。原子结构和性质半导体材料催化剂耐高温、耐腐蚀【自我小测】判断或回答下列问题：1.结合元素周期律分析,在现有元素中金属性和非金属性最强的分别是什么元素?提示：由元素周期律可知：同一周期,随着原子序数的递增,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族,从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。所以金属性最强的元素位于元素周期表的左下角,非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角,即金属性最强的应该为钫元素,但由于钫是放射性元素,在自然界中不能稳定存在,所以铯的金属性最强,氟的非金属性最强。2.金属只有还原性、非金属只有氧化性吗?试从化合价的角度分析。提示：金属没有负化合价,在反应中化合价只能升高,所以只有还原性;而某些非金属元素(如Cl、N等)的化合价,既有正价又有负价,化合价既可以升高,又可以降低,因此它们既有氧化性又有还原性。3.(判一判)主族元素最高正价与最低负价的绝对值之和一定等于8。()提示：氟无正价,而氧无最高正价。×4.(判一判)金属元素只表现金属性,非金属元素只表现非金属性,不表现金属性。()提示：位于周期表中金属与非金属分界线处的元素,如Al具有两性,表现出一定的非金属性,而单质硅是一种半导体材料,表现出一定的金属性。5.(判一判)高氯酸(HClO4)是酸性最强的含氧酸,所以氯元素是非金属性最强的元素。()提示：非金属性最强的元素是氟,氟元素只能得电子形成稳定结构,其得电子能力特别强,除零价外,只显负价,无对应的含氧酸。××【释义链接】①化合价化合价即一种元素的一定数目的原子,跟其他元素的一定数目的原子化合的性质。其实质是成键原子得失电子的数目或共用电子对偏移的数目。单质的化合价视为零价,在化合物中正负化合价的代数和等于零。金属无负价;非金属元素既有可能显正价(氟元素除外)也有可能显负价。②价电子元素的化合价与原子的电子层结构,特别是最外层电子数有密切的关系,因此,元素原子的最外电子层中的电子,也叫做价电子。有些元素的化合价与它们原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关,这部分电子也叫价电子。总之,价电子就是指那些与化合价关系密切的电子。元素的性质、原子结构及在周期表中的位置同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：具体表现为：1.结构与位置的关系：2.结构与性质的关系：3.位置、结构和性质的关系：1.元素在周期表中的位置与原子结构有何必然联系?提示：原子有几个电子层,元素就位于第几周期;主族元素的原子的最外电子层有几个电子,元素就位于第几主族。2.怎样根据元素在周期表中的位置推测原子结构和元素的性质?(从同周期、同主族两方面分析)提示：(1)同主族元素从上到下：原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,主要化合价相似,得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强。(2)同周期元素从左到右：原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,最高正化合价逐渐增大(第2周期F除外),得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱。总之,在元素周期表中,越向右向上,元素的非金属性越强,越向左向下,元素的金属性越强。3.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的水化物的酸性大小为XY,能否确定它们的相对位置?提示：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。4.M、N两种元素在周期表的相对位置如图所示,如何比较M、N的原子半径大小以及金属性、非金属性的强弱?提示：可以将M的前一种,N的上一种元素(设为R)作为参照进行比较,R与N同主族,与M同周期,原子半径NRM,金属性NRM,非金属性NRM,即原子半径NM,金属性NM,非金属性NM。MN5.根据“位置和性质的关系”分析Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱。提示：钙、铝和镁在周期表中的位置如图,故金属性CaMgAl,碱性Ca(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3。MgAlCa【探究提升】【知识点睛】元素周期表中元素性质的变化规律同周期(从左至右)同主族(从上至下)电子层数相同逐渐递增最外层电子数逐渐增多相同金属单质与水或酸置换出H2的难易易→难难→易最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强逐渐减弱碱性逐渐减弱逐渐增强同周期(从左至右)同主族(从上至下)非金属气态氢化物形成难易难→易易→难稳定性逐渐增强逐渐减弱元素金属性逐渐减弱逐渐增强元素非金属性逐渐增强逐渐减弱【规律方法】元素周期律的具体应用(1)预测未知元素的性质。依据：同主族性质的递变规律。如已知卤族元素的性质递变规律,可推知未知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。(2)比较元素的性质。依据：元素周期律。如比较H2SO4和H2SeO4的酸性大小,因为S、Se同主族,自上至下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应的水化物酸性减弱,故酸性：H2SO4H2SeO4。(3)解释实验现象：如氟气通入氯化钠溶液中,不是置换出氯气,而是与水发生剧烈反应,由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强,氟气是氧化性最强的非金属单质。(4)寻找新材料：如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：元素编号元素性质或原子结构TM层上有6个电子X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高价是+7价W其单质既能跟酸反应,又能跟强碱反应,都产生H2(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是。(2)元素Y与氢元素形成一种离子写出某溶液中含该微粒的检验方法。(3)元素Z在周期表中的位置是,元素Z与元素T相比,非金属性较强的是(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是。①常温下Z的单质和T的单质状态不同。②Z的氢化物比T的氢化物稳定。③一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应。4YH,(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他3种的是(填化学式),理由是___________。Z的最高价氧化物的水化物与W的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为__________。【解析】根据题目中T、X的电子层上的电子数或电子数与电子层数的关系可确定T为S,X为C;常温下Y的氢化物水溶液呈碱性,则Y为N;Z元素最高价为+7价(短周期中),故Z为Cl。(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,则为146C。(2)常利用铵盐与碱共热产生气体的方法检验的存在。(3)根据同周期元素的非金属性的递变规律可知非金属性ClS,Cl位于第3周期第ⅦA族。常温下Cl2和S的单质状态不同,属于物理性质,不能用于比较其元素非金属性的强弱;HCl比H2S稳定,说明Cl的非金属性比S的强;Cl2和S都能与NaOH溶液反应,说明Cl2和S均既有氧化性又有还原性,不能说明Cl的非金属性比S强。(4)H2SO4、HNO3、HClO4均为强酸且都属于氧化性酸,而H2CO3为非氧化性的弱酸。44YHNH,为4NH答案：(1)(2)取适量溶液加入试管中,向试管中加入浓NaOH溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则可证明该溶液中含有(3)第3周期第ⅦA族Cl②(4)H2CO3H2CO3为弱酸或非氧化性酸Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O146C4NH【互动探究】Z的单质与T的某种氧化物均具有漂白作用,若把两者按物质的量1∶1混合后通入品红溶液,能否使品红溶液褪色?提示：不能使品红溶液褪色。Z的单质为Cl2,具有强氧化性,T的氧化物有SO2、SO3,其中SO2具有漂白性。Cl2、SO2都可使品红溶液褪色,但将两者按物质的量1∶1混合后通入品红溶液,会发生反应Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,从而失去漂白性。【知识拓展】元素周期表中特殊位置的元素(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。(3)族序数等于周期数3倍的元素：O。(4)周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。(5)周期数是族序数3倍的元素：Na。(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。(8)除氢外,原子半径最小的元素：F。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（）A.同周期元素随着原子序数的递增原子半径逐渐增大B.第3周期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，最外层电子都达到8电子稳定结构D.同主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同【解析】选B。同周期元素随着原子序数的递增原子半径逐渐减小，故选项A错误；短周期元素形成离子后最外层不一定都达到8电子稳定结构，如H+、Li+，故C错；同主族元素的原子化学性质相似，但不完全相同，故D错。2.（2013·杭州高一检测）根据元素周期表的结构判断，下列叙述不正确的是（）A.K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D.M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等【解析】选C。K层电子为奇数的元素只有H，为第ⅠA族元素，A正确；L层电子为奇数的元素为Li、B、N、F，所在族序数与元素原子的L层电子数相等，B正确；若L层为次外层则无法确定其族序数，C错；M层电子为奇数的元素有Na、Al、P、Cl，D正确。3.（2013·邯郸高一检测）下列说法正确的是（）A.医疗上使用的131I和127I互为同位素B.C、N、O的最高正价依次升高，对应气态氢化物稳定性依次增强C.aA+、bB2+、cC-三种离子具有相同的电子层结构，则原子序数cabD.P、S、Cl原子半径依次减小，对应含氧酸的酸性依次增强【解析】选A。131I和127I为同种元素的不同核素，互为同位素，A正确；O无最高正价，B错；aA+、bB2+、cC-具有相同电子层结构，其核外电子数相同，A、B位于C的下一周期，且A失去1个电子后与B失去2个电子后核外电子数相等，故原子序数应为bac，C错；P、S、Cl的非金属性逐渐增强，但其含氧酸（如HClO）的酸性不一定强，D错。4.（双选）已知铍元素位于第2周期ⅡA族，下列叙述正确的是（）A.常温下，单质铍能与水迅速反应放出H2B.Be（OH）2不溶于水C.Be（OH）2溶于盐酸，也能溶于NaOH溶液D.BeCl2中各原子的最外层电子都满足8电子结构【解析