第1节 元素周期表第2.3课时

第一章物质结构与元素周期律第一节元素周期表元素周期表的发展第一张元素周期表是由俄国化学家门捷列夫制出的。其依据是将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，将化学性质相似的元素放在一个纵行，通过分类归纳，制出第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，开创了化学历史新纪元。当原子结构的奥秘被发现后，元素的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数。门捷列夫相对原子质量由小到大化学性质纵行核电荷数二、元素周期表结构1．周期表的编排原则：把相同电子层数的元素，按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。我们把元素周期表中的每一个横行称作一个周期，每一个纵行称作一族。电子层数原子序数递增最外层电子数电子层数递增周期族周期族周期数七个周期(七个横行)周期种类短周期长周期不完全周期周期序数及元素种数第1、2、3周期，元素种数分别为2、8、8第4、5、6周期，元素种数分别为18、18、32第7周期，目前已发现元素种数为26短周期长周期不完全周期七七第1、2、3周期，元素种数分别为2、8、8第4、5、6周期，元素种数分别为18、18、32第7周期，目前已发现元素种数为262．周期的分类及每一周期中的元素种类仔细阅读元素周期表，思考：周期表中有多少周期？每周期有多少种元素？按各周期中元素种类的多少可将进行怎样的分类？完成下表3．族的分类仔细阅读元素周期表，思考：在周期表中共有多少列？分为哪些族？族数十六个族（18个纵行）族类主族(A)副族(B)VIII族零族族数相关定义共7个主族，由长周期元素和短周期元素组成共7个副族，族中只有长周期元素包括8、9、10三个纵行的元素稀有气体元素十六18主族(A)副族(B)VIII族零族共7个主族，由长周期元素和短周期元素组成共7个副族，族中只有长周期元素包括8、9、10三个纵行的元素稀有气体元素观察与思考：（1）在周期表中，各族从左到右的排列顺序如何？各族从左到右依次是：IA族、IIA族、IIIB族、IVB族、VB族、VIB族、VIIB族、VIII族、IB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族、VIA族、VIIA族、0族。IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA0（2）周期表中,只有18个纵行,但第六周期和第七周期的元素种类都超过了18种。这是因为：在第六周期中，从57号镧（La）到71号元素镥(Lu)，共15种元素，它们的最外层和次外层电子层结构及元素的化学性质十分相似，这15种元素总称为镧系元素。排在周期表第六行，第三列。在第七周期中，89号元素锕(Ac)到103号铹(Lr)这15种元素总称为锕系元素，排在第七行，第三列。5771最外层和次外层电子层结构及元素的化学性质镧系三89103锕系三（3）通过周期表，我们还可以对元素进行分区，如硼、硅、砷、碲、砹和铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，虚线的左下侧为金属元素，共90种；右上侧为非金属元素，共22种。位于虚线附近的元素，既表现金属元素的性质，又表现为非金属元素的性质。(4)IIA族、IIIA族同周期元素的原子序数之差可能为1、11、25。金属非金属22901、11、2526Fe铁3d64s255.85(5)周期表中元素的有关信息原子序数元素名称相对原子质量元素符号外围电子(6)主族元素的族序数与该元素原子的最外层电子数存在怎样的关系？族序数=最外层电子数(7)小结：你能用一句话来概括元素周期表的结构吗？三短三长一不全；七主七副一零一Ⅷ；横行同层序递增，纵行同价层递增。族序数=最外层电子数三短三长一不全；七主七副一零一Ⅷ；横行同层序递增，纵行同价层递增。(8)下列为1-18号元素的几种不同格式的元素周期表，请分别说一说各种不同的排列方式的依据。指出哪一种更加合理。表一HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr表二HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr表三表四HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr结论：表二最合理表二最合理知识过关：1.根据周期表的有关知识，完成下表类别周期序数电子层数起止元素元素种数零族元素原子序数短周期11H—He2222Li—Ne81033Na—Ar818长周期44K—Kr183655Rb—Xe185466Cs—Rn3286不完全周期77Fr—112号261234567H—HeLi—NeNa—ArK—KrRb—XeCs—RnFr—112号28818183226210183654862.推算原子序数为3、13、34、53、85、114的元素在周期表中的位置。原子序数313345385114周期数二三四五六七族IAIIIAVIAVIIAVIIAIVA二三四五六七IAIIIAVIAVIIAVIIAIVA3.下列各组中的元素用原子序数表示，其中都属于主族的一组元素是（C）A.14、24、34B.26、31、35C.5、15、20D.11、17、184.下列各表为周期表的一部分（表中为原子序数），其中正确的是（D）CD191811102191811102191143219114322413121162413121163231147632311476ABCD5．同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是（D）A．16B．26C．36D．466．已知A为第IIA族元素，B为第IIIA族元素，它们的原子序数分别为m和n，下列关系错误的是（D）A．n=m+1B．n=m+11C．n=m+25D．n=m+10DD7．周期表中有相邻的主族元素A、B、C，A与B同周期，B与C同主族，它们的原子最外电子数电子数之和为19，原子序数之和为41，则A、B、C三种元素的符号分别是Cl、S、O。Cl、S、O第一章物质结构与元素周期律第一节元素周期表一、碱金属元素1.碱金属元素科学探究:查阅元素周期表中的有关信息，填写下表。元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径(nm)碱金属元素锂Li3120.125钠Na11130.186钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.265Li312Na1113K1914Rb3715Cs5516由上表可知,碱金属元素在原子结构上有相同的地方,也有不同之处。相同点：最外层电子数均为1个。不同点：随核电荷数的递增，电子层数依次增多,原子半径依次增大。这与碱金属的性质有何联系呢？最外层电子数均为1个电子层数原子半径2.碱金属的性质I．碱金属化学性质的相似性与递变性实验(1):将一干燥的坩埚加热，同时取一小块钾，擦干表面的煤油后，迅速的投入到热坩埚中，观察现象。同钠与氧气的反应比较。加热后,金属钾熔化成小球，剧烈燃烧，发出紫色火光(透过蓝色钴玻璃)。实验(2):在培养皿中放入一些水，然后取绿豆大的钾，吸干表面的煤油，投入到培养皿中，观察现象。金属钾浮在水面上，剧烈反应，听到微弱的爆鸣声，并且出现紫色的火光(透过蓝色钴玻璃)同钠与水的反应进比较，完成表格。钠钾与氧气反应现象剧烈反应，生成淡黄色的固体，并发出黄色火焰剧烈反应(比钠与氧气反应剧烈)，透过蓝色钴玻璃可观察到紫色火焰。原理2Na+O2==Na2O2K+O2==KO2与水反应现象浮、熔、游、动、响浮、熔、游、动、响(更剧烈)原理2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑结论常温下，钠钾都能与O2和水反应，但钾比钠更活泼。剧烈反应，生成淡黄色的固体，并发出黄色火焰2Na+O2==Na2O2浮、熔、游、动、响2Na+2H2O=2NaOH+H2↑剧烈反应(比钠与氧气反应剧烈)，透过蓝色钴玻璃可观察到紫色火焰。K+O2==KO2浮、熔、游、动、响(更剧烈)2K+2H2O=2KOH+H2↑常温下，钠钾都能与O2和水反应，但钾比钠更活泼思考与交流：⑴根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同，并结合前面所学碱金属元素原子结构知识找出元素的性质与他们的原子结构的关系完成下表。结构的相似性性质的相似性结构的递变性性质的递变性Li最外层电子数均为1都能与氧气等非金属单质以及水反应，表现出金属性电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力依次减弱从锂到铯金属性依次增强NaKRbCs结论原子结构决定元素的性质，元素的性质反映原子结构最外层电子数均为1都能与氧气等非金属单质以及水反应，表现出金属性电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力依次减弱从锂到铯金属性依次增强原子结构决定元素的性质，元素的性质反映原子结构⑵试写出碱金属元素(用R表示)与水反应的通式:2R+2H2O=2ROH+H2↑2R+2H2O=2ROH+H2↑单质颜色和状态密度(g/cm3)熔点(0C)沸点(0C)Li银白色固体，柔软0.534180.51347Na银白色固体，柔软0.9797.81882.9K银白色固体，柔软0.8663.65774Rb银白色固体，柔软1.53238.89688Cs略带金色光泽固体，柔软1.87928.40678.4II．碱金属物理性质的相似性与规律性相似性：碱金属单质除铯外，其余都呈银白色；它们都较柔软，密度较小，熔点较低；与其它金属一样，它们的导电性、导热性和延展性好；如液态钠可做核反应堆的传热介质。规律性：随电子层数增加、原子半径增大，单质的熔点、沸点依次降低。思考：锂可保存于煤油中吗？为什么？不能。锂的密度比煤油的小。银白柔软密度熔点导电性、导热性和延展核反应堆电子层数原子半径降低不能。锂的密度比煤油的小二、卤族元素1．卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气态气态液态固态熔沸点熔点、沸点低，随相对分子质量的增大，熔点、沸点逐惭升高；溴易挥发，碘易升华。密度随相对分子质量的增大，密度增大。浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色气态气态液态固态熔点、沸点低，随相对分子质量的增大，熔点、沸点逐惭升高；溴易挥发，碘易升华。随相对分子质量的增大，密度增大。2．卤族元素的原子结构（如下图）FClBrI根据卤素的原子结构可知：卤素原子最外层电子数相同；随原子序数的增大，电子层数的增加，原子半径增大，得电子能力减弱，非金属性减弱。最外层电子数原子半径得电子能力非金属3．卤素单质与氢气反应名称反应条件方程式氢化物的稳定性F2冷暗处爆炸H2+F2===2HFHF很稳定Cl2光照或点燃H2+Cl2===2HClHCl稳定Br2加热H2+Br2===2HBrHBr较不稳定I2持续加热H2+I2===2HIHI很不稳定冷暗处爆炸光照或点燃加热持续加热H2+F2=2HFH2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBrH2+I2=2HI光HF很稳定HCl稳定HBr较不稳定HI很不稳定从卤素单质与氢气反应可知，随原子半径的增大，卤素原子的非金属性依次减弱，卤素单质的氧化性依次减弱。具体体现在如下几个方面：⑴单质与H2反应的条件依次增加⑵单质与H2反应的剧烈程度依次减少⑶生成的的气态氢化物的稳定性依次减少。非金属氧化性条件依次增加剧烈程度依次减少稳定性依次减少4．卤素单质间的置换反应：(实验1-1)操作现象化学方程式将少量新制的饱和氯水分别注盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，在注入少量四氯化碳，振荡，静置。液体分为两层,上层无色,下层分别为橙红色、紫红色①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2②2NaI+Cl2=2NaCl+I2将少量的溴水注入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量的四氯化碳，振荡，静置。液体分为两层,上层无色,下层为紫红色2NaI+Br2=2NaBr+I2液体分为两层,上层无色,下层分别为橙红色、紫红色①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2②2NaI+Cl2=2NaCl+I2液体分为两层,上层无色,下层为紫红色2NaI+Br2=2NaBr+I2实验结论随核电荷数的增加,卤素单质的氧化性逐渐减弱，即：(氧化性)F2Cl2Br2I2随核电荷数的