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1、第 3 课时元素周期表和元素周期律的应用 学习目标定位 1 知道元素周期表的简单分区 2 进一步认识元素周期表是元素周期律的 具体表现形式 3 学会运用元素周期表 元素周期律的有关知识 指导科学研究和工农业生产 一 元素周期表的分区及元素性质的比较 1 元素周期表的金属区和非金属区 1 分界线的划分 沿着周期表中B Si As Te At 跟 Al Ge Sb Po 之间画一条斜线 斜线的左面是金属元素 右面是非金属元素 2 分界线附近的元素 既能表现出一定的金属性 又能表现出一定的非金属性 故元素的金属 性和非金属性之间没有严格的界线 3 周期表的左下方是金属性最强的元素 是铯元素 放射性元
2、素除外 右上方是非金属性最 强的元素 是氟元素 最后一个纵行是0 族元素 2 元素金属性强弱的比较 比较金属性的强弱 其实质是看元素原子失去电子的难易程度 越易失电子 金属性越强 1 根据元素周期表判断 同一周期 从左到右 随着原子序数的递增 元素的金属性逐渐减弱 同一主族 从上到下 随着原子序数的递增 元素的金属性逐渐增强 2 根据元素单质及其化合物的相关性质判断 金属单质与水 或酸 反应越剧烈 元素的金属性越强 如 Zn 与盐酸反应比Fe 与盐酸反应更 容易 则金属性 Zn Fe 最高价氧化物对应水化物的碱性越强 元素的金属性越强 如碱性 NaOH Mg OH 2 则金 属性 Na Mg
3、金属单质间的置换反应 如Zn Cu2 Zn2 Cu 则金属性 Zn Cu 元素的原子对应阳离子的氧化性越强 则元素的金属性越弱 如氧化性 Mg 2 Na 则金 属性 Mg Na 3 根据金属活动性顺序判断 一般来说 排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强 如Fe 排在 Cu 的前面 则金属性 Fe Cu 提醒金属性强弱的比较 关键是比较原子失去电子的难易 而不是失去电子数的多少 如 Na 失去一个电子 而 Mg 失去两个电子 但 Na 的金属性比Mg 强 3 元素非金属性强弱的比较 比较元素非金属性的强弱 其实质是看元素原子得到电子的难易程度 越易得电子 非金属性 越强 1 根据元素周期表判
4、断 同一周期 从左到右 随着原子序数的递增 元素的非金属性逐渐增强 同一主族 从上到下 随着原子序数的递增 元素的非金属性逐渐减弱 2 根据元素单质及其化合物的相关性质判断 非金属单质越易跟H2化合 其非金属性越强 如 F2与 H2在暗处即可反应 Br2与 H2在加热 条件下才能反应 则非金属性 F Br 气态氢化物越稳定 其非金属性越强 如稳定性 HF HCl 则非金属性 F Cl 最高价氧化物对应水化物的酸性越强 其非金属性越强 如酸性 H2SO4 H3PO4 则非金属 性 S P 非金属单质间的置换反应 如Cl2 2KI 2KCl I2 则非金属性 Cl I 元素的原子对应阴离子的还原性
5、越强 其非金属性就越弱 如还原性 S2 Cl 则非金属 性 Cl S 4 元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系 主族元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数 而非金属的最低负化合 价则等于使原子达到8 电子稳定结构所需得到的电子数 所以 非金属元素的最高正化合价 和它的最低负化合价的绝对值之和等于8 1 最高正化合价 族序数 原子最外层电子数 O F 除外 2 最高正化合价 最低负化合价 8 归纳总结 元素金属性 非金属性递变与其在周期表中的位置关系 请填写出图中序号所示内容 增强 减弱 增强 增强 Al Si 金属 非金属 提醒 1 周期表的左下方是金属性最强的元素 铯
6、 放射性元素除外 右上方是非金属性最强 的元素 氟 碱性最强的是CsOH 酸性最强的含氧酸是HClO4 2 由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线 因此 位于分界线附近的元素 既能表 现出一定的金属性 又能表现出一定的非金属性 1 下列说法错误的是 A 作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处 B 农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内 C 构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内 D 在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素 答案C 解析构成催化剂的元素大多为过渡金属元素 在元素周期表的中间部分 2 X Y 是元素周期表第 A 族中
7、的两种元素 下列叙述能说明X 的非金属性比Y 强的是 A X 原子的电子层数比Y 原子的电子层数多 B Y 的单质能将X 从 NaX 的溶液中置换出来 C X 的单质比Y 的单质更容易与氢气反应 D 同浓度下X 的氢化物水溶液比Y 的氢化物水溶液的酸性强 答案C 解析因 X Y 是元素周期表中第 A 族的元素 若 X 原子的电子层数多 则说明 X 比 Y 的 非金属性弱 A 错误 B 项事实说明Y 比 X 更活泼 B 错误 根据单质与H2化合的难易判断 X2 与 H2化合更容易 说明氧化性 X2 Y2 则非金属性 X Y C 正确 非金属元素氢化物水溶液 酸性的强弱不能作为元素非金属性强弱的判
8、断依据 D 错误 二 元素周期表和元素周期律的应用 1 元素在周期表中的位置与原子结构 元素性质间的关系如图所示 1 核外电子层数 周期数 2 主族元素的最外层电子数 价电子数 主族序数 最高正价数 O F 元素除外 3 质子数 原子序数 原子核外电子数 核电荷数 4 最低负价的绝对值 8 主族序数 仅限第 A A 族 5 原子半径越大 失电子越容易 单质还原性越强 其离子的氧化性越弱 6 原子半径越小 得电子越容易 单质氧化性越强 元素非金属性越强 形成的气态氢化物越稳 定 形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强 2 判断元素金属性 非金属性的强弱 金属性非金属性 同主族 从上到下 依次增
9、强依次减弱 同周期 从左到右 依次减弱依次增强 3 寻找新物质 由于在周期表中位置靠近的元素性质相近 在周期表一定区域内寻找元素 发现物质的新用途 被视为一种相当有效的方法 如在周期表中金属和非金属的分界处 可以找到半导体材料 还 可以在过渡元素中寻找催化剂和耐高温 耐腐蚀的合金材料 元素周期表和元素周期律的应用 1 可以由元素在周期表中的位置推测其结构和性质 2 根据元素的结构和性质 推测它在周 期表中的位置 3 指导新元素的发现及预测它们的性质 4 指导其他与化学相关的科学技术 如在周期表中金属元素和非金属元素分界线附近 可以 找到半导体材料 在过渡元素中寻找催化剂和耐高温 耐腐蚀的合金材
10、料 3 X Y Z 是三种短周期元素 其中 X Y 位于同一主族 Y Z 处于同一周期 X 原子的最 外层电子数是其电子层数的3 倍 Z 原子的核外电子数比Y 原子少1 下列说法正确的是 A 元素非金属性由弱到强的顺序为Z Y X B Y 元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4 C 三种元素的气态氢化物中 Z 的气态氢化物最稳定 D 原子半径由大到小的顺序为Z Y X 答案A 解析X 原子的最外层电子数是其电子层数的3 倍 说明 X 是氧元素 则 Y 必然为硫 元素 Z 原子的核外电子数比Y 原子少 1 则 Z 为磷元素 它们在周期表中的位置如图 元素非金属性由弱到强的顺序为P
11、S O A 项正确 S 元素最高价氧化物对应水化物的化 学式可表示为H2SO4 B 项错误 非金属性越强 其氢化物的稳定性越强 因此 X 的气态氢化物 最稳定 C 项错误 根据元素周期律 原子半径由大到小的顺序为P S O D 项错误 4 锗 Ge 是第四周期 A 族元素 处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上 下列叙述 正确的是 A 锗是一种金属性很强的元素 B 锗的单质具有半导体的性能 C 锗化氢 GeH4 稳定性很强 D 锗酸 H4GeO4 是难溶于水的强酸 答案B 解析依据同主族元素性质递变规律可知 气态氢化物稳定性 CH4 SiH4 GeH4 而已知硅 烷 SiH4 不稳定 故
12、GeH4稳定性很弱 最高价氧化物对应水化物的酸性 H2CO3 H4SiO4 H4GeO4 H4SiO4难 溶于水 故 H4GeO4为难溶于水的弱酸 因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线 上 所以锗单质应具有半导体的性能 思维启迪推断陌生元素性质时要从以下三个角度分析 1 与同周期前 后元素相比较 依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质 2 与同主族上 下元素相比较 依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质 3 比较不同周期 不同主族元素的性质时 可借助 三角 规律进行推断 若 A B C 三种元素位于元素周期表中如图所示位置 有关元素的各种性质均可排出顺序 但 D 不能参与排序
13、 原子半径 C A B 金属性 C A B 非金属性 B A C 1 下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是 原子序数为15 的元素的最高化合价为 3 第 A 族元素是同周期中非金属性最强的元素 第二周期 A 族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 原子序数为12 的元素位于元素周期表的第三周期 A 族 A B C D 答案C 解析原子序数为15 的元素是P 最高化合价为 5 价 错误 在元素周期表中 同一周期随 原子序数递增非金属性逐渐增强 正确 C 的质子数为6 但中子数不一定为6 因为 C 存在 14C 13C 等同位素 错误 原子序数为 12 的元素为Mg 正确 2 镁 锂在元素周期
14、表中具有特殊 对角线 关系 它们的性质相似 例如 它们的单质在过 量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等 下列关于锂的叙述不正确的是 A Li2SO4能溶于水 B LiOH 是易溶于水 受热不分解的强碱 C Li 遇浓硫酸不产生 钝化 现象 D Li2CO3受热分解 生成 Li2O 和 CO2 答案B 解析根据题中信息 将镁的有关性质进行迁移应用 可推测锂的有关性质 由 Mg Mg OH 2 MgCO3 MgSO4的性质推测相应的Li 及其化合物的性质 MgSO4易溶于水 Mg OH 2是难 溶 易分解的中强碱 Mg 与浓硫酸能发生反应 MgCO3受热易分解生成 MgO 和 CO2 故 B 项
15、不正确 3 下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是 HCl 比 H2S 稳定 HClO 氧化性比H2SO4强 HClO4酸性比 H2SO4强 Cl2能与 H2S 反应生成 S 氯原子最外层有7 个电子 硫原子最外层有6 个电子 A B C D 答案A 解析判断元素的非金属性强弱是根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 即最 高价含氧酸 而不是氧化性强弱 故 错 对 最外层电子数多的非金属性不一定强 如最外 层电子数I O 但非金属性II 的是 A Cl2 2I 2Cl I2 B 稳定性 HCl HI C 酸性 HClO4 HIO4D 酸性 HClO3 HIO3 答案D 解析元素的
16、非金属性越强 对应单质的氧化性越强 Cl2 2I 2Cl I 2 说明 Cl2的氧化性 大于 I2 元素的非金属性 Cl 大于 I A 正确 元素的非金属性越强 对应氢化物的稳定性越强 氯化氢比碘化氢稳定 可说明氯元素的非金属性比碘元素强 B 正确 元素的非金属性越强 对 应最高价氧化物的水化物的酸性越强 酸性 HClO4 HIO 4 可说明氯元素的非金属性比碘元素 强 C 正确 酸性 HClO3 HIO3 不能说明非金属性 Cl I 因为两种酸不是最高价含氧酸 D 错 误 5 X Y 两元素是同周期的非金属主族元素 如果X 原子半径比Y 的大 下面说法正确的是 A 最高价氧化物对应水化物的酸性 X 的比 Y 的强 B X 的非金属性比Y 的强 C X 的阴离子比Y 的阴离子还原性强 D X 的气态氢化物比Y 的稳定 答案C 解析X 原子半径比Y 的大 说明 X 在 Y 的左边 原子序数 X 比 Y 小 X 的非金属性比Y 的弱 因此最高价氧化物对应水化物的酸性X 比 Y 的弱 X 的阴离子比Y 的阴离子还原性强 X 的 气态氢化物不如Y 的稳定 题组三元素 位 构 性 之间的关系 6
