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1、第一章物质结构与元素周期律第一节元素周期表 第2课时元素周期表概述 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
2、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 七 七 2 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 十六 18 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
3、族 VIIA族 0族 IAIIAIIIB IVBVBVIBVIIBVIII IBIIBIIIAIVAVA VIAVIIA0 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 103 锕系 三 3 通过周期表 我们还可以对
4、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 22 90 1 11 25 26Fe铁3d64s255 85 5 周期表中元素的有关信息 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 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
5、长一不全 七主七副一零一 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 表二 表三 表四 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 2 推算原子序数为3 13 34 53 85 114的元素在周期表中的位置 3 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 C D ABCD 5 同一主族的两种元素的原子
6、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 10 D D 7 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 第3课时元素的性质与原子结构 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 由上表可知 碱金属元素在原子结构上有相
7、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
8、与水的反应进比较 完成表格 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 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 原子结构决定元素的性质 元素的性质反映原子结构 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 II 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
9、 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 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 光 从卤素单质与
10、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 单质与H2反应的条件依次增加 单质与H2反应的剧烈程度依次减少 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 随核电荷数的增加 卤素单质的氧化性逐渐减弱 即 氧化性 F2 Cl2 Br2 I2 思考与交流 若实验中将换成苯或汽油 现象有何不同 元素的性质与原子结构有着密切的关系 主要与原子核外电子的排布 特别是最外层电子数有关 原子结构相似的一族元素 它们在化学性质上表现出相似性和递变性 同一主
11、族中 随原子核外电子层数增加 得电子能力逐渐减弱 失电子能力逐渐增强 非金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 原子结构 核外电子的排布 最外层电子 数 原子结构 相似性和递变 核外电子层数 得电子 失电子 非金属 金属 讨论主族元素随着原子核外电子层数增加 它们得失电子能力 金属性 非金属性的递变趋势 元素的金属性和非金属性强弱的判断依据 元素金属性 元素单质与酸反应的难易 易 强 元素单质与水反应的难易 易 强 元素最高价氧化物的水化物 氢氧化物 的碱性强弱 强 强 元素最高价氧化物的水化物 含氧酸 的酸性强弱 强 强 元素单质与氢气反应的难易 易 强 气态氢化物的稳定性 稳定 强 元素非金属性
12、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 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 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 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 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 8副族和第V 族化合价较复杂
13、原子结构与化合价的关系 元素的化合价 1 2 3 4 4 5 3 6 2 7 1 RH4 RH3 H2R HR R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 原子半径的递变规律 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 第三周期元素的最高价氧化物对应水化物酸性 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 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 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 热稳定性逐渐增强 热稳定性逐渐
14、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 Se Cs Ar B 元素位 构 性三者关系 金属性最强的元素 不包括放射性元素 是 最活泼的非金属元素是 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是 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 Cs F Cl Cs 元素位 构 性三者关系 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
15、A最外层有个电子 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 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
16、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 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 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
