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1、第三节第三节 元素周期表的应用元素周期表的应用 1871年年,门捷列夫预言：一定存在一种元素，在门捷列夫预言：一定存在一种元素，在元素周期表中它紧排在锌（元素周期表中它紧排在锌（Zn)的后面，处于铝的后面，处于铝(Al)和铟和铟(In)之间。门捷列夫将其称为之间。门捷列夫将其称为”类铝类铝”，并预测，并预测了它的性质。了它的性质。4年以后，法国化学家布瓦博德朗年以后，法国化学家布瓦博德朗(P.E.L.de Boisbaudran)发现了这种元素发现了这种元素镓镓(Ga)，并通过实验验证了门捷列夫的预言。你，并通过实验验证了门捷列夫的预言。你 知道门捷知道门捷列夫是如何作出如此准确的预测的吗？你
2、知道元素周列夫是如何作出如此准确的预测的吗？你知道元素周期表中元素的性质呈现怎样的变化规律吗？期表中元素的性质呈现怎样的变化规律吗？联联 想想 质质 疑疑交流研讨：交流研讨： 尝试根据元素原子结构的递变规律预尝试根据元素原子结构的递变规律预测第三周期元素原子失电子能力或得电测第三周期元素原子失电子能力或得电子能力的相对强弱。子能力的相对强弱。第三周第三周期元素期元素 11钠钠 12镁镁 13铝铝 14硅硅 15磷磷 16硫硫 17氯氯 18氩氩Na Mg Al Si P S Cl Ar金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气稀有气体元素体元素失电子能力的强弱失电子能力的强弱得电子能力的强弱得
3、电子能力的强弱方法导引方法导引 元素原子失电子能力的强弱，可以元素原子失电子能力的强弱，可以采用下列方法间接判断：采用下列方法间接判断： 1、比较元素单质与水（或酸）反应比较元素单质与水（或酸）反应 置换出氢的难易程度置换出氢的难易程度。置换反应越容。置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强。易发生，元素原子的失电子能力越强。 2、比较元素最高价氧化物对应水化比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱物的碱性强弱。一般说来，碱性越强，。一般说来，碱性越强，元素原子失电子的能力越强。元素原子失电子的能力越强。实验探究实验探究 钠、镁、铝失电子能力比较钠、镁、铝失电子能力比较试剂：试剂： 酚酞溶
4、液，酚酞溶液，PH试纸，面积相同的镁试纸，面积相同的镁条和铝条，条和铝条，MgCl2溶液，金属钠（切成小溶液，金属钠（切成小块），盐酸（块），盐酸（1mol/L），），NaOH溶液，溶液，AlCl3溶液，蒸馏水溶液，蒸馏水.仪器仪器： 烧杯，试管，玻璃片，酒精灯，试管烧杯，试管，玻璃片，酒精灯，试管夹。夹。 实验内容实验内容实验现象实验现象结论结论Na+HNa+H2 2O OMg+HMg+H2 2O OMg+HCl(aq)Mg+HCl(aq)Al+HCl(aq)Al+HCl(aq)常温下常温下, ,反应剧烈反应剧烈, ,酚酚酞变红酞变红加热反应缓慢加热反应缓慢, ,酚酚酞变浅红色酞变浅红色反应
5、剧烈生成大反应剧烈生成大量气体量气体反应较剧烈反应较剧烈, ,生成生成气体气体失电子能力失电子能力: :NaNaMgMg失电子能力失电子能力: :Mg Mg AlAl元素名称元素名称钠钠(Na) 镁镁(Mg) 铝铝(Al)最高价氧化物对应的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱水化物的碱性强弱NaOHMg(OH)2 Al(OH)3强碱强碱 中强碱中强碱 弱碱弱碱实验结论实验结论:失电子能力失电子能力 钠镁铝钠镁铝方法导引方法导引 元素原子得电子能力的强弱，可以采元素原子得电子能力的强弱，可以采用下列方法间接判断：用下列方法间接判断： 1、元素单质与氢气化合的难易程度元素单质与氢气化合的难易程度，一
6、般说来，反应越容易进行，元素原子得一般说来，反应越容易进行，元素原子得电子的能力越强。电子的能力越强。 2、比较气态氢化物的稳定性比较气态氢化物的稳定性，气态氢，气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。 3、比较元素最高价氧化物对应水化物的比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱酸性强弱。一般说来，酸性越强，元素原。一般说来，酸性越强，元素原子得电子的能力越强。子得电子的能力越强。元素名称（或符元素名称（或符号）号）硅（硅（SiSi） 磷（磷（P P） 硫（硫（S S） 氯氯（ClCl）最高价氧化物对最高价氧化物对应水化物的酸性应水化物的酸性强弱强弱生
7、生 成气态氢化物成气态氢化物的难易的难易气态氢化物的稳气态氢化物的稳定性定性实验结论实验结论H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4弱酸弱酸 中强酸中强酸 强酸强酸 最强酸最强酸SiH4 PH3 H2S HCl 越来越易越来越易SiH4 PH3 H2S HCl得电子能力得电子能力 硅磷硫氯硅磷硫氯高温高温高温高温加热加热加热加热加热加热加热加热 点燃或光照点燃或光照点燃或光照点燃或光照同周期元素性质的递变规律同周期元素性质的递变规律( (从左到右从左到右) ) (1) (1)失电子能力逐渐减弱失电子能力逐渐减弱, ,得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强; ; (2) (2)最高价氧化物
8、对应水化物的碱性逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱, ,酸性逐渐增强酸性逐渐增强; ; (3) (3) 气态氢化物的稳定性逐渐增强气态氢化物的稳定性逐渐增强; ; 在同一周期中，各元素原子的在同一周期中，各元素原子的核外电子层数核外电子层数 ，但从左到，但从左到右核电荷数依次右核电荷数依次 ，最外层，最外层电子数依次电子数依次 ，原子半径逐，原子半径逐渐渐 （稀有气体元素除外），（稀有气体元素除外），原子失电子能力逐渐原子失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐得电子能力逐渐 。练习：练习：相同相同增大增大增多增多减小减小减弱减弱增强增强 1、判断下列说法是否正确：、判断下列说法是否正确：
9、(1) C、N、O、F原子半径依次增大原子半径依次增大 (2) PH3、H2S、HCl 稳定性依次增强稳定性依次增强 (3) HClO比比H2SO4酸性强。酸性强。 (4)甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时，甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时， 甲得电子的数目多，所以甲活泼。甲得电子的数目多，所以甲活泼。错错对对错错错错2、已知、已知X、Y、Z三种元素原子的电子层数相三种元素原子的电子层数相同，且原子序数同，且原子序数XYZ，则下列说法正确的则下列说法正确的是：是：( )A、原子半径原子半径XYZB、得电子能力得电子能力X、Y、Z逐渐减弱逐渐减弱C、最高价含氧酸酸性最高价含氧酸酸性H3XO4H
10、2YO4Cl2 Br2 I 2(2)卤化氢的稳定性关系：卤化氢的稳定性关系：HF HCl HBr HI 2、递变性、递变性Br2 H2O=HBrHBrO反反应应越越来来越越难难以以发发生生2F22H2O=4HFO2 （特例特例）Cl2 H2O=HClHClO2)卤素与水反应卤素与水反应通式：通式：X2 H2O=HXHXO（X:Cl、Br、I）I2 H2O=HIHIO卤素单质物理性质的递变单质单质色态色态密度密度熔点熔点沸点沸点F2淡黄绿色淡黄绿色气体气体1.69gL(15)-219.6-188.1Cl2黄绿色黄绿色气体气体3.214 gL(0)-101-34.6Br2深红棕色深红棕色液体液体3
11、.119 gcm3(20)-7.258.78I2紫黑色紫黑色固体固体4.93 gcm3113.5184.4变化变化规律规律依次加深依次加深依次升高依次升高 依次升高依次升高 依次升高依次升高小结v 对对AA族元素原子从上到下，电子层数依族元素原子从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。其单质的熔、沸增强，得电子能力逐渐减弱。其单质的熔、沸点在依次的增大。点在依次的增大。对其它的主族而言适应吗？对其它的主族而言适应吗？预测金属钾的性质v 观察钾元素在元素周期表中的位置，预测金属钾的性质，并与钠的性质进行比较。v
12、 钾元素位于元素周期表中第四周期，A族，与钠元素处于同一主族，并且，它应该比金属钠更容易失去电子，如果与水反应，如果与水反应，应该更剧烈应该更剧烈。实验步骤v分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2，然后分别加入绿豆大小绿豆大小的一块金属钾和金属钠，用表面皿盖在培养皿口上用表面皿盖在培养皿口上，注意观察反应的剧烈程度剧烈程度，记录所发生的现象。待冷却后，分别向两只培养皿中加入23滴酚酞，观察实验现象。实验现象v钠跟水剧烈反应，钠浮在水的表面，并迅速的熔成一个闪亮的小球，在水面四处游动，发出“嘶嘶”声，但未见爆炸现象，加入酚酞后，溶液显红色红色。n2 Na+2H2O=2NaOH+H2n 2K+2H
13、2O=2KOH+H2 钾跟水反应更剧烈，钾浮在水的表面， 在水面四处游动，熔成一个闪亮的火火球，发出紫色紫色的火焰，并伴有轻微的爆炸爆炸现象，加入酚酞后，溶液显红色红色。碱金属元素655铯6537铷5419钾4311钠3123锂A族2性质预测最外最外层电层电子数子数电子电子层数层数核电核电荷数荷数元素元素族族周期周期易失去最外层的1个电子，达稳定结构。最高正价是+1，对应的碱是ROH ，碱性强。随原子序数的递增，失电子的能力逐渐增强。ROH的碱性逐渐增强。更为复杂更为复杂K K2 2O O、K K2 2O O2 2、KOKO2 2LiLi2 2O O更为复杂更为复杂NaNa2 2O O、NaN
14、a2 2O O2 2CsCsK KLiLiRbRbNaNa反应程度反应程度 与与O O2 2反应反应单质单质越越来来越越剧剧烈烈碱金属与氧气反应比较碱金属与氧气反应比较碱金属的物理性质碱金属的物理性质有何相似有何相似性和递变性和递变性？性？碱金属的物理性质的比较碱金属的物理性质的比较相相似似点点递递变变性性颜色颜色硬度硬度密度密度熔沸点熔沸点导电导热性导电导热性密度变化密度变化熔沸点变化熔沸点变化Li Na K Rb Cs均为银白色（均为银白色（CsCs略带金色）略带金色）柔软柔软较小较小较低较低强强逐渐增大（逐渐增大（K K特殊）特殊）单质的熔沸点逐渐降低单质的熔沸点逐渐降低总结v在同一主族
15、内，元素原子最外层电子数相同，而原原子核外最外层电子数又是决定元素性质的主要因素子核外最外层电子数又是决定元素性质的主要因素，所以同主族元素的性质相似同主族元素的性质相似。v又因为同主族元素原子的电子层数随着原子序数的增加而增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，所以同主族元素原子得电同主族元素原子得电子的能力随着原子序数的增加而减小，失电子能力子的能力随着原子序数的增加而减小，失电子能力随着原子序数的增加而增加随着原子序数的增加而增加。在周期表中元素原子的变化规律元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电
16、子的能力逐渐增强元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强原原子子序序数数递递增增原原子子半半径径增增大大元元素素原原子子失失电电子子能能力力增增强强，元元素素原原子子得得电电子子能能力力减减弱弱。随堂练习随堂练习1v1 第四周期某主族元素的原子，它的最外电第四周期某主族元素的原子，它的最外电子层上有子层上有2个电子，下列关于此元素的叙述正个电子，下列关于此元素的叙述正确的是（确的是（ ）A.原子半径比钾的原子半径大原子半径比钾的原子半径大B.氯化物难溶于水氯化物难溶于水C.原子半径比镁的原子半径大原子半径比镁的原子半径大D.碳酸盐难溶于水碳酸盐难溶于水v2 下列各组中的性质比较正确的
17、是（下列各组中的性质比较正确的是（ ）A.稳定性：稳定性：NH3PH3 SiH4B.酸性：酸性：HClO4 H2SO4 H3PO4C.碱性：碱性：KOH NaOH Mg(OH)2D.还原性：还原性：F- Cl- Br-C DB 随堂练习2v3 下列氧化物按其形成的含氧酸酸性递增的顺序排列的是（ ）A.SiO2 CO2 SO3 P2O5B.SiO2 CO2 P2O5 SO3 C. CO2 SiO2 P2O5 SO3 D. CO2 P2O5 SO3 SiO2B作业：v 课本课本2626页页“练习与活动练习与活动” 2 2，题，题2727页页1,21,2题题元素周期表的应用元素周期表的应用(第三课时
18、第三课时) 已知磷元素位于第已知磷元素位于第3 3周期周期AA族，族，（1 1）画出磷的原子结构示意图；）画出磷的原子结构示意图；（2 2）磷磷元元素素的的最最高高化化学学价价为为 ，其氢化物的化学式为其氢化物的化学式为 。【练习练习】 原子结构原子结构表中位置表中位置元素性质元素性质原子序数原子序数= 核电荷数核电荷数周期数周期数= 电子层数电子层数主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数同位同位化学性质相同化学性质相同周期表中元素位、构、性的关系周期表中元素位、构、性的关系 相似性（最外层电子数相同，化学性质相似）相似性（最外层电子数相同，化学性质相似） 递变性（从上至下，失电子能力增强
19、，得电子能力减弱）递变性（从上至下，失电子能力增强，得电子能力减弱）同周期同周期同主族同主族递变性（从左到右，失电子能力减弱，得电子能力增强）递变性（从左到右，失电子能力减弱，得电子能力增强）电子层数相同电子层数相同（主族）（主族）化合价化合价最外层电子数最外层电子数 = 最高正价最高正价最外层电子数最外层电子数8 = 负价负价【训训练练】1 1、由由A A、B B两两种种元元素素组组成成的的化化合合物物，如如果果A A、B B两两种种元元素素的的原原子子最最外外层层电电子子数数分分别别是是1 1和和6 6，则化合物的化学式可能是（，则化合物的化学式可能是（ ）。）。 A A、ABAB2 2
20、B BA A2 2B CB C、AB DAB D、A A2 2B B2 22 2、有有X X、Y Y、Z Z三三种种元元素素，其其中中X X、Y Y属属于于同同一一主主族族，加加热热时时，其其单单质质都都能能与与氢氢气气形形成成气气态态氢氢化化物物H H2 2X X，H H2 2Y Y。常常温温下下，X X单单质质为为气气态态，X X与与Y Y可可形形成成两两种种化化合合物物YXYX2 2和和YXYX3 3，Y Y、Z Z均均在在X X的的下下一一周周期期，而而Z Z可与可与X X生成化合物生成化合物Z Z2 2X X和和Z Z2 2X X2 2。试写出：试写出：（1 1）元素名称）元素名称X
21、 X 、Y Y 、Z Z ；（ 2 2） 化化 合合 物物 Z Z2 2X X2 2与与 H H2 2X X反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 ；（3 3）两两个个由由X X、Y Y、Z Z三三种种元元素素所所组组成成物物质质的的化化学学式式 。 1B Al SiGe As Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAA AA A 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强 非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强最活最活泼泼的金的金属属最活泼最活泼的非金属的非金属FrF三 元素周期表在生产实践中的应用 1寻找新材料寻找新材料 2
22、合成新农药合成新农药(1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料;(2)在过渡元素中寻找催化剂在过渡元素中寻找催化剂(3)在在B到到B的过渡元素中寻找耐高温的过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的材料耐腐蚀的材料,制制造火箭、导弹、宇宙飞船。造火箭、导弹、宇宙飞船。(4 )利用元素周期表，还可寻找合适的超导材料，磁性材料等。利用元素周期表，还可寻找合适的超导材料，磁性材料等。研究元素周期表右上角的元素，合成新农药。研究元素周期表右上角的元素，合成新农药。3 3 地球上化学元素的分布与元素在周期表地球上化学元素的分布与元素在周期表中的位置密切相关中的位置
23、密切相关（1）相对原子质量小的元素，地壳中含量多；相对原子质量）相对原子质量小的元素，地壳中含量多；相对原子质量大的元素，地壳中含量少。大的元素，地壳中含量少。（2）原子序数是偶数的元素在地壳中含量多，原子序数是奇）原子序数是偶数的元素在地壳中含量多，原子序数是奇数的元素在地壳中含量少。数的元素在地壳中含量少。（3）地球表面的元素多数呈现高价态，地层深处的元素多数）地球表面的元素多数呈现高价态，地层深处的元素多数处于低价态。处于低价态。（4）碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集在岩石圈的上）碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集在岩石圈的上层。层。（5）科学家把元素周期表分为十个区，同一区域里的
24、元素往）科学家把元素周期表分为十个区，同一区域里的元素往往是同生矿。往是同生矿。4 制冷剂制冷剂“氟利昂氟利昂”的研制的研制制冷剂的寻找1 1、砹砹是是原原子子序序数数最最大大的的卤卤族族元元素素，推推测测砹砹和和砹的化合物不可能具有的性质是（砹的化合物不可能具有的性质是（ ）。）。 A.A.砹是有色固体砹是有色固体 B.B.砹易溶于有机溶剂砹易溶于有机溶剂 C.C.砹化氢很稳定砹化氢很稳定 D.D.砹化银不溶于水砹化银不溶于水课堂练习课堂练习C课堂练习课堂练习2 2、已已知知铍铍(Be)(Be)的的原原子子序序数数为为4 4。下下列列对对铍铍及及其其化合物的叙述中，正确的是化合物的叙述中，正确的是( )( )A.A.铍的原子半径大于硼的原子半径铍的原子半径大于硼的原子半径B.B.氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是8 8C.C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D.单质铍跟冷水反应产生氢气单质铍跟冷水反应产生氢气 C 课本课本2828页页“本章自我评本章自我评价价”第第4 4题题作业：作业：CaK一一 认识同周期元素性质的递变认识同周期元素性质的递变原子半径的递变原子半径的递变元素化合价
