元素周期表的应用

1、第第1 1章章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律第第3 3节节 元素周期表元素周期表为何领先的迈耶最终败下阵来？为何领先的迈耶最终败下阵来？18751875年，也就是门捷列夫预言年，也就是门捷列夫预言“类铝类铝”的性质后的第四个年的性质后的第四个年头，法国化学家布瓦博德朗用光谱分析法研究比里牛斯山的闪锌头，法国化学家布瓦博德朗用光谱分析法研究比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，他命名为镓，并把测得的关于镓的主要性矿时发现一种新元素，他命名为镓，并把测得的关于镓的主要性质公布了。质公布了。不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指出：关于镓的不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指出

2、：关于镓的比重不应该是比重不应该是4.74.7 ，而是，而是5.9-6.05.9-6.0。当时布瓦博德朗很疑惑，他是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列当时布瓦博德朗很疑惑，他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？夫是怎样知道镓的比重的呢？18761876年年9 9月，布瓦博德朗重作了实月，布瓦博德朗重作了实验，将金属镓提纯，重新测定，结果稼的比重确实为验，将金属镓提纯，重新测定，结果稼的比重确实为5.945.94 （现代（现代值为值为5.915.91 ），这结果使他大为惊奇。他认真地阅读了门捷列大的），这结果使他大为惊奇。他认真地阅读了门捷列大的周期律论文后，感慨他说：周期律论

3、文后，感慨他说：“我没有什么可说的了，事实证明了我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫这一理论的巨大意义。门捷列夫这一理论的巨大意义。”类铝类铝（18711871年门捷列夫的预年门捷列夫的预言）言）原子量约为原子量约为6969比重约为比重约为5.9-6.05.9-6.0熔点应很低熔点应很低不受空气的侵蚀不受空气的侵蚀灼热时能分解水汽灼热时能分解水汽能生成类似明矾的矾类能生成类似明矾的矾类可用分光镜发现其存在可用分光镜发现其存在镓（镓（GaGa ）（18751875年布瓦博德朗发现年布瓦博德朗发现镓后测定）镓后测定）原子量为原子量为69.7269.72比重等于比重等于5.945.94熔点为熔点为

4、30.130.1灼热时略起氧化灼热时略起氧化灼热时确能分解水汽灼热时确能分解水汽能生成结晶较好的镓矾能生成结晶较好的镓矾镓是用分光镜发现的镓是用分光镜发现的类硼类硼原子量约为原子量约为4545比重约为比重约为3.03.0原子体积约为原子体积约为1515金属不挥发，不能用光金属不挥发，不能用光谱分析法发现谱分析法发现形成碱性氧化物形成碱性氧化物三价氧化物不溶于水，三价氧化物不溶于水，比重约为比重约为3.53.5钪（钪（ScSc）原子量为原子量为44.9644.96比重等于比重等于3.03.0原子体积等于原子体积等于1515挥发性差挥发性差形成碱性氧化物形成碱性氧化物ScSc2 2O O3 3不不

5、溶溶于于水水 ，比比重重 为为3.8643.864类硅类硅原子量约为原子量约为7272比重约为比重约为5.55.5原子体积约为原子体积约为1313四价氧化物比重四价氧化物比重4.74.7四价氧化物弱碱性四价氧化物弱碱性氢化物不稳定氢化物不稳定锗（锗（GeGe）原子量原子量72.672.6比重为比重为5.3275.327原子体积约为原子体积约为13.5713.574.284.28两性两性氢化物易分解氢化物易分解元素周期表的应用元素周期表的应用* 元素周期表是元素周期律的一种反映形式；* 元素周期表是一种用来认识物质的工具。非金属性依次增强非金属性依次增强金金属属性性依依次次增增强强失电电子子能能

6、力力依依次次增增强强得电子能力依次增强得电子能力依次增强原子半径依次减小原子半径依次减小原原子子半半径径依依次次减减小小得得电电子子能能力力依依次次增增强强原原子子半半径径依依次次增增大大原子半径依次增大原子半径依次增大非非金金属属性性依依次次增增强强失电子能力依次增强失电子能力依次增强金属性依次增强金属性依次增强硒是一种化学元素，元素符号是硒是一种化学元素，元素符号是SeSe，原子序数为，原子序数为3434，是一种非金属。可，是一种非金属。可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。营养元素

7、等。任务：对硒及其化合物的性质进行预测。任务：对硒及其化合物的性质进行预测。你预测的理论依据是什么？你预测的理论依据是什么？元素周期律元素周期律物理、化学性质上的相似性与递变性物理、化学性质上的相似性与递变性你要做的第一件事情是什么？你要做的第一件事情是什么？确定元素在周期表中的位置或明确其的确定元素在周期表中的位置或明确其的电子层结构（分类对比）电子层结构（分类对比）第四周期第第四周期第VIAVIA族族N O FN O FP S ClP S ClAs X BrAs X Br现阶段我能预测些什么呢？现阶段我能预测些什么呢？元素周期律我们讨论了些什么呢？元素周期律我们讨论了些什么呢？结构：电子层

8、数、最外层电子数、原结构：电子层数、最外层电子数、原子半径子半径物理性质：熔沸点、密度等物理性质：熔沸点、密度等化学性质：元素主要化合价化学性质：元素主要化合价元素金属性与非金属性元素金属性与非金属性下面开始预测吧！N O FP S ClAs X Br相似性？递变性？硒及其化合物性质的相关数据硒及其化合物性质的相关数据单质物理性质单质物理性质熔点：熔点：490K 490K 沸点：沸点：958K958K（硫（硫熔点：熔点：386K 386K 沸点：沸点：718K718K）原子半径原子半径/pm/pm117 (117 (硫：硫：84 84 砷：砷：121 121 溴：溴：114.2114.2 ）主

9、要化合价主要化合价气态氢化物气态氢化物H H2 2SeSe-2-2 、+4+4、+6+6还原性强于还原性强于H H2 2S S，比硫化氢易分解，加热至，比硫化氢易分解，加热至573K573K即分解。即分解。单质单质SeSe的氧化的氧化Se +2eSe +2e= Se= Se2 20.920.92性性 （ E E/eV/eV）S +2eS +2e= S= S2 20.480.48BrBr2 2+2e+2e= 2Br= 2Br1.091.09H H2 2SeOSeO4 4k k2 2=1.1=1.110102 2硫酸：硫酸：k k2 2=1.2=1.210102 2砷酸砷酸K K1 1=6.3=6

10、.310103 3H H2 2SeSe的水溶液是氢硒酸的水溶液是氢硒酸H H2 2Se KaSe Ka1 11.291.29 10104 4KaKa2 21.01.0 10101111H H2 2S KaS Ka1 13 3H H2 2Te KaTe Ka1 12.32.3 10107 71.071.07 10101313KaKa2 21.261.26 10101111KaKa2 21.61.6 1010原子结构原子结构原子序数原子序数= = 核电荷数核电荷数周期数周期数= = 电子层数电子层数电子层数电子层数金属性、非金属性、非最外层电子数最外层电子数金属性强弱金属性强弱( (主族主族) )

11、 最外层电子数最外层电子数主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数= = 最高正价数最高正价数最外层电子数最外层电子数8 = 8 = 最低负价数最低负价数表中位置表中位置同主族同主族同周期同周期相似性相似性递变性递变性( (从上至下从上至下, , 金属性增强金属性增强, , 非金属性减弱非金属性减弱) )递变性递变性( ( 从左到右从左到右, , 金属性减弱金属性减弱, , 非金属性增强非金属性增强) )元素性质元素性质在周期表中一定的在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质区域内寻找特定性质的物质寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料致冷剂是一种易被压缩、

12、液化的气体，液化后在管内循致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。人环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。人们曾采用过乙醚、们曾采用过乙醚、 NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。新的致冷剂。据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：（1）氢化物的易燃性：第二周期）氢化物的易燃性：第二周期CH4NH3H2O、HF；第三

13、周期第三周期 SiH4PH3H2S HCl 。（2）化合物的毒性：）化合物的毒性：PH3NH3， H2S H2O；CS2 CO2，CCl4 CF4于是科学家们开始把注意力集中在含于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上的化合物上（3 3）已知）已知CClCCl4 4的沸点为的沸点为76.876.8 ，CFCF4 4的沸点为的沸点为128128，新致，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂新的致冷剂氟里昂 CFCF2 2ClCl2 2终于诞生了，其它类似的还可以终于诞生了，其它类似的还可以是是CFCl3或CF3Cl 。（4 4）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是使大气臭氧层出现空洞。但求助于周期表中元素及其化合物的但求助于周期