高中化学 第一章 原子结构与元素周期律 1.3 元素周期表的应用课件 鲁科版必修2-鲁科版高一必修2化学课件

1、第3节元素周期表的应用认识同周期元素性质的递变规律一、认识同周期元素性质的递变一、认识同周期元素性质的递变交流研讨：交流研讨： 1.第三周期元素的原子结构是如何递变的？第三周期元素的原子结构是如何递变的？ 从左到右，核电荷数逐渐增大，最外层电从左到右，核电荷数逐渐增大，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小。子数逐渐增多，原子半径逐渐减小。交流研讨：交流研讨： 2.尝试根据元素原子结构的递变规律预测第三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子能力的相对周期元素原子失电子能力或得电子能力的相对强弱（即它们单质的氧化性还原性强弱如何比强弱（即它们单质的氧化性还原性强弱如

2、何比较）。较）。方法导引 元素原子失电子能力（还原性或非金属性）的强弱，可以采用下列方法间接判断： 1、比较元素单质与水（或酸）反应 置换出氢的难易程度。置换反应越容易发生，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物的碱性强弱。一般说来，碱性越强，元素原子失电子的能力越强。实验探究实验探究 钠、镁、铝失电子能力比较试剂： 酚酞溶液，PH试纸，面积相同的镁条和铝条，MgCl2溶液，金属钠（切成小块），盐酸（1mol/L），NaOH溶液，AlCl3溶液，蒸馏水.仪器： 烧杯，试管，玻璃片，酒精灯，试管夹。 实验注意事项：实验注意事项：1、钠如何取用？、钠如何取用？2、镁、铝与水

3、反应时，看不到明显现象，、镁、铝与水反应时，看不到明显现象，可适当加热，加热至沸腾后立即停止加热，可适当加热，加热至沸腾后立即停止加热，观察现象。观察现象。3.镁铝与盐酸反应时，盐酸取大约两滴管。镁铝与盐酸反应时，盐酸取大约两滴管。注意：及时将实验现象记录在提纲上。注意：及时将实验现象记录在提纲上。 实验探究：实验探究：1. 钠、镁、铝和水的反应钠、镁、铝和水的反应2.钠、镁、铝和盐酸的反应钠、镁、铝和盐酸的反应2Na + 2H2O = 2NaOH + H2Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2 金属性金属性NaMgMgAl现象现象方程方程式式Mg + 2HCl = MgCl2+H2

4、2Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2有气泡放出有气泡放出,镁反应剧烈镁反应剧烈有气泡放出有气泡放出,反应较剧烈反应较剧烈结论结论单质与酸反应单质与酸反应情况情况单质与水反应单质与水反应情况情况 Al Mg Na钠与水剧烈钠与水剧烈反应，有大反应，有大量气泡产生量气泡产生 镁与冷水不镁与冷水不反应，加热反应，加热后反应后反应 铝与水加热铝与水加热几乎不反应几乎不反应镁与盐酸反镁与盐酸反应迅速，并应迅速，并放出气泡放出气泡反应缓慢反应缓慢强碱强碱中强碱中强碱两性氢两性氢氧化物氧化物比与水比与水反应剧反应剧烈烈 最高价氧化物最高价氧化物对应水化物碱对应水化物碱性的强弱性的强弱失电子能力逐渐

5、减弱失电子能力逐渐减弱方法导引 元素原子得电子（氧化性或非金属性）能力的强弱，可以采用下列方法间接判断： 1、元素单质与氢气化合的难易程度，一般说来，反应越容易进行，元素原子得电子的能力越强。 2、比较气态氢化物的稳定性，气态氢化物越稳定，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酸性强弱。一般说来，酸性越强，元素原子得电子的能力越强。 14Si 15P 16S 17Cl 对应最高价氧化物 最高价氧化物的水化物最高价含氧酸酸性强弱 单质与H2反应条件气态氢化物稳定性 结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸

6、 最强酸最强酸逐渐增强逐渐增强高温高温加热加热加热加热点燃点燃或光照或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强逐渐增强得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强冷水剧烈冷水剧烈 热水热水较难较难最高价氧最高价氧化物对应化物对应水化物的水化物的酸碱性酸碱性得失电子能得失电子能力递变规律力递变规律与氢气反与氢气反应及氢化应及氢化物稳定性物稳定性ClClS SP P单质和水单质和水SiSiAlAlMgMgNaNa元素符号元素符号1717161615151414131312121111原子序数原子序数失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强强碱强碱中强碱中强碱两性氢两性氢氧

7、化物氧化物弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸最强酸最强酸高温高温磷蒸气磷蒸气与与H H2 2能能反应反应需加需加热热光照或光照或点燃点燃爆炸爆炸NaOHNaOHMg(OH)Mg(OH)2 2Al(OH)Al(OH)3 3H H4 4SiOSiO4 4H H3 3POPO4 4H H2 2SOSO4 4HClOHClO4 4归纳总结归纳总结H HLiLiBeBeB BC CN NO OF FNaNaMgMgAlAlSiSiP PS SClClK KCaCaGaGaGeGeAsAsSeSeBrBrRbRbSrSrInInSnSnSbSbTeTeI ICsCsBaBaTlTlPbPbBiBiPoPoAtA

8、t得电子能力得电子能力逐渐逐渐增强增强失电子能力失电子能力逐渐逐渐增强增强归纳总结归纳总结1、判断下列说法是否正确：、判断下列说法是否正确： (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。课堂练习：课堂练习：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同，三种元素原子的电子层数相同，且原子序数且原子序数XYZ，则下列说

9、法正确的是：，则下列说法正确的是：( )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H3XO4H2YO4HZO4D、气态氢化物的稳定性按照、气态氢化物的稳定性按照X、Y、Z顺序顺序 减弱减弱C二、预测同主族元素的性质判断元素的金属性和非金属性强弱的方法判断元素的金属性和非金属性强弱的方法非金属性强弱非金属性强弱金属性强弱金属性强弱最高价氧化物对应的水化物的碱性最高价氧化物对应的水化物的碱性的强弱的强弱单质间的单质间的置换反应置换反应单质从酸或者水中置换出氢的难易单质从酸或者水中置换出氢的难易最高价氧化物对应水化物的酸性最

10、高价氧化物对应水化物的酸性的强弱的强弱单质与氢气化合生成气态氢化物的单质与氢气化合生成气态氢化物的难易及难易及气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性复习回顾复习回顾单质间的置换反应单质间的置换反应即氧化性和还原性即氧化性和还原性门捷列夫做过很多大胆的预测，如他预门捷列夫做过很多大胆的预测，如他预测在硅和锡之间存在一种元素测在硅和锡之间存在一种元素“类类硅硅”。多年后该元素被德国化学家文克。多年后该元素被德国化学家文克勒发现并命名为勒发现并命名为“锗锗”，它的相对原子，它的相对原子质量、密度和有关性质都与门捷列夫的质量、密度和有关性质都与门捷列夫的预言相似。预言相似。相对相对原子原子质量质量原子原

11、子体积体积单单质质密密度度二氧化物二氧化物四氯化物四氯化物密度密度体积体积沸点沸点密度密度体体积积类类硅硅72135.54.722100 1.9113锗锗72.613.22 5.47 4.70322.16861.887113. 35门捷列夫的预言门捷列夫的预言【思考】（【思考】（1 1）硅和锗在周期表中的相对位置关系）硅和锗在周期表中的相对位置关系如何？（如何？（2 2）你知道门捷列夫是根据什么规律推算）你知道门捷列夫是根据什么规律推算出如此准确的结果吗？出如此准确的结果吗？回忆在同一周期内，随着原子序数的递回忆在同一周期内，随着原子序数的递增，元素原子有什么变化规律？增，元素原子有什么变化规

12、律？预测同主族元素的性质预测同主族元素的性质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？在周期表中的变化规律在周期表中的变化规律交流研讨 在元素周期表中，同主族元素原子的核外电子在元素周期表中，同主族元素原子的核外电子排布有什么特点？它对元素的性质有何影响？排布有什么特点？它对元素的性质有何影响？ 同主族元素最外层电子数相同，同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似化学性质相似；但但从上到下从上到下，随着原子核外电子层数增多，原，随着原子核外电子层数增多，原子半

13、径增大，原子核对最外层电子的吸引力减子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减小，小，元素原子失电子能力增强，得电子的能力元素原子失电子能力增强，得电子的能力减弱减弱。表格元素元素氟（氟（F）氯（氯（Cl）溴（溴（Br） 碘（碘（I）最外层电最外层电子数子数最高化合最高化合价价最低化合最低化合价价气态氢化气态氢化物物最高价含最高价含氧酸氧酸 7 7 7 7 0 +7 +7 +7 -1 -1 -1 -1 HF HCl HBr HI 无无 HClO4 HBrO4 HIO4卤素单质物理性质的递变卤素单质物理性质的递变184.4113.54.93 gcm3紫黑色紫黑色固体固体I2变化变化规律规律58.7

14、8-7.23.119 gcm3(20)深红棕色深红棕色液体液体Br2-34.6-1013.214 gL(0)黄绿色黄绿色气体气体Cl2-188.1-219.61.69gL(15)淡黄绿色淡黄绿色气体气体F2沸点沸点熔点熔点密度密度色态色态单质单质依次加深依次加深依次升高依次升高 依次升高依次升高 依次升高依次升高卤族元素单质与氢气化合的反应条件卤族元素单质与氢气化合的反应条件氢化物的氢化物的稳定性稳定性反应程度反应程度反应条件反应条件I2Br2Cl2F2暗处暗处光照或光照或点燃点燃加热加热不断不断加热加热爆炸爆炸剧烈剧烈缓慢缓慢缓慢缓慢很稳定很稳定稳定稳定较稳定较稳定不稳定不稳定易分解易分解小

15、结小结 对对A族元素原子从上到下，电子层数依次增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，失电子能力逐渐增强，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、沸点在依次得电子能力逐渐减弱。其单质的熔、沸点在依次的增大。的增大。同样对其它的主族而言也是适应的！同样对其它的主族而言也是适应的！预测金属钾的性质 观察钾元素在元素周期表中的位置，预测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。金属钾的性质，并与钠的性质进行比较。 钾元素位于元素周期表中第四周期，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

16、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，金属钠更容易失去电子，如果与水反应，应该如果与水反应，应该更剧烈更剧烈。实验步骤实验步骤 分别向两只培养皿中加水至其体积的分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2，然后分别加入然后分别加入绿豆大小绿豆大小的一块金属钾和金属钠，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，注意观察反应的剧剧烈程度烈程度，记录所发生的现象。待冷却后，分别，记录所发生的现象。待冷却后，分别向两只培养皿中加入向两只培养皿中加入23滴酚酞，观察实验现滴酚酞，观察实验现象。象。实验现象实验现象 钠跟水剧烈反应，钠浮在水的表面

17、，并迅速的熔成一个闪钠跟水剧烈反应，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，发出亮的小球，在水面四处游动，发出“嘶嘶嘶嘶”声，但未见爆声，但未见爆炸现象，加入酚酞后，溶液显炸现象，加入酚酞后，溶液显红色红色。n2 Na+2H2O=2NaOH+H2n 2K+2H2O=2KOH+H2 钾跟水反应更剧烈，钾浮在水的表钾跟水反应更剧烈，钾浮在水的表面，面， 在水面四处游动，熔成一个闪在水面四处游动，熔成一个闪亮的亮的火火球，发出球，发出紫色紫色的火焰，并伴的火焰，并伴有轻微的有轻微的爆炸爆炸现象，加入酚酞后，现象，加入酚酞后，溶液显溶液显红色红色。焰色反应焰色反应问题：问题：1、如

18、何如何鉴别鉴别K2CO3溶液和溶液和Na2SO4溶液？溶液？2、焰色反应是不是化学反应？焰色反应是不是化学反应？3、什么叫、什么叫焰色反应？焰色反应？4、做、做焰色反应时应如何操作？焰色反应时应如何操作？5、有何应用？、有何应用？焰色反应焰色反应1概念：概念： 金属或其化合物在灼烧时会使火金属或其化合物在灼烧时会使火焰焰 呈现出特殊的颜色呈现出特殊的颜色 2、实质：、实质： 元素的性质元素的性质4某些金属或金属离子的焰色反应的颜色。某些金属或金属离子的焰色反应的颜色。3应用：（应用：（1）物质的鉴别）物质的鉴别 （2）节日焰火）节日焰火元素元素 钾钾 钠钠 锂锂 铷铷 钙钙 锶锶 钡钡 铜铜焰

19、色焰色紫色紫色 黄色黄色 紫红紫红 紫紫 砖红砖红 洋红洋红 黄绿黄绿 绿绿焰色反应的说明：1.焰色反应是物理变化，不是化学变化。 本质是电子的跃迁而产生2.并非所有金属都有焰色（Pt、Fe、Al、Ni、 Cr、W等就没有）3.用管口镀水晶的煤气灯，效果要强于酒精灯. （避免Cu 和 Na 的干扰） 因为在钾的化合物中因为在钾的化合物中往往混有一些钠的化合物往往混有一些钠的化合物（不易分离），在进行焰（不易分离），在进行焰色反应时，由于钠元素的色反应时，由于钠元素的存在（焰色反应呈黄色）存在（焰色反应呈黄色）干扰了钾的焰色反应（紫干扰了钾的焰色反应（紫色）的观察，必须把黄色色）的观察，必须把黄

20、色的光滤去，由光的互补色的光滤去，由光的互补色原理可知，黄色与蓝色互原理可知，黄色与蓝色互为互补色，用蓝色的钴玻为互补色，用蓝色的钴玻璃可将黄色的光滤去，即璃可将黄色的光滤去，即可清楚地观察到钾的焰色可清楚地观察到钾的焰色-紫色。紫色。课堂练习：1、做焰色反应时，使用的铂丝每次蘸待测液前都要A、用滤纸擦干净B、有水洗涤多次C、在酒精灯火焰上烧红为止D、用稀盐酸洗涤，再灼烧到火焰呈无色为止2、用光洁的铂丝蘸取某无色溶液，在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，则下列有关叙述正确的是A、只含有Na+ B、一定含Na+ ，也可能含K+C、既可能含Na+ ，又可能含K+D、可能含Na+或K+中的一种BD碱金

21、属元素碱金属元素655铯铯6537铷铷5419钾钾4311钠钠3123锂锂A族族2性质预测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易失去最外层的1个电子，达稳定个电子，达稳定结构。最高正价是结构。最高正价是+1，对应的碱是，对应的碱是ROH ，碱性强。，碱性强。随原子序数的递随原子序数的递增，失电子的能力增，失电子的能力逐渐增强。逐渐增强。ROH的碱性逐渐增强。的碱性逐渐增强。总 结 在同一主族内，元素原子最外层电子数相同，而原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。 又因为同主族元素原子的电子层数随着原

22、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。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。寻找催化剂材料，寻寻找催化剂材料，寻找耐酸碱腐蚀的材料找耐酸碱腐蚀的材料三、元素周期律及元素周期表的其他应用三、元素周期律及元素周期表的其他应用寻找寻找用于用于制农制农药的药的材料材料在金属和非金属分界处，在金属和非金属分界处，寻找半导体材料寻找半导体材料原原子子结结构构电子层电子