第一章第三节元素周期表的应用

1、鲁科版普通高中课程标准实验教科书鲁科版普通高中课程标准实验教科书 化学化学2（必修）（必修）第一章第一章第三节第三节 元素周期表的应用元素周期表的应用认识同周期元素性质的递变规律认识同周期元素性质的递变规律第第1 1课时课时元素周期表的意义元素周期表的意义 利用元素周期表，人们不仅可以利用元素周期表，人们不仅可以系统地系统地总结已有的元素知识总结已有的元素知识，而且可，而且可以结合原子结构的知识，以结合原子结构的知识，研究元素性研究元素性质的递变规律质的递变规律，并在此基础上，并在此基础上预测未预测未被发现的新物质的性质和应用被发现的新物质的性质和应用，继而，继而把它们把它们合成合成出来。出来

2、。相对相对原子原子质量质量原子原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沸点点密度密度 体积体积类类硅硅72135.54.722100 1.9113锗锗72.613.225.474.70322.16861.887113. 35门捷列夫的预言门捷列夫的预言一、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，核电荷数逐渐从左到右，核电荷数逐渐，最外，最外层电子数逐渐层电子数逐渐，原子半径逐渐，原子半径逐渐。增大增大减小减小增多增多交流研讨：交流研讨：

3、 2.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。方法导引方法导引 元素原子元素原子失电子能力失电子能力的强弱，可以采用的强弱，可以采用下列方法间接判断：下列方法间接判断： 1、比较元素单质与水（或酸）反应置换比较元素单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度出氢的难易程度。置换反应越容易发生，元。置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强。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比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱碱性强弱。一般说来，碱性越强，元

4、素原子。一般说来，碱性越强，元素原子失电子的能力越强。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 酚酞溶液，酚酞溶液，PH试纸，面积相同的镁条试纸，面积相同的镁条和铝条，和铝条，MgCl2溶液，金属钠（切成小块），溶液，金属钠（切成小块），盐酸（盐酸（1mol/L），），NaOH溶液，溶液，AlCl3溶液，溶液，蒸馏水蒸馏水. 烧杯，试管，玻璃片，酒精灯，试管夹。烧杯，试管，玻璃片，酒精灯，试管夹。 实验实验1: 1: 钠、镁和水的反应钠、镁和水的反应2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2 金属

5、性金属性NaMg实验实验2 :向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝片的试管中，各加入片的试管中，各加入2mL 1mol/L的盐酸。的盐酸。镁镁铝铝观察观察: 镁、铝和盐酸的反应的现象镁、铝和盐酸的反应的现象镁、铝和盐酸的反应镁、铝和盐酸的反应 金属性金属性Mg AlMgAl现象现象方程方程式式Mg + 2HCl = MgCl2+H22Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2有气泡放出,镁反应剧烈 有气泡放出,反应较剧烈结论结论单质与酸反单质与酸反应情况应情况单质与水反单质与水反应情况应情况 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

6、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 铝与水加铝与水加热几乎不热几乎不反应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减弱失电子能力逐渐减弱方法导引方法导引 元素原子元素原子得电子能力得电子能力的强弱，可以采用的强弱，可以采用下列方法间接判断：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，一，一般说来，反应越容易进行，元素原子得电般说来，反应越容易进行，元

7、素原子得电子的能力越强。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，气态氢化，气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。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。 14Si 15P 16S 17Cl 对应最高价氧化物对应最高价氧化物 最高价氧化物的水最高价氧化物的水化物化物最高价含氧酸酸性最高价含氧酸酸性强弱强弱 单质与单质与H2反应条件反应条件气态氢化物及稳定气态氢化物及稳定性性 结论结论SiO

8、2P2O5SO3Cl2O7H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸 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或光照点燃或光照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原子序数原子序数1112131415161718元素符号元素符号NaMgAlSiPSClAr单质和水单质和水(或酸）反或酸）反应情况应情况冷水冷水剧烈剧烈热水热水较快较快盐酸盐酸剧烈剧烈盐酸盐酸较快较快高高温温磷蒸气磷蒸气与与H2能能反应反应须须加加热热光照或光照或点燃爆点燃爆炸化合炸化合NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱Al(OH)3两性氢

9、两性氢氧化物氧化物H4SiO4弱酸弱酸H3PO4中强中强酸酸H2SO4强酸强酸HClO4最强最强酸酸稀有气体元素稀有气体元素非金属单质非金属单质与氢气反应与氢气反应最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物的酸碱性物的酸碱性金属性和非金属性和非金属性递变金属性递变金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 在同一周期中，各元素原子的核外在同一周期中，各元素原子的核外电子层数电子层数 ，但从左到右核电荷，但从左到右核电荷数依次数依次 ，最外层电子数依，最外层电子数依次次 ，原子半径逐渐，原子半径逐渐 （稀（稀有

10、气体元素除外），原子失电子能力逐有气体元素除外），原子失电子能力逐渐渐 ，得电子能力逐渐，得电子能力逐渐 。小结：小结：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： (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

11、子层数三种元素原子的电子层数相同，且原子序数相同，且原子序数XYZ，则下列说法正确，则下列说法正确的是：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H3XO4H2YO4 HCl HBr HI氢卤酸的酸性：氢卤酸的酸性： HI HBr HCl HFH2 + I2 2HI（2）卤素单质与水的反应：）卤素单质与水的反应：氟与水发生剧烈的反应，生成氟化氢和氧气。氟与水发生剧烈的反应，生成氟化氢和氧气。2F2 + 2H2O = 4HF + O24e-氧化剂氧化剂还原剂还原剂溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些溴跟水反应比

12、氯气跟水的反应更弱一些Br2 + H2O = HBr + HBrOCl2 + H2O = HCl + HClO（碘跟水只有很微弱（碘跟水只有很微弱的反应）的反应） （ 氟气的特殊性）氟气的特殊性）（3）卤素单质间的置换反应：）卤素单质间的置换反应：Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2Cl2 + 2Br - = 2Cl- + Br2Br2 + 2I- = 2Br - + I2卤族元素性质的递变性：卤族元素性质的递变性： （从氟到碘）（从氟到碘）1、原子半径和离子半径增大。、原子半径和离子半径增大。2、非金属性与单质氧化性减弱。、非金属性与单质氧化性减弱。3、与、与H2化合或水反应由易到难。

13、化合或水反应由易到难。4、氢化物稳定性减弱。、氢化物稳定性减弱。5、最高价氧化物的水化物酸性减弱。（氟没有含、最高价氧化物的水化物酸性减弱。（氟没有含氧酸）氢卤酸的酸性增强。氧酸）氢卤酸的酸性增强。6、卤离子还原性增强。、卤离子还原性增强。7、单质的颜色变深，熔沸点升高。、单质的颜色变深，熔沸点升高。8、卤化银的溶解度逐渐减小，颜色逐渐加深。、卤化银的溶解度逐渐减小，颜色逐渐加深。“拟卤素拟卤素”、“卤素互化物卤素互化物”知识简介：知识简介：1、拟卤素：、拟卤素：一些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子又一些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子又与卤素阴离子性质相似，故常称它们为拟卤素。与

14、卤素阴离子性质相似，故常称它们为拟卤素。(CN)2 + 2 NaOH =Mn(SCN)2 + (SCN)2+ 2 H2OMnO2 + 4 HSCN =AgNO3 + NaSCN = NaNO3 + AgSCN 2、卤素互化物：、卤素互化物：由两种不同卤素化合成的物质叫卤素互化物。由两种不同卤素化合成的物质叫卤素互化物。如如IBr、ICl、BrF3、BrF5 、ICl3、ClF3等等2Mg + 2BrCl = SO2 + BrCl + 2H2O = H2SO4 + HCl + HBr NaCN + NaCNO + H2OMgCl2 + MgBr2ICl + H2O = HIO + HCl （非氧

15、化还原反应）（非氧化还原反应）碱金属元素的原子结构和单质的性质碱金属元素的原子结构和单质的性质1、碱金属元素的原子结构、碱金属元素的原子结构相同点：相同点： 最外电子层上都只有一个电子。最外电子层上都只有一个电子。递变规律：递变规律： 从锂到铯随核电荷数增大，电子层数从锂到铯随核电荷数增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，离子半径逐渐增多，原子半径逐渐增大，离子半径也逐渐增大。也逐渐增大。略带金色略带金色光泽光泽熔点熔点2、碱金属的物理性质、碱金属的物理性质相似性：相似性： 除铯略带金色光泽外，其余的都是银白色。除铯略带金色光泽外，其余的都是银白色。碱金属都比较柔软，有延展性。是热和电的良

16、碱金属都比较柔软，有延展性。是热和电的良导体。导体。 硬度小硬度小 密度小密度小 熔点低熔点低递变规律：递变规律：由锂到铯由锂到铯 密度呈增大趋势（但钾反常）密度呈增大趋势（但钾反常） 熔点、沸点逐渐降低（熔点除熔点、沸点逐渐降低（熔点除Li外，均低于外，均低于100 4Li + O2 = 2Li2O 2Na + O2 = Na2O2 K + O2 = KO2 Rb、Cs等产物更复杂等产物更复杂 2Na + S = Na2S 碱金属还能与碱金属还能与Cl2等大多数非金属反应，且从等大多数非金属反应，且从 Li Cs逐渐增强。逐渐增强。点燃点燃点燃点燃点燃点燃3、碱金属的化学性质、碱金属的化学性

17、质 都能与氧气等非金属反应都能与氧气等非金属反应【实验】钾在空气中燃烧。【实验】钾在空气中燃烧。（1）相似性：）相似性：现象：比钠更剧烈。现象：比钠更剧烈。2K + 2H2O = 2KOH + H2 （K比比Na更剧烈）更剧烈） 从从LiOH CsOH 碱性逐渐增强。碱性逐渐增强。 均为强还原剂：均为强还原剂：M - e- = M+ （2）递变规律：）递变规律：由锂到铯，金属性、还原性由锂到铯，金属性、还原性越来越强。越来越强。结论：结论：结构决定性质，性质反映结构。结构决定性质，性质反映结构。都能跟水反应，生成氢氧化物和氢气都能跟水反应，生成氢氧化物和氢气【实验】钾与水的反应。【实验】钾与水

18、的反应。 （2）利用焰色反应鉴别金属及其离子利用焰色反应鉴别金属及其离子金属或金属或 金属离子金属离子钠钠钾钾钙钙铜铜钡钡锶锶锂锂焰色反应焰色反应的颜色的颜色黄色黄色浅紫浅紫色色砖红砖红色色绿色绿色黄绿黄绿色色洋红洋红色色紫红紫红色色4、焰色反应、焰色反应（1）金属和它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现金属和它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色，叫焰色反应。物理变化出特殊的颜色，叫焰色反应。物理变化步骤步骤：（：（1）洗）洗 （2）烧）烧 （3）蘸）蘸 （4）烧）烧【实验实验】（3）利用焰色反应作焰火利用焰色反应作焰火看，那里坐着一个人看，那里坐着一个人， 带着带着深红色深红色的礼（的礼（

19、锂锂）帽，）帽，腰扎腰扎黄绿色黄绿色的的钡钡带，带，坐在含坐在含钙钙的的红砖红砖上，上，正用他那刻有紫色金鱼（铷）的正用他那刻有紫色金鱼（铷）的绿绿色色铜铜剪刀剪刀,修理他那蜡（修理他那蜡（钠钠）黄黄蜡黄的蜡黄的浅浅指（指（紫紫）甲（）甲（钾钾）,还不时鼓起他那还不时鼓起他那洋红色洋红色的腮（的腮（锶锶）帮子）帮子。焰色反应口诀焰色反应口诀5、碱金属在自然界的存在及保存、碱金属在自然界的存在及保存 （1）碱金属在自然界只能以化合态存在）碱金属在自然界只能以化合态存在 碱金属的单质都有人工制得碱金属的单质都有人工制得. 自然界中，最活泼的金属是自然界中，最活泼的金属是Cs. （2）碱金属的存放：

20、）碱金属的存放： 锂应保存在石蜡锂应保存在石蜡. 少量钠、钾应保存在盛煤油的广口瓶中，大量少量钠、钾应保存在盛煤油的广口瓶中，大量固体密封保存固体密封保存. （3）KOH、NaOH的浓溶液保存时用木塞或的浓溶液保存时用木塞或胶塞的玻璃瓶胶塞的玻璃瓶.练习题：练习题：1 1、下列关于碱金属化学性质的叙述中，错误的是（、下列关于碱金属化学性质的叙述中，错误的是（ ）A A、它们的化学性质都很活泼、它们的化学性质都很活泼B B、它们都是强还原剂、它们都是强还原剂C C、它们都能在空气里燃烧生成、它们都能在空气里燃烧生成M M2 2O O（M M代表碱金属）代表碱金属）D D、它们都能与水反应生成碱和

21、氢气、它们都能与水反应生成碱和氢气CB2 2、金属钠比金属钾（、金属钠比金属钾（ ）A A、金属性强、金属性强 B B、还原性弱、还原性弱C C、原子半径大、原子半径大 D D、熔点低、熔点低3、氟、氯、溴、碘性质上差异的主要原因是（、氟、氯、溴、碘性质上差异的主要原因是（ ）（A）原子的核电荷数依次增多）原子的核电荷数依次增多（B）原子核外电子层数依次增多）原子核外电子层数依次增多（C）原子核外次外层电子数依次增多）原子核外次外层电子数依次增多（D）原子量依次增大）原子量依次增大B4、下列微粒中，半径最大的是（、下列微粒中，半径最大的是（ ）（A）F （B）Cl （C）Br （D）ID5、按卤素原子核电荷递增的顺序、按卤素原子核电荷递增的顺序,下列各项变小或下列各项变小或变弱的是（变弱的是（ ） A . 原子半径原子半径 B. 阴离子的还原性阴离子的还原性 C. 离子半径离子半径 D. 氢化物的稳定性氢化物的稳定性D7、做过碘升