元素周期律【知识建构+拓展延伸】高一化学 （人教版2019必修第一册）

第二节元素周期律第2课时第四章物质结构元素周期律21本节重点本节难点金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律元素周期表和周期律的应用你知道门捷列夫是如何作出如此准确的预测的吗?1875年，法国化学家布瓦博德朗在法国科学院《科学报告集》上公布，发现了一种新元素的单质--镓，给出了有关这种新元素的性质。门捷列夫给其写信，指出了关于新元素性质测定的不准确性，尤其是比重，不应该是4.7，而应在5.9到6.0之间。于是布瓦博德朗又重新地做了比重实验，结果确定是5.94与门捷列夫的预言完全一致。门捷列夫和金属镓的故事元素周期表与元素周期律的关系金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律：同周期元素增强减弱金属性_____，非金属性_____；左右同主族元素减弱增强金属性_____，非金属性_____。上下金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律元素周期表的金属区和非金属区金属性强的在周期表的____方，最强的是____(放射性元素除外)，非金属性强的在周期表的_____方(稀有气体除外)，最强的是___。分界线附近的元素，既能表现出一定的________，又能表现出一定的_________，故元素的_______和_________之间没有严格的界线。左下Cs右上F金属性非金属性金属性非金属性族周期1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0金属性逐渐增强非金属性逐渐增强稀有气体金属元素非金属元素BAlSiGeAsSbTePoAt金属性逐渐增强非金属性逐渐增强(称为半金属或准金属)若主族元素的族序数为m，周期序数为n，则：金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律元素周期表中的m/n规律的应用<1时为金属，值越小，金属性越强；mn>1时为非金属，值越大，非金属性越强；mn＝1的元素是该周期最后一种金属元素，在分界线左侧，一般既有金属性，又有非金属性(第一周期除外)mn价电子：可在化学反应中发生变化、与元素的化合价有关的电子。主族元素的价电子就是其最外层电子。同主族元素的最高正价和最低负价相同。元素化合价与元素在周期表中位置的关系金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律主族元素最高正化合价＝________＝_____________＝________。非金属元素的最低负价＝最高正价－8。主族序数最外层电子数金属元素无负化合价，氟元素无正化合价。O、F除外价电子数[|最高正价|＋|最高正价|＝8(F、O、H、B例外)]【例1】短周期主族元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______，碱性最强的是_______。气态氢化物稳定性最强的是____。HClO4NaOHHF【例2】X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是()A.13 B.14 C.15 D.16D元素周期表和周期律的应用应用一：预测元素及其化合物的性质元素名称及符号溴(Br)原子序数35是金属还是非金属_______原子结构示意图

最高正价____最低负价____非金属＋7－1中间价_____________预测依据______________________________最高价氧化物______最高价氧化物的水化物______酸性HClO4___HBrO4___H2SeO4稳定性H2Se___HBr___HCl还原性Se2－___Br－___Cl－＋1、＋3、＋5氯元素有＋1、＋3、＋5的化合物Br2O7HBrO4>><<>>【例1】有同周期的三种元素X、Y、Z，已知它们的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列叙述中不正确的是()A.非金属性X>Y>ZB.X、Y、Z形成的阴离子还原性逐渐增强C.原子半径X<Y<ZD.X、Y、Z的气态氢化物稳定性由弱到强D【例2】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则下列说法中正确的是()A.原子半径：W>Z>Y>XB.最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z>W>XC.W单质能与水反应生成两种强酸D.四种元素的单质中，只有Z单质在常温常压下是固体XYZWD元素周期表和周期律的应用应用二：指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质Og——118号元素Oganesson是一种人工合成的化学元素，原子量为297，半衰期12毫秒(百分之一秒)。属于气体元素，化学性质很不活泼。属于稀有气体一类。Og具放射性，其原子十分不稳定。元素周期表和周期律的应用应用三：寻找有特殊用途的新物质分界线附近元素寻找半导体材料，如：硅、锗、镓等寻找过渡元素优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料探索氟氯磷硫等元素研制农药的材料【例1】元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。ABAB①制半导体的元素(a)F、Cl、Br、N、S“三角地带”①

②制催化剂的元素(b)金属与非金属元素的分界线附近②

③制制冷剂的元素(c)相对原子质量较小的元素③

④地壳中含量较多的元素(d)过渡元素④

(b)(d)(a)(c)1930年前，一些气体如氨，二氧化硫等，被相继用作制冷剂。但是，这些制冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的制冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析第二、三周期的单质及化合物的易燃性和毒性的递变规律。根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，可用于研制不易燃的制冷剂。米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的制冷剂CCl2F2终于应运而生了。制冷剂——氟里昂(即CCl2F2，简称F12)的发现美国化学家托马斯·米奇利制冷剂——氟利昂上世纪80年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害到人类的健康。在元素周期表和元素周期律的指导下，人们踏上了寻找新一代制冷剂的征程，氟利昂将逐步被新的制冷剂所替代。1.关于元素周期表，下列叙述中不正确的是()A.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素C.在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素D.在地球上元素含量的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系D2.下列元素最高正化合价依次增大的是()A.Al、Si、P、Cl B.C、N、O、FC.Si、P、S、Se D.Si、Al、Mg、NaA3.已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是()A.单质有氧化性B.最高正价一定为＋7价C.是非金属元素D.同周期元素中原子半径最小B4.四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，T是地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是()A.W的氢化物比R的氢化物稳定B.T的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱C.Q的原子半径比T的小D.W和Q的原子序数相差10B5.我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。(1)它位于元素周期表中第_____周期______族。(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是_____(填序号)。①它与硅位于同一主族②它位于周期表中金属与非金属分界线附近③它位于边界线附近④它是两性物质四ⅣA②(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是_____(填字母)。A.左上角B.右上角C.过渡元素D.金属与非金属分界线附近D6.门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si____Ge(用“>”或“<”表示)。②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置_______________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是___________。③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是___(填“硅”或“锗”)。>第四周期ⅣA族半导体材料锗(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因________________________。②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液，__________和_