2020年高中化学第1章物质结构元素周期律第2节第2课时元素周期表和元素周期律的应用课件新人教版必修2.ppt

第第2课时元素周期表和元素周期律的应用课时元素周期表和元素周期律的应用学习目标学习目标核心素养建构核心素养建构1.了解元素周期表的简单分了解元素周期表的简单分区。区。2认识周期表是元素周期律认识周期表是元素周期律的具体表现形式。的具体表现形式。3体会元素周期表和元素周体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。中的指导意义。知知 识识 梳梳 理理一、元素周期表的分区及元素化合价规律一、元素周期表的分区及元素化合价规律1金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律虚线附近的元素既表现出一定的虚线附近的元素既表现出一定的_性，又表现出一定的性，又表现出一定的_性。性。金属金属非金属非金属【自主思考自主思考】1据周期表中元素的金属性和非金属性递变规律分析：据周期表中元素的金属性和非金属性递变规律分析：什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？分别什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？分别位于元素周期表中的什么位置？位于元素周期表中的什么位置？提示提示铯的金属性最强，氟的非金属性最强，分别位于元铯的金属性最强，氟的非金属性最强，分别位于元素周期表的左下角和右上角。素周期表的左下角和右上角。2元素的化合价与元素在周期表中的位置之间关系元素的化合价与元素在周期表中的位置之间关系主族元素的最高正化合价等于原子所能主族元素的最高正化合价等于原子所能_的最的最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子电子稳定结构所需稳定结构所需_的电子数。所以，非金属元素的最高的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于_。(1)最高正化合价最高正化合价_序数原子序数原子_电子数电子数(O、F除外除外)。(2)最高正化合价最高正化合价|最低负化合价最低负化合价|8。失去或偏移失去或偏移得到得到8主族主族最外层最外层【自主思考自主思考】2元素最高正价和最低负价的代数和分别为元素最高正价和最低负价的代数和分别为6、4、2、0，则，则其分别属于哪一主族？其分别属于哪一主族？提示提示A、A、A、A二、元素周期表和元素周期律的应用二、元素周期表和元素周期律的应用1根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的_( (或或_) )。2应用于元素应用于元素“_”的相互推断。的相互推断。3预测新元素预测新元素为新元素的发现及预测它们的为新元素的发现及预测它们的_提供线索。提供线索。4寻找新物质寻找新物质(1)在金属与非金属分界线附近寻找在金属与非金属分界线附近寻找_材料。材料。(2)研究研究_附近元素，制造新农药。附近元素，制造新农药。(3)在在_中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。材料。强弱强弱大小大小位置位置结构结构性质性质原子结构和性质原子结构和性质半导体半导体氟、氯、硫、磷氟、氯、硫、磷过渡元素过渡元素效效 果果 自自 测测1判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”。(1)根据元素周期律可知金属性最强的是钫，非金属性最强根据元素周期律可知金属性最强的是钫，非金属性最强的是氦的是氦()(2)金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性()(3)锗元素属于金属元素，但也具有一定的非金属性锗元素属于金属元素，但也具有一定的非金属性()答案答案(1)(2)(3)2将下面左右两侧对应内容连线将下面左右两侧对应内容连线答案答案 探究一、元素的性质、结构及在周期表中位置的关系探究一、元素的性质、结构及在周期表中位置的关系【合作交流合作交流】1元素在周期表中的位置与原子结构有何必然联系？元素在周期表中的位置与原子结构有何必然联系？提示提示原子有几个电子层，元素就位于第几周期；主族元原子有几个电子层，元素就位于第几周期；主族元素的原子的最外电子层有几个电子，元素就位于第几主素的原子的最外电子层有几个电子，元素就位于第几主族。族。2原子结构与元素性质之间有何关系？原子结构与元素性质之间有何关系？提示提示3如何根据元素在周期表中的位置推测原子结构和元素的性如何根据元素在周期表中的位置推测原子结构和元素的性质？质？(从同周期、同主族两方面分析从同周期、同主族两方面分析)提示提示(1)同主族元素从上到下：原子半径逐渐增大，金属同主族元素从上到下：原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，主要化合价相似，得电性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，主要化合价相似，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强。子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强。(2)同周期元素从左到右：原子半径逐渐减小，金属性逐渐同周期元素从左到右：原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，最高正化合价逐渐增大，得电减弱，非金属性逐渐增强，最高正化合价逐渐增大，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。4如果已知如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素，且它们的最高价为周期表中相邻的两元素，且它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性大小为：氧化物对应的水化物的酸性大小为：XY，能否确定它们，能否确定它们的相对位置？的相对位置？提示提示可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为置。由已知条件可确定非金属性为XY，所以，如果它们，所以，如果它们位于同周期，则位于同周期，则X在在Y的右面；如果它们位于同主族，则的右面；如果它们位于同主族，则X在在Y的上面。的上面。【点拨提升点拨提升】1同一元素的同一元素的“位、构、性位、构、性”关系可表示如下：关系可表示如下：具体表现为：具体表现为：(1)结构与位置的关系。结构与位置的关系。(2)结构与性质的关系：结构与性质的关系：(3)位置、结构和性质的关系：位置、结构和性质的关系：2元素周期律的具体应用元素周期律的具体应用(1)预测未知元素的性质。预测未知元素的性质。依据：同主族元素性质的递变规律。依据：同主族元素性质的递变规律。如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹(At)的单质应为有色固体，与氢难化合，的单质应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液不稳定，水溶液呈酸性，呈酸性，AgAt不溶于水等。不溶于水等。(2)比较元素的性质。比较元素的性质。依据：元素周期律。依据：元素周期律。如比较如比较H2SO4和和H2SeO4的酸性强弱，因为的酸性强弱，因为S、Se同主族，自同主族，自上至下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的上至下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱，故酸性：水化物酸性逐渐减弱，故酸性：H2SO4H2SeO4。(3)解释实验现象：如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯解释实验现象：如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。(4)寻找新材料：如在金属元素与非金属元素的分界线附近的寻找新材料：如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。元素中寻找半导体材料。【典题例证典题例证1】X、Y、W、Z为四种短周期主族元素，在周为四种短周期主族元素，在周期表中的位置如图所示，期表中的位置如图所示，W原子的最外层电子数与电子层原子的最外层电子数与电子层数相同，下列说法正确的是数相同，下列说法正确的是()A.X只能形成一种氢化物只能形成一种氢化物BW、X、Y的原子半径依次增大的原子半径依次增大CX的简单氢化物的热稳定性比的简单氢化物的热稳定性比Y的小的小DW的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 XY W Z解析解析由短周期元素由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，在周期表中的位置可知，X、Y处于第二周期，处于第二周期，W、Z处于第三周期，处于第三周期，W原子的最外层原子的最外层电子数与电子层数相同，则电子数与电子层数相同，则W为为Al，可推知，可推知X为为C、Y为为N、Z为为S。C与氢元素生成的氢化物为烃类物质，有很多种，与氢元素生成的氢化物为烃类物质，有很多种，A项错误；同周期元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，项错误；同周期元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子核外电子层数越多，原子半径越大，则W、X、Y的原子的原子半径依次减小，半径依次减小，B项错误；非金属性：项错误；非金属性：NC，元素的非金属，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，性越强，对应的氢化物越稳定，C项正确；氢氧化铝与弱碱项正确；氢氧化铝与弱碱NH3H2O不反应，不反应，D项错误。项错误。答案答案C【学以致用学以致用1】已知同周期已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化三种元素的最高价氧化物 的 水 化 物 的 酸 性 由 强 到 弱 的 顺 序 是物 的 水 化 物 的 酸 性 由 强 到 弱 的 顺 序 是HZO4H2YO4H3XO4，下列判断正确的是，下列判断正确的是()A原子半径按原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小的顺序逐渐减小B单质的氧化性按单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱的顺序减弱C三种元素阴离子的还原性按三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强的顺序增强D气态氢化物的稳定性按气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱的顺序减弱解析解析同周期同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是酸性由强到弱的顺序是HZO4H2YO4H3XO4，知，知X、Y、Z的的原子序数为原子序数为XYZ。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱，原子半径逐渐减小，气态氢增强，阴离子的还原性逐渐减弱，原子半径逐渐减小，气态氢化物的稳定性逐渐增强，可知正确选项为化物的稳定性逐渐增强，可知正确选项为A。答案答案A探究二、元素金属性、非金属性的强弱判断探究二、元素金属性、非金属性的强弱判断【合作交流合作交流】1在化学反应中一个金属原子失电子越多，该金属的金属性在化学反应中一个金属原子失电子越多，该金属的金属性越强，这句话对吗，为什么？以越强，这句话对吗，为什么？以Na和和Mg为例说明。为例说明。提示提示金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而失去一个电子，而Mg失去失去两个电子，但两个电子，但Na的金属性比的金属性比Mg强。强。2能否根据能否根据HCl的酸性比的酸性比H2S强的事实推断氯的非金属性比硫强的事实推断氯的非金属性比硫的强？的强？提示提示不能，因为非金属性强弱应根据最高价含氧酸的酸不能，因为非金属性强弱应根据最高价含氧酸的酸性强弱判断，或者根据氢化物稳定性判断。性强弱判断，或者根据氢化物稳定性判断。【点拨提升点拨提升】1金属性强弱的比较金属性强弱的比较比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易程度，越易失电子，金属性越强。程度，越易失电子，金属性越强。(1)从元素原子结构判断从元素原子结构判断当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。即：同一主族，从上到下，元越易失电子，金属性越强。即：同一主族，从上到下，元素金属性依次增强。素金属性依次增强。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断从元素单质及其化合物的相关性质判断金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。强。(3)根据金属活动性顺序表判断根据金属活动性顺序表判断K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) 金属性依次减弱金属性依次减弱(4)根据相应离子的氧化性强弱判断根据相应离子的氧化性强弱判断离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。如氧化离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。如氧化性：性：Cu2Fe2，则金属性：，则金属性：CuFe。2元素非金属性强弱的比较元素非金属性强弱的比较比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强。的难易程度，越易得电子，非金属性越强。(1)从元素原子结构判断从元素原子结构判断当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。即：同一主族，从上到下，元素的非金属性依次减弱。即：同一主族，从上到下，元素的非金属性依次减弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断从元素单质及其化合物的相关性质判断单质越易跟单质越易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性就越最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性就越强。强。如如H2SO4的酸性强于的酸性强于H3PO4，说明，说明S的非金属性比的非金属性比P强。强。非金属单质间的置换反应，例如：非金属单质间的置换反应，例如：Cl22KI=2KClI2，说明非金属性氯比碘强。，说明非金属性氯比碘强。元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越弱。如还原性：弱。如还原性：S2Cl，非金属性：，非金属性：ClS。特别提醒特别提醒(1)比较元素金属性强弱的关键是比较原子失去电比较元素金属性强弱的关键是比较原子失去电子的难易程度，而不是失去电子的多少。如子的难易程度，而不是失去电子的多少。如Na失去一个电失去一个电子，而子，而Mg失去两个电子，但金属性失去两个电子，但金属性Na比比Mg强。强。(2)氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定粒子，具体表现在该物质中某元素的原子得失电子的能力。粒子，具体表现在该物质中某元素的原子得失电子的能力。【典题例证典题例证2】可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是属性弱的是()HCl的溶解度比的溶解度比H2S的大；的大；HClO的氧化性比的氧化性比H2SO4的强的强；HClO4的酸性比的酸性比H2SO4的强；的强；HCl比比H2S稳定；稳定；氯原氯原子最外层有子最外层有7个电子，硫原子最外层有个电子，硫原子最外层有6个电子；个电子；Cl2能与铁能与铁反应生成反应生成FeCl3，硫与铁反应生成，硫与铁反应生成FeS；Cl2可以从可以从H2S溶液溶液中置换出中置换出S；同浓度的同浓度的HCl和和H2S的水溶液，前者酸性强；的水溶液，前者酸性强；HCl(或或Cl)还原性比还原性比H2S(或或S2)弱弱A BC D解析解析(1)溶解度与元素的非金属性没有直接关系；溶解度与元素的非金属性没有直接关系；应该应该用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强弱；弱；元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数有关，还与电子层数等有关，电子层数少的原子不一定得电有关，还与电子层数等有关，电子层数少的原子不一定得电子能力强，元素的非金属性就不一定强；子能力强，元素的非金属性就不一定强；不能根据无氧酸不能根据无氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。(2)最高价氧化物水化物的酸性强弱、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物的酸性强弱、气态氢化物的稳定性、非金属单质的氧化性及单质间的置换反应能说明元素非金属非金属单质的氧化性及单质间的置换反应能说明元素非金属性的强弱。不同非金属单质与同一种变价金属反应后金属价性的强弱。不同非金属单质与同一种变价金属反应后金属价态越高，非金属元素原子得电子能力越强，元素的非金属性态越高，非金属元素原子得电子能力越强，元素的非金属性越强。越强。能说明氯的非金属性强于硫。非金属元素阴能说明氯的非金属性强于硫。非金属元素阴离子或氢化物的还原性越强，说明越易失电子，则对应的非离子或氢化物的还原性越强，说明越易失电子，则对应的非金属元素原子得电子能力越弱。金属元素原子得电子能力越弱。能证明氯原子得电子能力能证明氯原子得电子能力强于硫，则氯的非金属性强于硫。强于硫，则氯的非金属性强于硫。答案答案D【学以致用学以致用2】下列比较不正确的是下列比较不正确的是() A原子半径：原子半径：KClNa B热稳定性：热稳定性：HFH2OPH3 C酸性强弱：酸性强弱：HClO4H2SO4H3PO4 D碱性强弱：碱性强弱：KOHNaOHMg(OH)2解析解析电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：子半径逐渐减小，则原子半径：KNaCl，A项错误；非金项错误；非金属性：属性：FOP，则热稳定性：，则热稳定性：HFH2OPH3，B项正确；项正确；非金属性：非金属性：ClSP，则酸性：，则酸性：HClO4H2SO4H3PO4，C项正确；金属性：项正确；金属性：KNaMg，则碱性：，则碱性：KOHNaOHMg(OH)2，D项正确。项正确。答案答案A