年《龙门亮剑》高三化学 第五章 第2讲元素周期律课件 新人教.ppt
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1、第第2讲元素周期律讲元素周期律1了解原子核外电子的排布。2掌握元素周期律及其实质。3掌握同一周期内元素性质的递变规律及其与原子结构的关系。4了解元素周期表和元素周期律的应用。2021/8/8 星期日1 随着原子序数的递增,元素的最外层电子排布呈现周期性变化。元素的性质与原子结构是密切相关的。1元素的原子结构及其主要化合价的变化规律元素的原子结构及其主要化合价的变化规律 分析教材科学探究表格可以看出:随着原子序数的递增,核外电子排布呈现 变化。把元素按原子序数递增的顺序排列,从3号元素锂到7号元素氮的最高正化合价从 价逐渐递增到 价(注意:氧和氟一般不显正价);从6号碳元素开始出现 价,从碳元素
2、到9号氟元素,由 价变到 价;10号元素氖为稀有气体元素化合价为0价。周期性周期性15负负412021/8/8 星期日2 从11号钠元素到17号氯元素,元素的最高正化合价从 价逐渐递增到 价;从14号硅元素起也开始出现负价,从硅元素到17号氯元素,由 价变到 价;18号元素氩为稀有气体元素化合价为0价。18号以后的元素化合价也有相似的变化。这说明:元素的化合价随着原子序数的递增呈现 变化。1741周期性周期性2021/8/8 星期日32元素金属性、非金属性的变化规律元素金属性、非金属性的变化规律(1)钠、镁、铝与水或酸的反应及其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱金属元素钠镁铝单质与水或酸的反应与
3、冷水剧烈反应,放出氢气与冷水反应缓慢,与沸水反应迅速,放出氢气;与酸剧烈反应,放出氢气与酸反应较剧烈,放出氢气最高价氧化物对应水化物的碱性强弱NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3弱碱2021/8/8 星期日4(2)Si、P、S、Cl 4种非金属元素的性质比较非金属元素硅磷硫氯单质与氢气反应的条件高温磷蒸气与氢气能发生反应加热光照或点燃时发生爆炸化合最高价氧化物对应水化物(含氧酸)的酸性强弱H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4(强酸)(比H2SO4酸性强)2021/8/8 星期日5(3)规律总结通过以上对第三周期元素性质的比较,可以得出结论:对其他周期元素性质进行研
4、究,同样可以得出类似的结论。因此:同一周期,从左到右,元素的金属性逐渐 ,非金属性逐渐 。且随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现 的变化。减弱减弱增强增强周期性周期性2021/8/8 星期日63元素周期律元素周期律 元素的性质随着原子序数的递增而呈现 的变化,这个规律叫做元素周期律。元素周期律的实质:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈现 变化的必然结果。周期性周期性周期性周期性2021/8/8 星期日71元素金属性和非金属性与氧化性和还原性有何关系?2最外层电子数相同的元素,其化学性质一定相似吗?【提示提示】1.元素的金属性和非金属性是宏观元素的性质,而氧化性和还原性是元
5、素形成具体微粒的性质。2021/8/8 星期日8 元素的金属性指元素的气态原子失去电子能力的性质,与该元素原子失电子数目的多少无关。一般情况下,元素的金属性越强,该元素原子失去电子能力越强,单质的还原性越强,其阳离子的氧化性越弱。元素的非金属性指元素的气态原子得到电子能力的性质,与该元素原子得电子数目的多少无关。一般来说,元素的非金属性越强,元素的原子就越易得到电子,其单质的氧化性就越强,其阴离子的还原性越弱。2不一定。要看最外层电子数是否处于稳定结构,如A族元素与O族的氦(He)最外层电子数相同,性质不同。2021/8/8 星期日9粒子半径大小的比较 1具有相同电子层数的原子,随着原子序数的
6、递增,原子半径逐渐减小;电子层数相同时,随着原子序数的递增,核电荷数逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐增大(同时大于电子与电子的斥力),因此原子半径逐渐减小。2具有相同最外层电子数的原子,随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大。2021/8/8 星期日10 3具有相同电子排布的离子,核电荷数越小,离子半径越大。具有相同电子排布的离子,核电荷数越大,核对最外层电子的吸引力越大,原子半径越小。4同种元素的各种微粒,核外电子数越多,微粒半径越大,如微粒半径:HHH。同种元素的微粒,核电荷数是相同的,核对最外层电子的吸引力也相同,核外电子数增加,电子与电子的斥力增加,因此原子半径逐渐增大。2021/
7、8/8 星期日11A、B、C为三种短周期元素,A、B同周期,A、C的最低价离子分别为A2、C,其离子半径A2C。B2和C具有相同的电子层结构,下列叙述一定不正确的是()A它们的原子序数ABCB它们的原子半径CBAC离子半径A2CB2D原子核外最外层上的电子数CAB【导航导航】依据离子结构特点推断元素在周期表中的位置是解决此类问题的关键。把A、B、C等元素在周期表中定位后,它们的原子结构、电子层数、最外层电子数、元素最高正价以及原子半径、离子半径等递变规律都能顺利推断出来。2021/8/8 星期日12【解析解析】根据“A、C最低价离子分别为A2、C”,可知A位于A族,C位于A族,C在A的右边;联
8、系“A、B同周期”、“B2与C具有相同的电子层结构”可知A在C的左下方,B位于A的左侧。最后绘出它们的相对位置(如图)。由表可知:原子半径的大小顺序应该是BAC,B错;离子半径的大小顺序是A2-C-B2+,C正确。A、D也均正确。【答案答案】B2021/8/8 星期日13元素金属性、非金属性强弱的比较元素金属性、非金属性强弱的比较1比较元素金属性强弱的方法比较元素金属性强弱的方法(1)根据原子结构原子半径(电子层数)越大,最外层电子数越少,金属性越强,反之则越弱。(2)根据在元素周期表中的位置同周期元素,从左至右,随原子序数的增加,金属性减弱;同主族元素,从上至下,随着原子序数的增加,金属性增
9、加。2021/8/8 星期日14(3)根据实验根据金属单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度:越易反应,则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质与盐溶液的置换反应。A置换出B,则A对应的金属元素比B对应的金属元素金属性强。根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱:单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱,元素的金属性越强(Fe对应的阳离子是Fe2,而不是Fe3)。根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱:碱性越强,则对应金属元素的金属性越强。根据电化学原理:不同金属形成原电池时,作负极的金属活泼;在电解池中的惰性电极上,先析出的金属不活泼。2021/8/8 星期日152比较元素非金属性强弱的方
10、法比较元素非金属性强弱的方法(1)根据原子结构原子半径(电子层数)越小,最外层电子数越多,非金属性越强,反之则越弱。(2)根据在元素周期表中的位置同周期元素,从左到右,随着原子序数增加,非金属性增强。同主族元素,从上至下,随着原子序数增加,非金属性减弱。2021/8/8 星期日16(3)根据实验根据非金属单质与H2化合生成气态氢化物的难易程度:越易化合则其对应元素的非金属性越强。根据元素与H2形成的气态氢化物的稳定性或还原性:越稳定或还原性越弱,则其对应元素的非金属性越强。根据非金属之间的相互置换:A能置换出B,则A对应的元素的非金属性强于B对应元素的非金属性。根据最高价氧化物对应的水化物的酸
11、性强弱:酸性越强,则元素的非金属性越强。根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱:单质的氧化性越强,其对应阴离子的还原性越弱,元素的非金属性越强。2021/8/8 星期日17 (2009年青岛市模拟)现有部分元素的性质与原子(或分子)结构如下表元素编号元素性质与原子(或分子)结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子YM层比K层少1个电子Z第三周期元素的简单阳离子中半径最小2021/8/8 星期日18(1)写出元素T的原子结构示意图_。(2)元素Y与元素Z相比,金属性较强的是_(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是_(填序号)。aY单
12、质的熔点比Z单质低bY的化合价比Z低cY单质与水反应比Z单质剧烈 dY最高价氧化物的水化物的碱性比Z强2021/8/8 星期日19(3)T、X、Y、Z中有两种元素能形成既含离子键又含非极性共价键的化合物,写出该化合物的电子式_。(4)元素T和X元素以原子个数比21化合形成化合物Q,元素X与氢元素以原子个数比12化合形成常用于火箭燃料的化合物W,Q与W发生氧化还原反应,生成X单质和T的另一种氢化物,写出该反应的化学方程式_。2021/8/8 星期日20【导航导航】本题的关键在于,根据题目提供的信息,判断出什么元素,核外电子排布是先排满K层,再排L层,然后是M层。简单阳离子就是H或金属离子。【解析
13、解析】由表中信息可知:T为氧元素,X为氮元素,Y为钠元素,Z为铝元素。Na比Al金属性强,相关实验事实为:与水反应Na比Al剧烈;最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH比Al(OH)3强。上述元素中,由其中两种元素形成的既含离子键又含非极性共价键的化合物常见的是Na2O2。氧与氮形成的原子个数比为21的化合物Q是NO2,氮与氢形成的原子个数比为12的化合物是N2H4,两者反应可生成N2和H2O。2021/8/8 星期日21【答案答案】(1)(2)Nacd(3)Na 2Na(4)2N2H42NO2=3N24H2O2021/8/8 星期日22元素元素“位、构、性位、构、性”关系的应用关系的应用同一元
14、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:2021/8/8 星期日23在具体解题过程中,必须具备以下三个方面的基础。1结构与位置互推是解题的基础结构与位置互推是解题的基础(1)掌握四个关系式电子层数周期数质子数原子序数最外层电子数主族序数主族元素的最高正价主族序数(O、F除外),负价主族序数8(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律各周期元素种数;稀有气体元素的原子序数及在周期表中的位置;同主族上下相邻元素原子序数的关系。2021/8/8 星期日24 2性质与位置互推是解题的关键性质与位置互推是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)
15、元素的金属性、非金属性;(2)气态氢化物的稳定性;(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。3结构和性质的互推是解题的要素结构和性质的互推是解题的要素(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性强弱;(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似;(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;(4)判断元素金属性和非金属性。【特别提示特别提示】以上规律和方法只适用于主族元素,而不适用于副族元素,解题时不要随意将其适用范围扩大。2021/8/8 星期日25已知X、Y、Z都是短周期的元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层的
16、三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则(1)X是_,Y是_,Z是_。(2)由Y和Z组成,且Y和Z的质量比为720的化合物的化学式是_。(3)由X、Y、Z中的两种元素组成,且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是_和_。(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子的个数比为423,该盐的化学式是_。2021/8/8 星期日26【导航导航】X、Z元素经讨论可推出分别为H、O。该题的难点在于推出Y元素,Y元素与O元素可以形成两种以上气态化合物,说明Y元素化合价较多且为非金属元素,原子序数小于8,常见的有C、N,而C与O只能形成CO2、CO两种气态化合物,N与O可形成N2O、NO、N
17、O2、N2O3、N2O4等多种气态化合物。2021/8/8 星期日27【解析解析】由题意可知,X为氢、Z为氧。Y与氧可以形成两种以上气态化合物,且Y的原子序数小于氧,故Y为氮。由Y和Z的质量比为720,可知N与O原子个数比为 25。所以此化合物的化学式是N2O5。与H2O电子数相同的离子,可以是NH4、OH、H3O或NH2等。由H、N、O形成的一种盐且盐中它们的原子个数比为423,该盐应为铵盐,即为NH4NO3。【答案答案】(1)氢氮氧(2)N2O5(3)NH4(或NH2)OH(或H3O)(4)NH4NO32021/8/8 星期日281(2009年广东单科)元素X、Y、Z原子序数之和为36,X
18、、Y在同一周期,X与Z2具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是()A同周期元素中X的金属性最强B原子半径XY,离子半径XZ2C同族元素中Z的氢化物稳定性最高D同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强2021/8/8 星期日29【解析解析】分析题给条件可推知:X是钠(Na)、Y是氯(Cl)、Z是氧(O)。原子半径XY,但X(Na)与Z2(O2)电子层结构相同,离子半径XY的氢化物Z的氢化物B简单离子的半径:M的离子Z的离子Y的离子X的离子CYX2、M2Y都是含有极性键的极性分子DZ元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4【解析解析】X、Y相邻,只能为同周期左右相邻或同主族上下相邻,又因X
19、的核电荷数是Y的核外电子数的一半,所以X、Y为同主族上下相邻,符合条件的为O、S。根据题意,可推出Z为Cl,M为K。【答案答案】D2021/8/8 星期日313(2009年北京理综)W、X、Y、Z均为短周期元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比717;X与W同主族;Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是()A金属性:YZB氢化物的沸点:XWC离子的还原性:XW D原子及离子半径:ZYX2021/8/8 星期日32【解析解析】W的最外层电子数与核外电子总数之比为717,故W为氯元素,则X为氟元素,Y的原子序数为(917)213,为铝元素,由含Z
20、元素的物质焰色反应为黄色知其为钠元素。根据元素周期律,Na的金属性比Al强;HF沸点比HCl高,是因为HF分子间存在氢键;Cl的还原性比F强;原子半径NaAlF,离子半径FNaAl3。【答案答案】B2021/8/8 星期日334(2008年山东理综)下列说法正确的是()ASiH4比CH4稳定BO2半径比F的小CNa和Cs属于第A族元素,Cs失电子能力比Na的强DP和As属于第A族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱【解析解析】A项,C的非金属性比Si强,CH4比SiH4稳定;B项,O2与F核外电子排布相同,F原子序数大,F半径小;D项,P的非金属性比As强,H3PO4酸性比H3AsO4的强。
21、【答案答案】C2021/8/8 星期日345(2008年广东化学)元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3;X、Y和Z的原子序数之和为26;Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是()AXYZ3是一种可溶于水的酸,且X与Y可形成共价化合物XYBXYZ3是一种微溶于水的盐,且X与Z可形成离子化合物XZCXYZ3是一种易溶于水的盐,且Y与Z可形成离子化合物YZDXYZ3是一种离子化合物,且Y与Z可形成离子化合物YZ2【解析解析】根据题意,符合条件的化合物有NaNO3和MgCO3两种,B项中MgCO3微溶于水,MgO为离子化合物。【答案答案】B2021/8/8 星期日356(2009年全国理综)已知周期
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