元素周期表的应用.ppt

二、预测同主族元素的性质
交流 研讨 1、元素周期表中，同主族元素原子的核外电子排布有 何特点？请推测同主族元素的性质？
F +9 2 7 Cl +17 2 8 7 Br +35 2 8 18 7 I +53 2 8 18 18 7
最
外
层具
电 子 数
有 相
相似
同 ， 原
性 和
子递
半 径 递
变 性
增
【阅读】教材P23页第一、第二自然段，完成下列内容
布瓦博德朗感到奇怪，镓明明是我经过千辛万苦发 现的，怎么会是你未卜先知，早就预言过的呢？当时世 界上只有他的实验室里，有一块一毫克重的镓。别人根 本连镓都没有看到过，怎么居然说他的比重测错了！他 在给门捷列夫的回信中说，自己的测定不会有错。可是， 门捷列夫再次写信，坚持要布瓦博德朗重新测定镓的比 重。他认为，这是由于布瓦博德朗手中的镓不够纯净所 造成的。布瓦博德朗到底是科学家，他相信那个千里之 外的人不会是凭空要他重做实验的。他决定用实验来判 断谁是谁非。布瓦博德朗重新提纯金属镓，再次测定镓 的比重。果真，比重5.96，恰恰是门捷列夫所预言的 5.9到6.0之间！
2、递变性： （1）核电荷数依次增多，电子层数__依__次__增__多____; 原子半径___逐__渐__增__大____，元素原子失电子能力 __逐__渐__增__强___，得电子能力__逐__渐__减__弱____。
（2）单质与氢气反应的情况
F2
Cl2
Br2
反应条件 暗处 光照或点燃 加热
I2
Mg(OH)2 Al(OH)3
碱 性
强碱
中强碱
两性氢氧化 物
钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱, 金属性逐渐减弱
【讨论】我们又如何判断硅、磷、硫、氯四种非金属 元素原子得电子能力的相对强弱呢？
【阅读】教材P22页“方法导引”。
判断元素原子得电子能力强弱的方法： 1、比较单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物 的稳定性。一般说来，反应越__容__易___，生成的气态 氢化物越__稳__定____，元素原子得电子能力越_强___。 2、比较元素最高价氧化物的水化物—最高价含氧酸 的酸性强弱。一般说来，酸性越__强__，元素原子得 电子能力越__强___。
实验结论
K比Na性质活泼
【思考】根据钾和钠的性质，预测ⅠA族其它金属的性质。
ⅠA族元素包含H 和碱金属元素： ______L_i __N_a__K___R_b___C_s__F_r_______(填元素符号)
1、相似性： 原子的最外层均为___1__个电子，元素的最高化合价 为___+_1_，原子失电子能力_很__强___，都是活泼的 __金__属____元素。单质都能与氧气、水、酸等反应， 作__还_原___剂；元素的最高价氧化物对应的水化物一 般为___强__碱___。
ⅦA族元素（F、Cl、Br、I）的相似性和递变性：
1、相似性： 原子的最外层均为__7__个电子，元素的最高化合价为 ___+_7_（F除外），最低化合价为__-1___；原子得电子 能力__很__强___，都是活泼的__非__金__属__元素。元素的最 高价氧化物对应的水化物具有很强的___酸__性；都能 形成气态氢化物；在氧化还原反应中，单质常作_氧__化_ 剂。
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
等面积的铝与 2mL1mol/L盐酸 反应
结论
剧烈反应， 放出气泡。
比镁反应慢
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
失电子的能力 Mg>Al
【讨论】比较钠、镁和铝的最高价氧化物对应水化物的 碱性强弱，你又得出什么结论？
最高价 氧化物 对应水
化物
结论
பைடு நூலகம்
化学 式
NaOH
【实验1】取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜， 放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞 溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾。观察 现象。
实验内容
实验现象
化学方程式
钠投入冷水中
与冷水反应剧 烈；放出气泡
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
镁后投加入热冷至水沸中腾，与慢迅冷 ;速与水，沸反放水应出反缓气应
A. 酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3 B. 碱性： KOH >NaOH> LiOH
C. 原子半径：O<S<Na
D. 还原性：I－<Cl－<F－
3、同主族的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物的水 化( 物D的)酸性是HXO4＜HYO4＜HZO4，则下列判断正确的是： A.非金属性强弱为X＞Y＞Z。 B.气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为X、Y、Z C.原子序数大小为Z＞Y＞X D.阴离子的还原性由强至弱的顺序为X、Y、Z 4.已知铍(Be)的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙 述中，正确的是( C ) A.铍的原子半径小于硼原子半径。 B.氯化铍分子中铍原子的电子数是8。 C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙弱。 D.单质铍与冷水反应产生氢气。
【实验3】分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2， 然后分别加入绿豆大小的金属钾和钠，观察反应的 剧烈程度，记录现象。
实验内容
实验现象
化学方程式
钠与水
“浮、熔、游、响、消”，2Na+ 有气泡
2H2O==2NaOH+
H2↑
钾与水
“浮、熔、游、响、消”，2K+ 有气泡，轻微爆炸
2H2O==2KOH+
H2↑
三、元素“位、构、性”之间的关系
ⅠA 元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 ⅦA
元素原子失电子能力逐渐减弱，得到电子能力逐渐增强
周 期
一
二
三
四
五
六
七
原 子 失 电 子 能 力 增 强 ， 得 电 子 能 力 减
元 素 的 金 属 性 增 强 ， 非 金 属 性 减 弱
原子结构
原子序数=核电荷数 最外层电子数=主族序数
概括 整合
同周期（左→右）
原子半径
逐渐减小
原子核对核外电子 的吸引能力 得、失电子能力
金属性、非金属性
最高价氧化物对应 水化物的酸、碱性 非金属的气态氢化 物
逐渐增强
得电子能力逐渐增强， 失电子能力逐渐减弱
金属性逐渐减弱， 非金属性逐渐增强 碱性逐渐减弱， 酸性逐渐增强
生成氢化物由难到易，稳 定性由弱到强
元素周期律的发现和元素周期表的诞生所具有的意义
利用元素周期表,人们不仅可以系统地总结 已有的元素知识,而且可以结合原子结构的知识, 研究元素性质的递变规律,并在此基础上预测未 被发现的新物质的性质和应用,继而把它们合成 出来.
一、认识同周期元素性质的递变
第3周期元素的名称和元素符号：
钠Na 镁Mg 铝Al 硅Si 磷P 硫S 氯Cl 氩Ar
【阅读】教材P21页“方法导引”。
判断元素原子失电子能力强弱的方法： 1、比较单质跟水（或酸）反应置换出氢的难易程度。 置换反应越___容__易____，原子的失电子能力越 __强_____。 2、比较元素最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱 性强弱。一般来说，碱性越__强___，元素失电子能 力越___强____。
最外层电子数 原子半径
决定得失电子能力
电子层数=周期序数
主族元素 最外层电子数 = 最高正价 最外层电子数－8 = 负价
元素在周期 表中的位置
同周期：左→右，金属性 减弱，非金属性增强
同主族：上→下，性质具 有相似性和递变性
元素的性质
弱
四、元素周期表的重要意义
元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之 一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。请你 根据教材第24页资料，将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
【阅读】教材P21、22页“阅读探究”。
元素
硅
磷
硫
氯
单质与氢气反应难 易
高温
磷蒸气
加热 点燃或光
照爆炸
气态氢化 化学式 SiH4
PH3
H2S
HCl
物 稳定性 很不稳定 不稳定 较稳定 稳定
最高价氧 化学式 化物对应
水化物 酸 性
结论
H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4
弱酸 中强酸 强酸 最强酸
单质与水反应
能反应
剧烈 反应
轻微 爆炸 爆炸
爆炸
最高价氧化物的 水化物的碱性
LiOH < NaOH < KOH
< RbOH < CsOH
金属性比较
Li < Na < K < Rb < Cs
【小结】
同主族元素(自上至下)性质变化规律: ⑴原子半径 ____逐__渐_增__大___________； ⑵元素得失电子的能力： _元_素__原_子__失_去__电_子__的_能__力__逐_渐__增_强__，_得__到_电__子_的__能__力_逐__渐；减弱 ⑶金属性__逐__渐_增__强___，非金属性__逐_渐__减_弱_____； ⑷最高价氧化物对应水化物的碱性__逐_渐__增_强_____，或 酸性__逐_渐__减_弱____； ⑸非金属气态氢化物的稳定性__逐__渐_减__弱_____； ⑹化合价变化 最高正价=_主__族_序__数___=_最_外__层_的__电__子_=_8_-__︳_最__低_负__价_。︳
Si、P、S、Cl元素原子得电子能力 逐渐增强,非金属性逐渐增强
【小结】 同周期元素(自左至右)性质变化规律: ⑴原子半径: 逐渐减小 ⑵元素得失电子的能力：
元素原子失去电子的能力逐渐减弱，得到电子的能力逐渐增强
⑶金属性 逐渐减弱 、非金属性 逐渐增强 ； ⑷最高价氧化物对应水化物的 碱性__逐__渐_减__弱____,酸性__逐_渐__增_强____; ⑸气态氢化物的稳定性__逐_渐__增__强_____； ⑹化合价变化 ①最高正价___逐__渐_升__高__，__+_1→__+_7_ ( _氧__和__氟__除外)。 ②最低负化合价__逐_渐__升__高_：__-4_→_-_1_。
交流 研讨
1、 第三周期元素原子的核外电子排布、原子半径如何 递变？
Na Mg Al
Si
P
S
Cl
Ar
电子层数相同，原子半径递减
2、预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？即 （1）钠、镁、铝失电子能力的递变？ （2）硅、磷、硫、氯得电子能力的递变？
实验探究
验证钠、镁、铝失电子能力相对强弱的预测
2、递变性： （1）核电荷数依次___增_加____，电子层数___增__多___; 原子半径依次___增__大___，元素的原子失电子能力 __逐__渐__增_强___。
2、单质与氧气、水的反应
碱金属元素
Li
Na K Rb Cs
单质与氧气反 应 加热
反应
加热 加热 常温 常温 燃烧 燃烧 燃烧 燃烧
不断加热
化学方程
点燃
加热
高温
式
H2+F2==2HF H2+Cl2=2HCl H2+Br2==2HBr H2+I2==2HI
反应程度 爆炸
剧烈
缓慢
缓慢
氢化物的 稳定性
很稳定
稳定
较稳定
不稳定
结论
得电子能力：F>Cl>Br>I
单质与氢气的化合越来越难;生成的气态 氢化物稳定性HF>HCl>HBr>HI
【观察·思考】请你根据钾在周期表中的位置，预测 金属钾的性质。
同主族（上→下）
逐渐增大
逐渐减弱
得电子能力逐渐减弱， 失电子能力逐渐增强
金属性逐渐增强， 非金属性逐渐减弱 碱性逐渐增强， 酸性逐渐减弱
生成氢化物由易到难，稳 定性由强到弱
[练习]
1．下列各组的性质比较中，正确的是（ E ） A．碱性：Be(OH)2 > Mg(OH)2 > Ca(OH)2 > Ba(OH)2 B．酸性: H2SO4 > H3PO4 > HNO3 >H2CO3 >H3BO3 C．稳定性: AsH3 > PH3 > NH3 > H2O > HF D. 氧化性：S > I2 > Br2 > Cl2 > F2 E.还原性： SiH4 > CH4 > NH3 > H2O > HF 2、下列有关性质变化的比较不正确的是 ( D )
沸水 Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
泡，溶液变红
结论
失电子的能力 Na>Mg
【实验2】取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面 的氧化膜，分别放入两支试管中。向试管中各加入 2mL1mol/L盐酸。观察现象。
实验内容
镁带与 2mL1mol/L盐酸 反应
实验现象
剧烈反应， 放出气泡。
化学方程式
法国化学家布瓦博德朗发表了论文，讲述了自己发 现新元素镓的经过，并论述了镓的化学性质和物理性 质。论文发表后，没隔多少日子，布瓦博德朗收到一 封来自彼得堡的陌生人的来信。 信里这样写道： “镓就是我四年前预言的‘类铝’。我预言‘类铝’ 的原子量大约是68，你测定的结果是59.72。但是，比 重一项，跟我的预言相差比较大，我的预言是镓的比 重为5.9到6.0，你测定的结果是4.70。建议您再查一查， 最好重新测定一下比重……” 信尾署名“德米特里·伊凡诺维奇·门捷列夫”。