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2017_2018学年高中化学第1章物质结构元素周期律1.2.3元素周期表和周期律的应用课件新人教版必修2

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第                    3            课时                                                     元素周期表和元素周期律的应用 
目标导航 预习引导                                1.理解元素的位、构、性三者之间的关系。 
                                         2.了解元素周期表和元素周期律的综合应用。 
                                    

                                         元素的位、构、性三者之间关系的应用。 
                                    
    
根据元素在周期表中的位置目标导航 预习引导                                    ,可以推测元素的性质和原子的结构,或根
据原子结构推测元素在周期表中的位置和元素的性质。 
         1.主族元素的金属性、非金属性变化规律 
         (1)主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 
         (2)同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 
         (3)在元素周期表中有一条金属和非金属的分界线,在分界线附近
的元素既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。 
      2.元素周期表在科学研究和技术方面的应用 
      元素的化合价与元素在周期表中的位置有一定关系,主族元素的
最高正化合价等于它所处的族序数。非金属元素的最高正化合价,等于
原子所能失去或偏移的最外层电子数,而负化合价等于使最外层得到                                                         8
个电子稳定结构所需的电子数。 
      (1)元素周期表指导科学家对元素的性质进行系统的研究,也为新

目标导航 预习引导
元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。 
      (2)在周期表中金属和非金属的交界处可以找到半导体材料;通常
制造的农药,所含有的氟、氯、硫、磷等元素在周期表中的位置靠近,
在一定的区域内。在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金
材料。 
一、元素周期表的应用问题导学 当堂检测                                
               活动与探究 
         1.门捷列夫曾经科学地预言了                                                 11    种元素的存在,他成功预言的奥
秘是什么? 
         2.人们是怎样在实际生产和生活中使用元素周期表的,请举例说明。 
         3.什么元素金属性最强?什么元素非金属性最强?它们位于周期表
中的什么位置? 
       答案:1.门捷列夫能够成功预言                                  11  种元素的存在,是建立在他对元
素周期律和元素周期表的理解和把握的基础上的。实践证明,元素周期
律和元素周期表是化学学习和研究的有力工具。 

问题导学 当堂检测 2.人们在与化学相关的科学技术方面,利用了元素在周期表中位置
相近则性质相近的原理,在金属和非金属交界处寻找良好的半导体材
料,在过渡元素中寻找合适的催化剂,在元素周期表的右上方寻找制造
农药的原料等。 
       3.金属性最强的元素是                          Fr,非金属性最强的元素是                            F。它们分别位
于元素周期表的左下方和右上方。 
           迁移与应用 
                   例    1 第二周期元素                R,它的最外电子层达到稳定结构所需电
子数小于最外层达到稳定结构时的电子数和最内层电子数之差,并且

等于最内层电子数的整数倍。则关于问题导学 当堂检测                                  R  的正确说法是(  ) 
A.常温下能稳定存在的                          R  的氧化物都能和烧碱溶液起反应 
       B.R    最高价氧化物对应水化物都是强酸 

       C.R    的最简单氢化物可能有两种,其稳定性一种比                                                  NH3    强,另一种比

NH3    弱 
       D.R    的最简单氢化物受热时都易分解 
     解析:依题意,设        R  原子的最外层电子数为               x,因为最外层达到稳定
结构时的电子数是            8,所以,达到稳定结构时所需的电子数为(8-x)。由于
R 是第二周期的元素,其原子的最内层电子数是                            2,所以 
     8-x<8-2=6,x>2     ① 
     8-x=2n   ②(n   是正整数) 
     由①和②得,2n<6,n<3,即          n=1  或  n=2,故   x=6  或  4,R 可能是氧元素

或碳元素。常温下能稳定存在的碳的氧化物有                              CO  和  CO2,但   CO  不能

与烧碱溶液反应,选项             A  不正确。碳的最高价氧化物是                  CO2,对应的水化

问题导学 当堂检测
物碳酸是弱酸,选项            B 不正确。R       的最简单氢化物可能有两类,即甲烷

(CH4)和水(H2O),根据同一周期元素性质的递变规律推知,H2O                              的稳定性

比  NH3 强,NH3   的稳定性比        CH4  强,选项     C 正确。CH4      在较高温度下才

能分解,H2O      在加热时很难分解,选项               D 不正确。 
     答案:C 
问题导学 当堂检测                         迁移训练                1   镭是元素周期表中第ⅡA族元素,下列关于
镭的叙述不正确的是(  ) 
A.镭比钙的金属性更强                                                          B.在化合物中呈+2                              价 
         C.镭是一种放射性元素                                                 D.氢氧化镭呈两性 
         解析:同主族元素由上到下,金属性依次增强,最高价氧化物对应的
水化物的碱性依次增强,所以氢氧化镭呈强碱性。 
         答案:D 
                                                                                          
      1.判断金属性和非金属性的强弱 
      同一周期:从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 
      同一主族:从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 
问题导学 当堂检测
      2.判断酸碱性的强弱 
      同周期:从左到右,元素最高价氧化物对应水化物碱性逐渐减弱,酸
性逐渐增强。 
      同主族:从上到下元素最高价氧化物对应水化物碱性逐渐增强,酸
性逐渐减弱。 
       3.判断元素的化合价 
       (1)主族元素的最高正化合价等于它所处的族序数,因为族序数与
最外层电子(价电子)数相同。 

问题导学 当堂检测 (2)主族元素中的非金属元素最高正价等于族序数,负价为-(8-族序
数),其正化合价与负化合价绝对值之和等于                                                8。 
       4.寻找新物质 
       由于在周期表中位置靠近的元素其性质相近。在周期表一定区域
内寻找元素,发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。如:人们可
在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。 
     5.金属和非金属的分界线 


                                                               

问题导学 当堂检测
     (1)分界线 
     以硼、硅、砷、碲、砹和铝、锗、锑、钋之间为界。 
     (2)分区 
     周期表左下角是金属性最强的元素,右上角是非金属性最强的元
素,分界线附近的元素既有金属性又有非金属性。 
二、元素的位置、结构、性质之间的关系及应用 
          活动与探究 
      如何理解元素的原子结构、元素在周期表中的位置及元素的性质
(位、构、性)三者之间的关系? 
      答案: 
问题导学 当堂检测


                                                                
      “位、构、性”三者关系的解读 
      1.原子结构                元素在周期表中的位置 

        最外层电子数              =   主族序数(对主族元素而言)
结构                                                                    位置 
                        电子层数         =   周期序数


问题导学 当堂检测
      2.原子结构                元素的化学性质 

               最外层电子数越少                   电子层数越多
                                         ,                   → 
                         越易失电子,还原性越强                              
      结构                                                           性质 
              最外层电子数越多,电子层数越少→ 
                                                                  
                         越易得电子,氧化性越强                              
         3.位置                      原子结构和元素性质 

问题导学 当堂检测


                                                                                                        
          迁移与应用 
                例  2 下图为周期表中短周期的一部分,若                           a 原子最外层电子
  数比次外层电子数少                3 个,下列说法中不正确的是(  ) 
                                          d     
                                      a   b    c 

       A.原子半径大小顺序是                 c>b>d>a 
       B.d  的氢化物比         a 的氢化物稳定 

问题导学 当堂检测
       C.a  和  d 的原子结合可以形成带                  3 个负电荷的阴离子 
       D.a、b、c      最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是                                  c>b>a 
       解析:先推测         a为P,则根据相关规律可以进行判断,按原子半径的递
  变规律,a     应该最大,A         错误,所以       A  符合题意。 
       答案:A 
 问题导学    当堂检测


                  规律技巧:残缺元素周期表是常见“位、构、性”关系考查中的载体,
解题时注意技巧的应用,该类试题中大部分选项均不需要推出具体元
素,只根据元素周期律即可判断,如本题中只要根据元素性质的递变规
律即可判断                                          A       项错误。 
                             迁移训练           2X、Y、Z、W                均为短周期元素,它们在元素
   周期表中相对位置如下表所示。若                                        Y  原子的最外层电子数是内层电子
   数的      3  倍,下列说法中错误的是(  ) 


问题导学 当堂检测                                        X      Y      
                                                        Z     W 

         A.Y    的气态氢化物的稳定性较                              Z  的强 
          B.原子半径:W>Z>Y>X 
          C.W     的最高价氧化物对应水化物的酸性较                                          Z   的强 
          D.四种元素的单质中,Z                        的熔、沸点最高 
         解析:由信息“Y                   原子的最外层电子数是内层电子数的                                                   3  倍”可推知
Y   为     O,则由元素周期表中位置可推出                                           X   为    N,Z     为    S,W     为    Cl。由元素
问题导学 当堂检测
周期律可知,同一主族非金属元素的气态氢化物的稳定性自上而下逐
渐减弱,A             项正确;同周期元素原子半径自左向右逐渐减小,故                                                                   B  项错

误;Cl      的非金属性比                    S  的强,因此              HClO4       的酸性比             H2SO4       的强,C        项正确;
在四种元素的单质中,只有硫的单质在常温下是固体,其余均为气体,因
此硫单质熔、沸点最高。 
         答案:B 
                                                                           
     “位”“构”“性”推断试题的解题思路 
     1.结构与位置互推是解题的基础 
     熟练掌握周期表中的一些特殊规律 
     (1)各周期元素种数;(2)稀有气体元素的原子序数及在周期表中的
位置;(3)同主族上下相邻元素原子序数的关系。 
问题导学 当堂检测
     2.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)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。 
问题导学 当堂检测

           3.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氧化性和还原性,及
氧化性和还原性的相对强弱。 
           (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的方法。 
1.铊(Tl)是超导体的组成部分之一。铊位于第六周期,是                                                Al  的同族元素。
下列对铊的性质判断不正确的是(  ) 
                                                                               3+
①易导电的银白色金属                         ②Tl(OH)3       是两性氢氧化物③Tl                     的氧化性比
Al3+强       ④单质       Tl  能与稀硝酸反应生成硝酸盐 
A.①③                      B.②③                 C.①              D.④ 
问题导学 当堂检测 1 2        3        4  
解析:铊元素位于第六周期第ⅢA                               族,与铝同族,因此与铝的性质相似,故
①正确;根据同主族元素性质递变规律,同主族元素从上到下,金属性增
强,则金属阳离子的氧化性逐渐减弱,③错误,④正确;最高价氧化物对应

水化物的碱性依次增强,故                         Tl(OH)3    是碱,不是两性氢氧化物,②错误。 
答案:B 
2.下列递变规律正确的是(  ) 
A.还原性:Na>Al>Mg 

B.氧化性:I2>Br2>Cl2 

C.问题导学 原子半径当堂检测 1        2 3        4 :Na>N>O 
D.最高正价:ClMg>Al;B                             中氧化性:Cl2>Br2>I2;C                  中,借助第三周期
中    P  元素,可比较原子半径大小顺序为                                     Na>P>N>O;D            中最高正
价:Cl>S>P。 
答案:C 
 3.下表是元素周期表的一部分: 
               族 
                    ⅠA    ⅡA    ⅢA    ⅣA    ⅤA    ⅥA     ⅦA  
             周期     
             1      ①      
             2      ②     ③     ④           ⑤     ⑥       
             3            ⑦     ⑧                 ⑨      ⑩ 
 (1)表中元素⑩的氢化物的化学式为                            ,此氢化物的还原性比元
 素⑨的氢化物的还原性                       (填“强”或“弱”)。  
 (2)俗称为“矾”的一类化合物通常含有共同的元素
问题导学 是当堂检测  1        2         3 4    。  
 (3)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与⑧的氢
 氧化物有相似的性质。写出元素③的氢氧化物与                             NaOH   溶液反应的化
 学方程式:                   ,又如表中与元素⑦的性质相似的不同族的元
 素是                 (填元素符号)。  
解析:本题考查元素周期表中元素的位置与化学性质的关系。元素⑩是
Cl,其气态氢化物的还原性比硫化氢弱。俗称为“矾”的化合物是硫酸盐
的结晶水合物,因此含有                           S、O、H           元素。根据题目条件,元素③的氢氧

化物与问题导学 当堂检测 1        2        3 NaOH4 溶液反应的化学方程式可以仿照                     Al(OH)3      与   NaOH       反应
的化学方程式书写。左上方的元素的性质与右下方的元素性质相似,即
“对角线规则”,所以与元素⑦的性质相似的不同族的元素是左上方的②。 
答案:(1)HCl             弱 
       (2)O、S、H 

       (3)Be(OH)2+2NaOH                      Na2BeO2+2H2O               Li 
4.制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收

热量,使环境温度降低,达到制冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl
等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃。于是科学家根据元素性质的递
变规律来开发新的制冷剂。 
据现有知识,某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下: 
(1)氢化物的易燃性: 
问题导学 当堂检测 1        2        3        4

第二周期                    >            >H2O>HF;  

第三周期        SiH4>PH3>    >                    。  

(2)化合物的毒性:PH3>NH3;H2S    H2O;CS2                                     

CO2;CCl4>CF4。(填“>”“<”或“=”)  
于是科学家们开始把注意力集中在含                                F、Cl    的化合物上。 
(3)已知         CCl4     的沸点为              76.8 ℃,CF4          的沸点为-128 ℃,新制冷剂的沸点范
围应介于其间。经过较长时间反复试验,一种新的制冷剂——氟利昂
问题导学 当堂检测 1        2        3        4
CF2Cl2       终于诞生了,其他类似的还可以是                                                                             。  
(4)然而,这种制冷剂造成了当今的某一环境问题是                                                                                         。  
但求助于周期表中元素及其化合物的                                                                   变化趋势来开发制冷剂
的科学思维方法是值得借鉴的。  
①毒性              ②沸点             ③易燃性                 ④水溶性                 ⑤颜色 
a.①②③               b.②④⑤              c.②③④ 
解析:(1)根据元素周期律,非金属性越强,氢化物的稳定性越强。从题中

信息得知,第三周期易燃性顺序为                                      SiH4>PH3>H2S>HCl,可推出第二周期

的氢化物易燃性的顺序为                              CH4>NH3>H2O>HF。 

问题导学 当堂检测 (1     2   2      )  3   根据已知化合物的毒性     4 :PH3>NH3,CCl4>CF4,可找出规律:相同类
型的化合物,相对分子质量越大,其化合物的毒性也越大,再依据规律得

出:H2S>H2O,CS2>CO2。 

       (3)由题给信息可知,介于                          CCl4、CF4         沸点之间除氟利昂(CF2Cl2)外,

类似的物质还应有                      CFCl3     或   CF3Cl。 
       (4)可据生活知识、领会题干信息及前三问作答。 
 问题导学    当堂检测     1        2        3        4


答案:(1)CH4                                             NH3                     H2S                    HCl 
                  (2)>                    > 

                  (3)CFCl3(或                                    CF3Cl) 
                  (4)使大气臭氧层出现空洞                                                                                              a 
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