元素分類(lèi)及其性質(zhì)的表示

1、第2講 元素分類(lèi)及其性質(zhì)的表示（化合價(jià)）教材分析初中教材要求高中教材要求在初中化學(xué)中，只要求學(xué)生掌 握元素和元素符號(hào)，了解自然 界中元素的存在、元素與人體 健康的一些常識(shí)性知識(shí)。在高中化學(xué)中，我們要加深對(duì)元素性 質(zhì)（特別是金屬性和非金屬性、化合價(jià)） 的理解，知道元素的常見(jiàn)分類(lèi)和存在 狀態(tài)?；A(chǔ)知識(shí)世間萬(wàn)物都是由元素組成的，不管是氧分子中的氧原子還是水分子中的氧原子，都 是氧元素的原子。元素是同一類(lèi)原子（核電荷數(shù)相同的原子）的總稱(chēng)。不同元素的原 子不同，到目前為止，人們?cè)谧匀唤缰邪l(fā)現(xiàn)的元素有90余種，人工合成的元素有 20余種，都收錄在我們課本附錄的元素周期表中。元素符號(hào)是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的人 都

2、應(yīng)該認(rèn)識(shí)的符號(hào)，元素符號(hào)除了表示一種元素外，也可表示這種元素的一個(gè)原子， 如Cl除表示氯元素，還表示一個(gè)氯原子。在元素符號(hào)右上角標(biāo)出離子所帶正、負(fù)電荷數(shù)后就成為離子符號(hào)。例如“ Na+ ”就 表示鈉原子失去一個(gè)電子后成為帶一個(gè)單位正電荷的鈉離子，“ Mg2+ ”表示鎂原子 失去兩個(gè)電子后成為帶兩個(gè)單位的鎂離子，“O2-”表示氧原子獲得兩個(gè)電子后成為 帶兩個(gè)單位負(fù)電荷的氧離子。知識(shí)銜接門(mén)捷列夫的第一張?jiān)刂芷诒恚?869年）Ti=50Zr=9O?=180V=51Nb = 94Ta=182Cr=52Mo=96W=186Mn=55Rh= 104.4Pt 二197Fe=56Ra= 104.4Ir=19

3、8Ni=Co=59Pl= 106.6Os=199Cu=63.4Ag=108Hg=200Be9.4Mg=24Zn=65.2Cd=112Al=27.4?二68Cr=116Au=197?12Si = 28?=70Sn=118k14P=31As=75Sb=122Bi 二210?16S=32Se=79.4Te=128?IQC1=35JBr=801=127Ti=204K=39Rb=85.4Cs=133Pb=207Ca=40Sr=87.6Ba=1371.1=7?=45Rb=85.4?Er=56Sr=87.6?Yt=6OCe=92?In=75.6La=94Di=95Th=118?1869年以前，科學(xué)家已經(jīng)陸續(xù)

4、發(fā)現(xiàn)了 63種元素，這些元素之間似乎沒(méi)有任何聯(lián)系， 好像互不相干。俄國(guó)科學(xué)家門(mén)捷列夫（Dmitry Ivanovich Mendeleev,18341907）在前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)元素及其性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依據(jù)相對(duì)原子 質(zhì)量大小規(guī)律進(jìn)行排列，制成的表格成為現(xiàn)代元素周期表的雛形。利用周期表，門(mén) 捷列夫成功預(yù)測(cè)了當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素（鎵、鈧、錯(cuò)）。1913年英國(guó)科學(xué)家莫色勒利用陰極射線(xiàn)撞擊金屬產(chǎn)生X射線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)越大， X射線(xiàn)的頻率就越高，因此他認(rèn)為核的正電荷數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，并把元素 依照核內(nèi)正電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）排列，經(jīng)過(guò)多年修訂后才成為當(dāng)代的周期表。隨著人們

5、對(duì)元素地進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，元素周期表得到了完善，現(xiàn)在元素周期表已經(jīng)成為 人們研究化學(xué)、研究物質(zhì)的一個(gè)必備的工具。在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子結(jié)構(gòu)信息。I A7D_1奏周期表。殖電子層0族 電子數(shù)11H機(jī)1.0082 He 氟羅 4.003K2ha 2原qo TT-布耋待旦非金屬金屬mA13pva14VA15VIA16VDAj rrxX一鈾5fW7s!-238.0 一兀素名稱(chēng) 注*的是 人造元素23 Li鋰 2s1 6.9414 Be皺2s19,012外圍電子層排布，括號(hào) 指可能的電子層排布 相對(duì)原子質(zhì)量（加括號(hào)的數(shù)SB硼 2s!2p 10.816C 碳 2017N 氮

6、 14.0180 氧 16.009F氟由P319.0010 Ne 汽20.18I：8過(guò)渡元素?fù)?jù)為該波射性兀素半查期最311 Na鈉 3s1 22.9912 Mg鎂*2431長(zhǎng)同位素的質(zhì)星數(shù)）13 Al鋁費(fèi)3pi26.9814 Si硅3手3/28.0915 P磷痢pj30.9716 S 硫320617 Cl氯Ep5 35.4518 Ar虱3序3/39.95M8mBVBVBV1Bvhb89101 Bhb12419 K 鉀39.1020 Ca 鈣院 40.0821 SC u3d妃44.9622 Ti 鈦 kW 47.8723 V50.9424 Cr 將52.0025 Mn 鎰54.942e狩婷 55

7、.8527 Co鉆3d Ms258.9328 Ni 鐐58.6929 Cu 銅 對(duì)63.5530 Zn鋅JdW65.4131 Ga 錫69.7232 Ge錯(cuò) 蝦4時(shí) 72.6433 As 碑 4-s4p374.9234 Se 硒 好4p* 78.9635 Br 溟 44 79.9036 Krfl徹儼83.80537 Rb釧 5s1 85.4738 Sra騷87.6239 Y輪4dl5s188,9144) Zr錯(cuò)奶s2 91,2241 Nb 敘92.9142 Mo鉗 4d*5s* 95.9443 Th得9844 Ru4d?5s10L145 Rh佬4d,5sl102.946 Pd把 4d,a 10

8、6.447 Ag 銀 4d1B5s 107.94BCd 鎘 4d5s,112.449 In舞，114.850 Sn 錫118.751 Sb嬴,121.852 lb硫 5郵5伊 127.653 I碘 基伊126.954 Xe13】.3，:18.655 Cs 錮 6s1 132.956 Ba6s1137357-71 LaLu錮系72 Hf 鉛178.573皿 鋌 51宙180.974 W鴇5dg183.85 Re 銖 5d186.276 Os 餓190.277 Ir糠5d街192.278 Pt 鉗 sg 195,179 Au金197.080 Hg 汞200.681 T 錠204.482 Pb 鉛2

9、07,283 Bi錫 66p5 209.084 Po 卦209)S5 At成21086 Rnfi222E52 18787 Fr鑰 7s388 Ra 鐳689-103AcLr婀系104 Rf 鏟 (6d37sJ)C26E105 Db ftt* (MTs1) 262106 Sg iS*C266107 Bh 鍛(264)108 Hs 鏘277)109 Mt ft*268110 Ds281)in Rg 掄*272112Uub55113Uut *(284114 Fl289)115Uup(288J116 Lv293117UUS294)118Uuo294系57 La鐮1SdW138.958 Ce鋪4P5d

10、宙140.159 Pr 錯(cuò) 4fW 140.960 Nd釵4喻144.261 Pm銅4f6sJ4562 Sm 彩150.463 Eu銷(xiāo)4fW52.064 GdiL 4T5d 國(guó)157.365 Tb4P6S2158.966 Dy鋪 4f憐162567 Ho 秋 4P3 164.968 Er4fW167.369 Tm儼歸168.970 Yb 鏡 4f,468!173.071 Lu 錯(cuò) 4L5dg 175,0鋼 系89 Ac90 Th91 Pa92 U93 Np94 Pll95 Am96 Cm97 Bk98 Cf99 Es100 Fmioi Md102 No103 Lr鋼 fidTs1i翎眼鎂鈾 5

11、P6dW鋒 SP6dW杯 SfTs1t*5ns1鎘* 5f6d7sJ錯(cuò).5P7S1銅* 5f*7sJ鐐*5贄冷鐲*5F修til*(5fW錯(cuò)* (5W7S1)鎊*C227)232,0231.0238.02372442432472471251252)頌258259)262元素周期表中現(xiàn)收錄112種元素。元素有多種分類(lèi)方式，按組成單質(zhì)性質(zhì)的不同可 以分為金屬元素和非金屬元素。如鈉、鎂、鋁等是金屬元素，一般用“車(chē)”作偏旁; 而碳、氧、漠等為非金屬元素，一般以“石”、“氣”、“”作偏旁。從元素的偏旁 不但可以看出是金屬元素還是非金屬元素，還可以看出這些元素的單質(zhì)在常溫常壓 下的狀態(tài)，一般以“石”為偏旁的

12、單質(zhì)在常溫常壓下為固體，以“氣”為偏旁的單 質(zhì)為氣體，而以“$”為偏旁的單質(zhì)為液體，從這些意義上看，元素的中文名稱(chēng)比 元素符號(hào)多出更多的涵義，這全要?dú)w功于科學(xué)家徐壽。資料卡片 徐壽（1818.2.26 1884.9.24）字雪邨，號(hào)生元，是我國(guó)近代化學(xué)的啟蒙者，19世紀(jì)60年代，在我國(guó)系統(tǒng)介紹了近代化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。在徐壽生活的年代，我 國(guó)不僅沒(méi)有外文字典，甚至連阿拉伯?dāng)?shù)字也沒(méi)有，要把西方科學(xué)技術(shù)的術(shù)語(yǔ)用中文 表達(dá)出來(lái)是項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作，做起來(lái)實(shí)在是困難重重。西方的拼音文字和我國(guó)的方 塊漢字，在造字原則上有極大不同，幾乎全部的化學(xué)術(shù)語(yǔ)和大部分化學(xué)元素的名稱(chēng)， 在漢字里沒(méi)有現(xiàn)成的名稱(chēng)，這可能是徐壽在

13、譯書(shū)中遇到的最大困難，為此徐壽花費(fèi) 了不少心血。對(duì)金、銀、銅、鐵、錫、硫、碳及養(yǎng)氣（今譯氧氣）、輕氣（今譯氫氣）、 綠氣（今譯氯氣）、淡氣（今譯氮?dú)猓┑却蠹乙演^熟悉的元素，他沿用前制，根據(jù)它們的 主要性質(zhì)來(lái)命名。對(duì)于其他元素，徐壽巧妙地應(yīng)用了取西文第一音節(jié)而造新字的原 則來(lái)命名，例如鈉、鉀、鈣、鎳等。徐壽采用的這種命名方法，后來(lái)被我國(guó)化學(xué)界 接受，一直沿用至今。通常我們還可以根據(jù)元素含量的多少，把元素分為常量元素和微量元素；根據(jù)元素 的來(lái)源，可以分為自然界中存在的元素和人工合成的元素；根據(jù)元素原子是否具有 放射性，分為放射性元素和非放射性元素等等。一種元素可以存在于不同的物質(zhì)中，如水、二氧化碳

14、、生石灰、石灰石中都存在氧 元素，而氧氣、臭氧也是由氧元素組成的，在前一類(lèi)物質(zhì)中氧都和其他元素共存， 也就是存在于化合物中；后一類(lèi)物質(zhì)中只存在氧一種元素，也就是存在于單質(zhì)中。 通常，我們把化合物中元素的狀態(tài)稱(chēng)為化合態(tài)，把單質(zhì)中的元素狀態(tài)稱(chēng)為游離態(tài)， 絕大部分元素在自然界中都有兩種存在形態(tài)，有些元素在自然界中只存在化合態(tài)， 沒(méi)有游離態(tài)，如鈉元素主要以Na2CO3、NaCl等化合物的形式存在，在自然界中沒(méi) 有單質(zhì)鈉。食鹽中的氯元素，也是只有化合態(tài)沒(méi)有游離態(tài)，因?yàn)槁葰庑再|(zhì)過(guò)于活潑， 無(wú)法在自然條件下和其他物質(zhì)和諧相處。一般來(lái)說(shuō)，金屬元素具有金屬性，非金屬元素具有非金屬性，位于周期表中金屬與 非金屬交

15、界處的元素，往往既有金屬性又有非金屬性。所謂元素金屬性，通俗的講， 就是其單質(zhì)一般有金屬光澤、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性等物理通性；而其原 子在化學(xué)變化中，一般具有失去電子的傾向。想一想1.畫(huà)出鈉、鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖。有人認(rèn)為鎂原子能失去2個(gè)電子，而 鈉原子只能失去1個(gè)電子，所以鎂的金屬性比鈉強(qiáng)，你同意這種觀點(diǎn)嗎？事實(shí)上金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般都較少（W3），為了達(dá)到類(lèi)似稀有氣體的相 對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它們往往都會(huì)選擇失去最外層電子，元素的這種性質(zhì)就是所謂的金屬 性。不同元素的原子失去最外層電子的能力不同，越容易失去最外層電子的金屬， 其元素的金屬性就越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)也就越活潑。如金屬活

16、動(dòng)順序表中K排在 Na的前面，就意味著K比Na活潑，K比Na容易失去最外層電子，鉀元素的金屬 性就比鈉元素的金屬性強(qiáng)。想一想2.畫(huà)出氧、硫的原子結(jié)構(gòu)示意圖，從結(jié)構(gòu)上說(shuō)明氧元素非金屬性比硫元素強(qiáng)的原因。非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般都較多(N4)，為了達(dá)到類(lèi)似稀有氣體的相對(duì)穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)，它們往往都會(huì)選擇得到電子，元素的這種性質(zhì)就是所謂的非金屬性。不同 非金屬元素的原子得電子能力不同，越容易得到電子的非金屬，元素的非金屬性就 越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的非金屬單質(zhì)也就越活潑。如F的非金屬性比Cl強(qiáng)，F(xiàn)原子比Cl原子 容易得到電子，氟氣比氯氣更活潑，一般條件下，我們很難制備并保存氟氣。元素的金屬性和非金屬性也可以以

17、化合價(jià)體現(xiàn)。當(dāng)元素處于游離態(tài)時(shí)其化合價(jià)為 零，當(dāng)元素處于化合態(tài)時(shí)其化合價(jià)就有正、負(fù)之分?；衔镏袠?biāo)定元素的化合價(jià)要 遵循以下原則：化合物中元素的正負(fù)化合價(jià)總數(shù)相等。這是確定化合價(jià)的最基本的原則，在化合 物MnO2中，O元素呈現(xiàn)一2價(jià)，根據(jù)守恒原則可確定多價(jià)態(tài)金屬M(fèi)n呈現(xiàn)+4價(jià)。金屬無(wú)負(fù)價(jià)(在化合物中都呈現(xiàn)正價(jià))，鈉、鎂、鋁等常見(jiàn)金屬的價(jià)態(tài)是唯一的。在化合物AlN中，我們知道Al只有+ 3價(jià)，則很容易推出N呈現(xiàn)一3價(jià)；在化合 物NaH中，Na呈現(xiàn)+1價(jià)，則H為一 1價(jià)；在化合物Na2O2中，Na呈現(xiàn)+1價(jià)， 則O為一1價(jià)。兩種非金屬元素化合時(shí)非金屬性強(qiáng)的顯示負(fù)價(jià)。雖然我們現(xiàn)在還不會(huì)去比較非金 屬

18、性的強(qiáng)弱，但在所有非金屬氫化物中H都呈現(xiàn)+1價(jià)，而氧化物中O都呈現(xiàn)負(fù)價(jià)， 知道這些有利于標(biāo)定各種化合物中元素價(jià)態(tài)，例如：化合物NH3中，H呈現(xiàn)+1價(jià)， 則N呈現(xiàn)一3價(jià)；化合物SiO2中，O呈現(xiàn)一2價(jià)，則Si為+4價(jià)。常見(jiàn)元素的最高價(jià)不高于其原子的最外層電子數(shù)，最低價(jià)不低于最外層電子數(shù)一 8。掌握這個(gè)原則，就不會(huì)出現(xiàn)亂標(biāo)價(jià)態(tài)的現(xiàn)象。如S原子最外層有6個(gè)電子，所以S 最高為+ 6價(jià)，最低為一2價(jià)，在化合物Cu2S中，若Cu為+ 2價(jià)，則S體現(xiàn)一4價(jià)， 就與事實(shí)不符，所以Cu就只能為+ 1價(jià)，而S體現(xiàn)一2價(jià)。試一試請(qǐng)標(biāo)出下列物質(zhì)中加著重號(hào)的元素的化合價(jià)。NH、H SO,、KCrO、KMnO、FeS、

19、Cu o、32 32 4 42KQO3、Nh4NO3、Na3N、HC1O. h2o2、P4、MgSO4、NaA1O2s CaH2。遵循先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的基本思想，一般先標(biāo)定只有單一化合價(jià)的元素，化合價(jià)種類(lèi)越 多的元素越在后標(biāo)定。在復(fù)雜化合物中標(biāo)定化合價(jià)的基本順序?yàn)閱我粌r(jià)態(tài)金屬（K、 Ca、Na、Mg、Al、Zn等）一HO其他非金屬或多價(jià)態(tài)金屬。對(duì)于不含單一價(jià)態(tài) 金屬，也不含H和O的化合物，一般都要依據(jù)規(guī)則（4）解決問(wèn)題?；衔颋eS2中， 若Fe呈+ 3價(jià)，則S為一1.5價(jià)，一般元素價(jià)態(tài)無(wú)小數(shù)，不成立；若Fe呈+ 2價(jià)， 則S顯一1價(jià)?；衔颪a2FeO4中，先Na后O再Fe，Na為+ 1價(jià)，O為

20、一2價(jià)， 根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可求得Fe為+ 6價(jià)。限時(shí)作業(yè)（滿(mǎn)分50分限時(shí)30 min）一、選擇題（本題包括13小題，每小題3分，共39分，每題只有1個(gè)正確答案）下列關(guān)于化合價(jià)的敘述：化合價(jià)是元素的一種性質(zhì)，因此稱(chēng)為元素的化合價(jià)，而不應(yīng)稱(chēng)為原子的化合價(jià)化合價(jià)有正價(jià)、負(fù)價(jià)和0價(jià)，金屬元素在化合物中的化合價(jià)通常為正值一種元素只有一種化合價(jià)在化合物中非金屬元素的化合價(jià)一定為負(fù)值其中正確的是（）B.C.D. 下列是X、Y兩種元素的核電荷數(shù)，能形成Y2X的是（）A. 12、 17 B. 8、 2 C. 8、 11 D. 9、 13 具有+5價(jià)元素的化合物是（）A. P2O5 B. H2SO4 C. K

21、MnO4 D. K2CO3 具有+ 1價(jià)原子團(tuán)的化合物是（）A. Mg（OH）2B. FeSO4C. KClD. （NH4）2CO3 下列物質(zhì)中硫元素化合價(jià)最低的是（）A. S B. SO2 C. H2SO4 D. H2S某金屬元素R沒(méi)有可變化合價(jià)，其氧化物化學(xué)式為RO,則其氯化物的化學(xué)式為 （）A. R2Cl B. RCl C. RCl2 D. RC13 下列物質(zhì)的名稱(chēng)與化學(xué)式相符合的是（）氯化鉀（KC1O3）高錳酸鉀（K2MnO4）氫氧化亞鐵Fe（OH）2硫化鈉（NaS）若將工業(yè)用鹽亞硝酸鈉（NaNO 2）誤作食鹽，會(huì)使人中毒死亡。亞硝酸鈉中氮元素 化合價(jià)是（）A.+2 B.+3 C.+4

22、 D.+5A和B兩種原子的電子層數(shù)都是3層，已知A原子的最外層電子數(shù)是1, B原子的最外層電子數(shù)為6,則A和B形成的化合物的化學(xué)式是（）A.AB B.A2B C.AB2 D.A2B3 在化合物KMnO4和K2MnO4中不同的是（）鉀元素的化合價(jià)B.氧元素的化合價(jià)所含元素的種類(lèi)D.錳元素的化合價(jià) 下列含碳的化合物中，碳元素的化合價(jià)相同的一組是（）A. CO2和 Na2CO3B. CO 和 CO2C. CO 和 h2co3D. ch4和 CO2某化合物的化學(xué)式是H2RO“，已知該化合物中R的化合價(jià)為+ 6價(jià)，則的值是（）A.1 B.2 C.3 D.4 下列關(guān)于化合價(jià)的說(shuō)法正確的是（）化合物中，氧元素只顯一2價(jià)化合物中，非金屬元素一定顯負(fù)價(jià)氫氣中氫元素的化合價(jià)為+ 1價(jià)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和一定為零二、填空題（本題包括5小題，共11分） （1分）在KMnO4中錳元素的化合價(jià)為，在Na2ZnO2中鋅元素的化合價(jià) 為。（4分）寫(xiě)出下列符號(hào)中數(shù)字的含義。H2Mg2+_,2C