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第2課時元素周期表和元素周期律的應(yīng)用[知識梳理]知識點(diǎn)一元素周期表的分區(qū)及元素化合價規(guī)律請結(jié)合上圖元素周期表,完成以下知識點(diǎn):1.金屬元素與非金屬元素的分區(qū)及性質(zhì)遞變規(guī)律虛線附近的元素既表現(xiàn)出一定的______性,又表現(xiàn)出一定的___________性。Al(OH)3兩性氫氧化物非金屬性非金屬金屬金屬性金屬非金屬2.元素的化合價與元素在周期表中的位置之間關(guān)系主族元素的最高正化合價等于它所處的____序數(shù),因為族序數(shù)與________電子(價電子)數(shù)相同。非金屬元素的最高正化合價等于原子所能_______________的最外層電子數(shù),而非金屬的負(fù)化合價那么等于使原子到達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需_______的電子數(shù)。所以,非金屬元素的最高正化合價和它的負(fù)化合價的絕對值之和等于___。(1)最高正化合價=_______序數(shù)=原子________電子數(shù)(O、F除外)。(2)最高正化合價+|最低負(fù)化合價|=8。O無最高正價、F無正價金屬無負(fù)價失去或偏移得到8主族最外層族最外層知識點(diǎn)二元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律判斷元素性質(zhì)的______(或______)。2.應(yīng)用于元素“_______—_______—_______〞的相互推斷。3.預(yù)測新元素為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的__________________提供線索。4.尋找新物質(zhì) (1)在金屬與非金屬分界線附近尋找___________材料。 (2)研究____________________附近元素,制造新農(nóng)藥。 (3)在___________中尋找制造催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金的元素。強(qiáng)弱大小位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)半導(dǎo)體氟、氯、硫、磷、砷過渡元素微判斷(1)根據(jù)元素周期律可知金屬性最強(qiáng)的是鈁,非金屬性最強(qiáng)的是氦。(
)(2)金屬不可能具有非金屬性,非金屬不可能具有金屬性。(
)(3)鍺元素屬于金屬元素,但也具有一定的非金屬性。(
)答案
(1)×
(2)×
(3)√微訓(xùn)練1.以下說法正確的選項是()A.在元素周期表中金屬與非金屬分界線左邊的元素均為金屬元素、Mg、Al的復(fù)原性依次減弱、Cl、Br的非金屬性依次增強(qiáng)、KOH、Mg(OH)2的堿性依次減弱答案B2.砷(As)為第ⅤA族元素,以下砷元素形成的化合物的化學(xué)式錯誤的選項是()A.氫化物:AsH3B.最高價氧化物:As2O5C.砷化鈉:NaAsD.含氧酸:H3AsO4解析砷的化合價為-3、+3、+5,根據(jù)化合價規(guī)那么可知C項錯誤。答案C微思考1.在化學(xué)反響中一個金屬原子失電子越多,該金屬的金屬性越強(qiáng),這句話對嗎,為什么?以Na和Mg為例說明。提示金屬性強(qiáng)弱的比較,是比較原子失去電子的難易,而不是失去電子的多少。如Na容易失去一個電子,而Mg容易失去兩個電子,但Na的金屬性比Mg強(qiáng)。2.能否根據(jù)HCl的酸性比H2S強(qiáng)的事實(shí)推斷氯的非金屬性比硫的強(qiáng)?提示不能,因為非金屬性強(qiáng)弱應(yīng)根據(jù)最高價含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷,或者根據(jù)氫化物穩(wěn)定性判斷。學(xué)習(xí)任務(wù)1元素的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及在周期表中位置的關(guān)系資料:化學(xué)元素周期表是根據(jù)原子序數(shù)從小至大排序的化學(xué)元素列表。列表大體呈長方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中,如鹵素及惰性氣體。這使周期表中形成元素分區(qū)。由于周期表能夠準(zhǔn)確地預(yù)測各種元素的特性及其之間的關(guān)系,因此它在化學(xué)及其他科學(xué)范疇中被廣泛使用,作為分析化學(xué)行為時十分有用的框架?,F(xiàn)代的周期表由門捷列夫于1869年創(chuàng)造,用以展現(xiàn)當(dāng)時元素特性的周期性。自此,隨著新元素的探索發(fā)現(xiàn)和理論模型的開展,周期表的外觀曾經(jīng)過改變及擴(kuò)張。通過這種列表方式,門捷列夫也預(yù)測了一些當(dāng)時未知元素的特性,以填補(bǔ)周期表中的空格。其后發(fā)現(xiàn)的新元素確實(shí)有相似的特性,使他的預(yù)測得到證實(shí)。那么請結(jié)合所學(xué)答復(fù)以下問題:1.元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)有何必然聯(lián)系?提示原子有幾個電子層,元素就位于第幾周期;主族元素的原子的最外電子層有幾個電子,元素就位于第幾主族。2.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間有何關(guān)系?提示3.如何根據(jù)元素在周期表中的位置推測原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)?(從同周期、同主族兩方面分析)提示(1)同主族元素從上到下:原子半徑逐漸增大,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱,主要化合價相似,得電子能力逐漸減弱,失電子能力逐漸增強(qiáng)。(2)同周期元素從左到右:原子半徑逐漸減小,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng),最高正化合價逐漸增大,得電子能力逐漸增強(qiáng),失電子能力逐漸減弱。4.如果X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性大小為:X>Y,能否確定它們的相對位置?提示可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對位置。由條件可確定非金屬性為X>Y,所以,如果它們同周期,那么X在Y的右面;如果它們同主族,那么X在Y的上面。1.同一元素的“位、構(gòu)、性〞關(guān)系可表示如下:(3)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:2.元素周期律的具體應(yīng)用(1)預(yù)測未知元素的性質(zhì)。依據(jù):同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。如鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律,可推知未知元素砹(At)的單質(zhì)應(yīng)為有色固體,與氫難化合,HAt不穩(wěn)定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。(2)比較元素的性質(zhì)。依據(jù):元素周期律。如比較H2SO4和H2SeO4的酸性強(qiáng)弱,因為S、Se同主族,自上至下,元素的非金屬性逐漸減弱,最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性逐漸減弱,故酸性:H2SO4>H2SeO4。(3)解釋實(shí)驗現(xiàn)象:如氟氣通入氯化鈉溶液中,不是置換出氯氣,而是與水發(fā)生劇烈反響,由元素周期表的遞變規(guī)律知氟元素的非金屬性最強(qiáng),氟氣是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。(4)尋找新材料:如在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素中尋找半導(dǎo)體材料?!纠}】X、Y、W、Z為四種短周期主族元素,在周期表中的位置如下圖,W原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相同,以下說法正確的選項是()只能形成一種氫化物、X、Y的原子半徑依次增大的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的小的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能溶于稀氨水解析由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知,X、Y處于第二周期,W、Z處于第三周期,W原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相同,那么W為Al,可推知X為C、Y為N、Z為S。C與氫元素生成的氫化物為烴類物質(zhì),有很多種,A項錯誤;同周期元素原子的核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑越大,那么W、X、Y的原子半徑依次減小,B項錯誤;非金屬性:N>C,元素的非金屬性越強(qiáng),對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定,C項正確;氫氧化鋁與弱堿NH3·H2O不反響,D項錯誤。答案C變式訓(xùn)練同周期X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,以下判斷正確的選項是()A.原子半徑按X、Y、Z的順序逐漸減小B.單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z的順序減弱C.三種元素陰離子的復(fù)原性按X、Y、Z的順序增強(qiáng)D.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序減弱解析同周期X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,知X、Y、Z的原子序數(shù)為X<Y<Z。同周期元素從左到右單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng),陰離子的復(fù)原性逐漸減弱,原子半徑逐漸減小,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),可知正確選項為A。答案A學(xué)習(xí)任務(wù)2
(核心素養(yǎng))元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱判斷一、知識要點(diǎn)1.金屬性強(qiáng)弱的比較比較金屬性的強(qiáng)弱,其實(shí)質(zhì)是看元素原子失去電子的難易程度,越易失電子,金屬性越強(qiáng)。(1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷當(dāng)最外層電子數(shù)相同時,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,越易失電子,金屬性越強(qiáng)。當(dāng)電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越少,原子半徑越大,越易失電子,金屬性越強(qiáng)。即:同一主族,從上到下,元素金屬性依次增強(qiáng)。同一周期,從左到右,元素金屬性依次減弱。2.元素非金屬性強(qiáng)弱的比較比較元素非金屬性的強(qiáng)弱,其實(shí)質(zhì)是看元素原子得到電子的難易程度,越易得電子,非金屬性越強(qiáng)。(1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷當(dāng)最外層電子數(shù)相同時,核電荷數(shù)越多,非金屬性越弱。當(dāng)電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越多,原子半徑越小,越易得電子,非金屬性越強(qiáng)。即:同一主族,從上到下,元素的非金屬性依次減弱。同一周期,從左到右,元素的非金屬性依次增強(qiáng)。(2)從元素單質(zhì)及其化合物的相關(guān)性質(zhì)判斷①單質(zhì)越易跟H2化合,生成的氫化物也就越穩(wěn)定,氫化物的復(fù)原性也就越弱,其非金屬性也就越強(qiáng)。②最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),其非金屬性就越強(qiáng)。如H2SO4的酸性強(qiáng)于H3PO4,說明S的非金屬性比P強(qiáng)。(3)根據(jù)非金屬單質(zhì)間的置換反響判斷例如:Cl2+2KI===2KCl+I(xiàn)2,說明非金屬性氯比碘強(qiáng)。(4)根據(jù)相應(yīng)離子的復(fù)原性強(qiáng)弱判斷元素的原子對應(yīng)陰離子的復(fù)原性越強(qiáng),元素的非金屬性就越弱。如復(fù)原性:S2->Cl-,非金屬性:Cl>S。(5)根據(jù)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性判斷形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,其非金屬性越強(qiáng)。(1)比較元素金屬性強(qiáng)弱的關(guān)鍵是比較原子失去電子的難易程度,而不是失去電子的多少。如Na失去一個電子,而Mg失去兩個電子,但金屬性Na比Mg強(qiáng)。(2)氧化性和復(fù)原性討論的對象是具體物質(zhì)或某物質(zhì)中的特定粒子,具體表現(xiàn)在該物質(zhì)中某元素的原子得失電子的能力。二、核心素養(yǎng)【素養(yǎng)解題】[典例示范]可以說明硫元素的非金屬性比氯元素的非金屬性弱的是(
)①HCl的溶解度比H2S的大;②HClO的氧化性比H2SO4的強(qiáng);③HClO4的酸性比H2SO4的強(qiáng);④HCl比H2S穩(wěn)定;⑤氯原子最外層有7個電子,硫原子最外層有6個電子;⑥Cl2能與鐵反響生成FeCl3,硫與鐵反響生成FeS;⑦Cl2可以從H2S溶液中置換出S;⑧同濃度的HCl和H2S的水溶液,前者酸性強(qiáng);⑨HCl(或Cl-)復(fù)原性比H2S(或S2-)弱A.③④⑤⑥⑦⑨ B.③④⑥⑦⑧C.①②⑤⑥⑦⑨ D.③④⑥⑦⑨[金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷題目解題要點(diǎn)]答案D三、對點(diǎn)訓(xùn)練1.以下比較不正確的選項是()A.原子半徑:K>Cl>Na B.熱穩(wěn)定性:HF>H2O>PH3C.酸性強(qiáng)弱:HClO4>H2SO4>H3PO4 D.堿性強(qiáng)弱:KOH>NaOH>Mg(OH)2解析電子層數(shù)越多,原子半徑越大,同周期元素從左向右原子半徑逐漸減小,那么原子半徑:K>Na>Cl,A項錯誤;非金屬性:F>O>P,那么熱穩(wěn)定性:HF>H2O>PH3,B項正確;非金屬性:Cl>S>P,那么酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4,C項正確;金屬性:K>Na>Mg,那么堿性:KOH>NaOH>Mg(OH)2,D項正確。答案A2.元素鐳(Ra)是第七周期第ⅡA族的元素,以下有關(guān)推斷不正確的選項是()4難溶于水3的熱穩(wěn)定性較好能與冷水反響 D.Ra(OH)2的堿性很強(qiáng)解析A項,由硫酸鎂可溶于水,硫酸鈣微溶于水,硫酸鋇難溶于水,可推出第ⅡA族元素的硫酸鹽的溶解性變化規(guī)律是從上到下逐漸降低,故RaSO4難溶于水,A項正確;B項,由MgCO3、CaCO3、BaCO3受熱均能分解可知,RaCO3的熱穩(wěn)定性不好,B項錯誤;C項,由Mg與冷水緩慢反響,Ca與冷水劇烈反響,可推出從上到下第ⅡA族元素的單質(zhì)與冷水的反響由難到易,C項正確;D項,根據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律及Ba(OH)2是強(qiáng)堿可知,D項正確。答案B3.元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,它隱含著許多信息和規(guī)律。下表所列是五種短周期元素的原子半徑及主要化合價(鈹?shù)脑影霃綖?.089nm)。(1)用元素代號標(biāo)出它們在周期表中對應(yīng)位置(以下為周期表的一局部)。(2)B元素處于周期表中第________周期第________族。(3)C、D的簡單離子的半徑由大到小順序為________(填離子符號)。(4)上述五種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是________(填化學(xué)式)。(5)C、E形成的化合物為________(填化學(xué)式)。解析(1)由主要化合價和原子半徑知A為Mg,B為Al,
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