内容正文:
第10讲 元素周期律和元素周期表
· 教学目标
1. 从周期和族的角度认识元素在元素周期表的位置,理解元素在元素周期表的位置和元素的性质之间的关系,初步构建“位”、“性”二维认识模型。
2. 通过事实证据和实验探究,构建元素周期律,形成证据推理的基本思路。
3. 通过运用元素周期律寻找新物质,感悟“性质决定用途”的学科观念。
模块一 元素周期表
知识预习
· 元素周期表
1.元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映出了各元素之间的相互联系的规律。
2.元素周期表的排列规则:(1)把电子层数相同的元素,按原子序数递增顺序自左而右排成横行。
(2)把原子最外层电子数相同的各元素,按原子序数递增的顺序自上而下排成纵行。
3.元素周期表的结构及相关定义
(1)元素周期表的结构
(2)周期:具有相同电子层数而又按原子序数递增顺序排列的一系列元素称为一个周期。
(3)族:具有相同的最外层电子数,而又按原子序数递增的顺序自上而下排列的一系列元素称为一个族。元素周期表中共18个纵行分16个族,它们在元素周期表中的排列如下:
【归纳】主族是由长周期元素和短周期元素共同构成的族,但由长周期和短周期构成的族也不一定是主族元素,如O族元素。只由长周期元素构成的族为副族。
· 元素周期表中元素性质的递变规律
性质
同周期(从左→右)
同主族(从上→下)
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
电子层结构
电子层数同,最外层电子数增多
电子层数递增,最外层电子数相同
失电子能力
(得电子能力)
逐渐减小
(逐渐增大)
逐渐增大
(逐渐减小)
金属性(非金属性)
逐渐减弱(逐渐增强)
逐渐增强
(逐渐减弱)
主要化合价
最高正价(+1~+7),非金属负价= -(8-族序数)
最高正价=族序数(0、F除外),非金属负价= -(8-族序数)
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性
酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强
非金属气态氢化物形成难易及稳定性
形成由难→易,稳定性逐渐增强
形成由易→难,稳定性逐渐减弱
· 元素周期表中元素的“位、构、性”的关系
1.“位、构、性’’的关系
结构位置,即有什么样的结构,就可根据结构判断出元素在周期表中的位置。由结构和位置可推出元素及其化合物具有的性质。具体内容如下:
(1)核外电子层数=周期序数
(2)主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价数
(3)原子:质子数=原子序数=原子核外电子数=核电荷数
(4)最低负化合价绝对值=8-主族序数(限第ⅣA~第ⅦA)
(5)原子半径越大,失电子越易,还原性越强,金属性越强,形成的最高价氧化物对应的水化物碱性越强,其离子的氧化性越弱。
(6)原子半径越小,得电子越易,氧化性越强,非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,形成的最高价氧化物的对应水化物酸性越强,其离子的还原性越弱。
(7)主族元素的最高正价数等于主族序数,等于主族元素原子的最外层电子数,其中氧、氟无最高正价。
(8)主族元素的最高正价数与最低负价数的绝对值之和为8,绝对值之差为0、2、4、6的主族依次为第ⅣA、第VA、第ⅥA、第ⅦA族。
(9)非金属元素的正价一般相差2,如氯元素正化合价有+7、+5、+3、+1等,某些金属也符合此规律,如锡元素正化合价有+4、+2价。
(10)短周期正价变化随原子序数递增,同周期有一个+1到+7价的变化(第3周期第ⅠA~第ⅦA);长周期有两个+1到+7价的变化(第4、5周期第ⅠA~第ⅦB,第ⅠB~第ⅦA)。
· 元素周期表中的递变规律(“三角”规律)。
若A、B、C三元素位于元素周期表中如图所示位置,则有关的各种性质均可排出顺序。(D不能参与排列)
(1)原子半径:C>A>B;
(2)金属性:C>A>B;
(3)非金属性:B>A>C。
· 元素周期表中的相似规律:
(1)同主族元素性质相似;
(2)元素周期表中位于对角线位置(图中A、D位置)的元素性质相似,如Li与Mg、Be与Al、B与Si等;
(3)相邻元素性质差别不大。
【例1】国际无机化学命名委员会在1989年作出决定,把长式周期表原先的主、副族及族号取消,由左向右改为第l~18列,碱金属为第1列,稀有气体为第18列,按这个规定,下列说法不正确的是( )。
A.第15列元素的最高价氧化物为R2O5
B.第2列元素中肯定没有非金属元素
C.第17列元素的第一种元素无含氧酸
D.第16、17列元素都是非金属元素
【答案】D
【解析】本题给出了元素周期表变化的新信息,要求学生用自己学的元素周期表结构知识精选迁移,测试学生的适应性能力。
【例2】下列说法正确的是 (