第2节 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第四章　 物质结构　元素周期律 第二节　元素周期律 第2课时　元素周期表和元素周期律的应用 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 B、Si、As、Te、At Al、Ge、Sb、Po 金属 非金属 金属性 非金属性 金属性 非金属性 铯 氟 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 主族序数 最外层电子数 最外层电子数 8电子 8 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 半导体 氟、氯、硫、磷 过渡元素 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 学习目标 核心素养 1．知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。 2．学会运用元素周期表、元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。 1．宏观辨识与微观探析：根据元素“位、构、性”三者之间的关系，推断元素在周期表中的位置及可能具有的性质。 2．科学态度和社会责任：认识科学探究的重要性，勇于创新，敢于质疑与推断。 一、元素周期表的金属区和非金属区 1．分界线的划分：沿着周期表中__________________________和______________________之间画一条斜线，斜线的左面是____元素，右面是______元素。 2．分界线附近的元素，既能表现出一定的______，又能表现出一定的________，故元素的______和________之间没有严格的界线。 3．周期表的左下方是金属性最强的元素，是__元素(放射性元素除外)；右上方是非金属性最强的元素，是__元素；最后一个纵行是0族元素。 二、元素化合价与元素在周期表中位置的关系 1．价电子：与元素化合价有密切关系的电子。 (1)主族元素价电子：原子的最外层电子。 (2)过渡元素价电子：原子的最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。 2．化合价规律(氧、氟除外) (1)主族元素最高正化合价＝________＝____________。 (2)非金属元素的化合价 ①最高正化合价等于原子所能失去或偏移的____________； ②最低负化合价等于使原子达到______稳定结构所需得到的电子数； ③最高正化合价与最低负化合价的绝对值之和等于__。 三、元素周期表和元素周期律的应用 1．对化学研究的指导作用 (1)根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律。 (2)根据元素的原子结构推测其在元素周期表中的位置和性质。 (3)依据元素周期律和周期表，对元素性质进行系统研究，可以为新元素的发现，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．对社会生产的指导作用 (1)在周期表中金属与非金属的分界处可以找到______材料，如硅、锗、镓等。 (2)研究周期表中与______________等元素位置靠近的元素，制造新品种农药。 (3)在________中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。 元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是(　　) A．元素的性质总在不断地发生明显的变化 B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等) D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料 答案　C 要点　元素“位、构、性”之间的关系 1．从原子结构角度分析，决定元素化学性质的因素有哪些？ 提示　元素的化学性质取决于原子核对最外层电子的吸引力。核电荷数越大，原子半径越小，原子核对最外层电子的吸引力越大，越难失电子，越易得电子，即元素的非金属性越强，金属性越弱。 2．最外层电子数相同的元素的性质一定相似吗？ 提示　不一定。如He和Mg的最外层电子数都是2，但性质差别很大；即使处于同一主族，从上到下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，如第ⅣA族由非金属过渡到金属，C和Pb的性质也有很大的差别。 3．1782年，奥地利科学家米勒·冯·赖兴施泰因(F.J.Müller von Reichenstein)从一种被当地人称为“奇异金”的矿石中提取出碲。已知Te与O、S同主族。 (1)通常状况下，碲单质是什么状态呢？说明理由。 (2)碲的常见化合价有哪些？ (3)碲单质可用作半导体材料吗？说明理由。 提示　(1)固态。第ⅥA族非金属单质的熔点从上到下逐渐升高，通常状况下，硫单质是固体，故碲单质也是固体。 (2)－2、＋4、＋6。 (3)碲单质可用作半导体材料。碲位于金属与非金属的分界线附近，既表现金属性，又表现非金属性。 1．“位、构、性”关系图示 2．元素的原子结构与元素在周期表中的位置关系 (1)原子结构与元素在周期表中的位置关系 结构 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(电子层数＝周期序数,最外层电子数＝主族序数)) 位置 (2)原子结构与元素性质的关系 eq \a\vs4\al(结,构) eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数越,少，电子层数越多))\a\vs4\al(越易失电子，单,质还原性越强),\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数越,多，电子层数越少))\a\vs4\al(越易得电子，单,质氧化性越强))) eq \a\vs4\al(性,质) (3)位置、结构和性质的关系 3．元素“位、构、性”关系中的特例 (1)一般原子的原子核是由质子和中子构成的，但氕( eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H)无中子。 (2)元素周期表中每个周期一般都是从金属元素开始的，但第一周期例外，是从非金属元素氢元素开始的。 (3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。 (4)非金属单质一般不导电，但石墨能导电。 (5)非金属氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO不是酸性氧化物。 (6)F是第ⅦA族元素，只有－1价，无正价；O一般显－2价，在Na2O2中显－1价；H一般显＋1价，但在NaH中显－1价。 [例题]　(河北保定高一期末)X、Y、Z、W为前三周期主族元素，X、Y、Z的相对位置如图。Y的原子序数为X、Z的原子序数之和，W与Z同周期且在同周期主族元素中W的原子半径最大。下列有关叙述正确的是(　　) A．简单离子半径：Y>W>Z B．原子序数：W>Y C．Z元素最高正价为＋7价 D．X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸 解析　设X的原子序数为A，Z的原子序数为A＋2，Y的原子序数为A＋1＋8，由题意知：A＋1＋8＝A＋A＋2，得A＝7，X、Y、Z分别是N、S、F元素；W与Z同周期且在同周期主族元素中W的原子半径最大，所以W是Li元素。Y、Z、W对应的离子分别是S2－、F－、Li＋，S2－有3个电子层，F－有2个电子层，Li＋只有1个电子层，则离子半径：Y>Z>W，A错误；由分析知Y的原子序数大于W，B错误；F元素没有正价，C错误；X的最高价氧化物对应的水化物HNO3是一种强酸，D正确。 答案　D 元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是(　　) A．同一元素不可能既表现金属性又表现非金属性 B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构 D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同 解析　第三周期的Al元素，既有金属性，又有非金属性，故A错误；H＋最外层无电子，Li＋最外层有2个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，故C错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，故D错误。 答案　B 1．下列说法错误的是(　　) A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处 B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内 C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内 D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素 解析　构成催化剂的元素大多为过渡元素，在元素周期表的中间部分。 答案　C 2．(山东临沂高一期末)某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断(　　) A．R一定是第四周期元素 B．R一定是第ⅣA族元素 C．R一定是第ⅦA族元素 D．R的氢化物的化学式为H2R 解析　主族元素中，最高正化合价＋|最低负化合价|＝8，元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，所以R元素的最高正化合价是＋6价，最低负化合价是－2价，R原子的最外层电子数是6，则R为第ⅥA族元素，但不一定是第四周期元素，其氢化物的化学式为H2R，故D符合题意。 答案　D 3．(湖北襄阳五中月考)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T的单质常用作自来水消毒剂。则下列判断正确的是(　　) A．氧化物的水化物的酸性：T>Q B．简单氢化物稳定性：R<T<Q C．R与Q的电子数相差26 D．非金属性：T>X>R 解析　T的单质常用作自来水消毒剂，结合题图可知T为Cl元素，则根据元素相对位置可知R为F元素，Q为Br元素，X为S元素，Z为Ar元素。未指明是否是元素最高价氧化物对应的水化物，A错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，故简单氢化物稳定性：R(HF)>T(HCl)>Q(HBr)，B错误；F与Br的电子数相差35－9＝26，C正确；同周期主族元素，自左向右非金属性逐渐增强，同主族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，故元素的非金属性：F>Cl>S，D错误。 答案　C 4．请根据下图所示的元素周期表，回答下列问题： (1)从表中可以看出，除H外，其余非金属元素原子________(填字母)。 a．最外层电子数都大于4 b．最外层电子数都大于电子层数 (2)以下方法可以用来比较S、Cl非金属性强弱的是________(填字母)。 a．分别测定H2S溶液和HCl溶液的pH b．将Fe分别与S、Cl2反应，分析产物中Fe的化合价 c．将H2S通入氯水中，观察到有淡黄色固体析出：H2S＋Cl2===2HCl＋S↓ (3)以下关于各元素的用途中叙述正确的是________(填字母)。 a．P、S、Cl等元素的化合物常用来制取农药 b．Si、Ge可用于制作半导体材料 c．钨是熔点最高的金属，可与钠制成合金 解析　(1)根据表中所给非金属元素的位置，除H外，每一周期的第一种非金属元素的周期序数小于主族序数，即最外层电子数大于电子层数。(2)判断两种元素非金属性强弱的方法有：非金属与氢气化合的难易程度、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应的水化物的酸性、非金属单质之间的置换反应、与变价金属反应时生成物中金属元素的价态高低等，故b、c正确。不能根据氢化物的酸性来判断。(3)由于钨与钠的熔沸点差异很大，当金属钠已经气化时，钨还没有熔化，二者不能熔合在一起形成合金。 答案　(1)b　(2)bc　(3)ab $$