4.2元素周期律第二课时课件-2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律 1 2 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 1、元素的金属性 Na、Mg、Al三种金属活动性的实验探究 科学探究： 探究1：镁带与冷水、热水反应的现象（滴加酚酞）。 探究2：镁带与铝片分别与2mol/L的盐酸反应的现象。 （1）依据金属与酸（或与水反应）进行判断 金属性：金属性——金属气态原子失去电子能力的性质。 金属单质的还原性——水溶液或熔融状态下，金属单质失去电子能力的性质。二者的顺序基本上一致。 2 3 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 反 应 物 现 象 方 程 式 Na、水、 酚酞 Mg、水、 酚酞   浮、熔、游、响、红 加热前——极少量气泡，溶液微微变红 2Na + 2H2O ═ 2NaOH + H2 ↑ 加热后——少量气泡， 红色明显 Mg + 2H2O ═ Mg(OH)2 + H2↑ (缓慢) △ 结论：Mg的金属性不如Na 3 4 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 反 应 物 现 象 离子方程式 Mg、盐酸 Al、盐酸 反应迅速，产生大量气泡 反应较慢，缓缓产生气泡 Mg + 2H+ ═ Mg2+ +H2↑ 2Al + 6 H+ ═ 2Al 3+ + 3H2↑ 结论：Al的金属性不如Mg 4 5 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 金属性：Na＞Mg ＞ Al Na、Mg、Al三种元素的金属性强弱顺序为： 结论：与水或酸反应置换H2的难易： Na＞Mg＞Al 5 6 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar 气态氢化物 — — — — 最高价氧化物 — 最高价氧化物对应水化物 — 填写下列各元素的气态氢化物，最高价氧化物及最高价氧化物对应水化物的化学式 SiH4 PH3 H2S HCl Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 6 7 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （2）依据金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱进行判断 氢氧化物碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 Al(OH)3：不能使酚酞变红色，属两性氢氧化物 NaOH：使酚酞变红色，属强碱 Mg(OH)2：使酚酞变浅红色，属中强碱 结论：最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性越强。可以互推。 7 8 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （3）根据金属活动顺序表进行判断 结论：金属活动顺序表中，越靠前的金属的金属性越强，金属单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱。 8 9 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （4）根据元素在周期表中位置进行判断 结论 同一周期的主族元素，随着原子序数的递增金属性逐渐减弱； 同一主族的元素，随着原子序数的递增金属性逐渐增强，金属性最强的是Cs。 9 10 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （5）根据氧化还原反应方程式(或盐溶液中置换反应)进行判断：做还原剂的金属性大于做还原产物的金属性。 湿法炼铜、铝热反应、钠熔融状态下置换过渡金属 10 11 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 2、元素的非金属性 非金属性：非金属性——非金属气态原子得到电子能力的性质。 非金属单质的氧化性——非金属单质分子得到电子能力的性质。二者的顺序基本上一致的，但是有例外。如非金属性：N>P，单质的活泼性：P4>N2 11 12 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （1）根据非金属单质与氢气化合的难易程度进行判断 Si P S Cl 氢化物 SiH4 PH3 H2S HCl 生成条件 高温 磷蒸气，高温 加热 光照或点燃下剧烈反应 从Si到Cl2与H2反应逐渐变易，对应元素的非金属性逐渐增强。 结论：可以依据非金属单质与氢气化合的难易程度可以判断非金属元素非金属性的强弱。与氢气越容易化合，非金属性越强。 12 13 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （2）根据气态氢化物的稳定性和还原性强弱进行判断 氢化物化学式 元素 14Si 15P 16S 17Cl 化合条件 稳定性 SiH4 PH3 H2S HCl 高温下少量反应 磷蒸气，困难 加热反应 光照或点燃化合 很不稳定 不稳定 较不稳定 稳定 13 14 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （2）根据气态氢化物的稳定性和还原性强弱进行判断 单质 氢化物 氢化物稳定性 氢化物的还原性 非金属性强弱 F2 HF 很稳定 Cl2 HCl 较稳定 Br2 HBr 稳定性差 I2 HI 很不稳定 气态气化物还原性增强 非金属性减弱 结论：气态氢化物越稳定，气态氢化物还原性越弱，该元素的非金属性就越强 14 15 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （3）依据非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行判断 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 中强酸 强酸 强酸（比H2SO4酸性强） 酸性 H2CO3大于H2SiO3；HNO3大于H3PO4 结论 最高价含氧酸的酸性逐渐增强 结论：依据非金属的最高价氧化物对应的水化物酸性强弱可以判定非金属性的强弱。最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性越强。可以互推。 15 16 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 思考1：利用最高价氧化物的酸性强弱，设计实验检验S、C、Si非金属性强弱的比较。 16 17 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 思考2：利用如下图所示的装置，能否比较N、C、Si非金属性强弱的比较？为什么？ 原因：因为有挥发出来的硝酸也会与硅酸钠反应产生白色沉淀，必须要用试剂把其除去。 改进后的装置 17 18 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （4）根据非金属活动顺序表进行判断 结论：非金属活动顺序表中，越靠前的非金属的非金属性越强，非金属单质的氧化性越强，对应阳离子的还原性性越弱。非金属离子的还原性越强，非金属性越弱。 18 19 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （5）根据元素在周期表中位置进行判断 结论： 同一周期的主族元素，随着原子序数的递增非金属性逐渐增强； 同一主族的元素，随着原子序数的递增非金属性逐渐减弱， 非金属性最强的是F。 19 20 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （5）根据氧化还原反应方程式(或盐溶液中置换反应)进行判断：做氧化剂的非金属性大于做氧化产物的非金属性。 例如： Cl2+2Br-=Br2+2Cl- Cl2+2I-=I2+2Cl- Cl2+S2-=S↓+2Cl- Br2+2I-=I2+2Br- 2F2+2H2O=4HF+O2↑ 20 21 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 0 1 B Al Si Ge As Sb Te 2 3 4 5 6 7 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA Po At 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 21 22 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS （1）定义：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律 （2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果 元素周期律 22 23 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar 单质和水(或酸）反应情况 冷水剧烈 热水较快 盐酸剧烈 沸水较慢 盐酸 较快 高温 磷蒸气高温 加热 光照或点燃爆炸化合 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 H2SiO3 极弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 最强酸 两性氢 氧化物 非金属单质与氢气反应 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 金属性和非金属性递变 很不 稳定 SiH4 不稳定 PH3 稳定 HCl H2S 不很 稳定 气态氢化 物稳定性 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 稀 有 气 体 元 素 23 24 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 化合价 原子半径 元素的金属性 与非金属性 单质的还原性 与氧化性 气态氢化物 — 气态氢化物 稳定性 — 最高正价氧化物 最高价氧化物对应水化物酸碱性 金属性减弱，非金属性增强 单质的还原性减弱，氧化性增强 稳定性增强 碱性减弱，酸性增强 大→小 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 RH4 RH3 H2R HR R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 -4 -3 -2 -1 24 25 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS ①已知：金属性：Na＞Mg＞Al 推理：Li＞Be 已知：非金属性：Si＜P＜S＜Cl 推理：B＜C＜N＜O＜F ②已知：碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 推理：LiOH＞Be(OH)2 酸性：H4SiO4＜H3PO4 ＜ H2SO4 ＜ HClO4 推理：H3BO3 ＜ H2CO3 ＜ HNO3 ③已知：稳定性：SiH4 ＜ PH3 ＜ H2S ＜ HCl 推理：NH3 ＜ H2O ＜ HF 还原性：SiH4 ＞ PH3 ＞ H2S ＞ HCl 推理：NH3 ＞ H2O ＞ HF 酸性： NH3 ＜ H2O ＜ HF 推理：PH3 ＜ H2S ＜ HCl 同一周期性质变化规律 25 26 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS ①金属性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs 非金属性：F＞Cl ＞Br＞I ②碱性： LiOH ＜NaOH ＜ KOH ＜ RbOH ＜ CsOH 酸性： HIO4 ＜HBrO4 ＜HClO4 Be＜Mg＜Ca＜Sr＜Ba O＞S＞Se＞Te Be(OH)2＜ Mg(OH)2 ＜ Ca(OH)2 ＜ Sr(OH)2 ＜ Ba(OH)2 H2SiO3 ＜ H2CO3 H3AsO4 ＜ H3PO4 ＜ HNO3 同一主族性质变化规律 26 27 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS ③稳定性： ⑤酸性： AsH3 ＜PH3 ＜NH3 H2Te ＜ H2Se ＜ H2S＜ H2O HI＜HBr ＜HCl＜HF ④还原性： HI ＞ HBr ＞ HCl ＞ HF H2Te ＞ H2Se ＞ H2S ＞ H2O AsH3 ＞ PH3 ＞ NH3 HI ＞ HBr ＞ HCl ＞ HF H2S ＞ H2O 同一主族性质变化规律 SiH4＜CH4 27 28 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 原子序数= 核电荷数 周期数= 电子层数 主族序数=最外层电子数 同位素－化学性质相同 相似性 递变性(从上至下,金属性增强,非金属性减弱) 同主族 电子层数 最外层电子数 金属性、非金属性强弱 表中位置 元素性质 原子结构决定元素在周期表中的位置和性质。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。 原子结构 同周期 递变性(从左到右,金属性减弱,非金属性增强) 28 29 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律的应用——在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质 寻找用于制取农药的元素 寻找半导体材料 寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料 29 30 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律的应用——根据元素周期表预言新元素的存在 类铝（镓）的发现： 1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，测得镓的比重为4.7，不久收到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是4.7，而是5.9~6.0，布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比重确实是5.94，这结果使他大为惊奇，认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说“我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的巨大意义”。 30 31 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律的应用——根据元素周期表预言新元素的存在 类铝（Ea） 镓（Ga） （1871年门捷列夫预言） （1875年布瓦发现镓后测定） 原子量约为69 原子量约为69.72 比重约为5.9~6.0 比重约为5.94 熔点应该很低 熔点为30.1℃ 不受空气的侵蚀 灼热时略起氧化 灼热时能分解水气 灼热时确能分解水气 能生成类似明矾的矾类 能生成结晶很好的镓矾 可用分光镜发现其存在 镓是用分光镜发现的 最高价氧化物Ea2O3 最高价氧化物Ga2O3 门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致 31 32 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 1.如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是 A.元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞② B.气态氢化物的稳定性：⑤＞② C.最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤ D.元素的最高正化合价：③＝⑥ √ 32 33 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 2.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是 A.最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q B.最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W C.原子半径：T＞Q＞R D.单质T与NaOH溶液不反应 √ 33 34 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律的应用——氟利昂的发现 在1930年前，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。 在第三周期中，单质的易燃性是Na>Mg>Al，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3比H2O易燃，再比较氢化物的毒性：AsH3>PH3>NH3 H2S>H2O，根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷剂。 34 35 元素周期律/ PERIODIC LAW OF ELEMENTS 元素周期律的应用——氟利昂的发现 米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的致冷剂CCl2F2终于应运而生了。 80年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。人们又将在元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。 35 $$