4.2.2元素周期表和元素周期律的应用 课件 -2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

门捷列夫的预言 门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种当时尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家发现了这种元素，并命名为镓。 新课导入 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 ） 13 一月 2025 高一化学组 勤奋励志 博学慎思 第四章 物质结构 元素周期律 学习目标 1．了解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．学会用元素周期表和元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。 学习目标 1．通过元素周期律、元素周期表的应用研究，培养学生“证据推理和模型认知”“科学态度和社会责任”的学科核心素养。 2．通过探究元素周期表的结构、物质结构和元素性质的关系规律，培养学生结构决定性质和性质反映结构的“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。 素养目标 任务一 元素周期表中元素的分区及性质 　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 2 3 4 5 6 7 B Al Si Ge As Sb Te Po At 非金属元素 金属元素 稀有气体元素 非金属性增强 非 金 属 性 增 强 金属性增强 金 属 性 增 强 位于分界线附近的元素既表现一定的金属性,又表现一定的非金属性。 F 非金属性最强的元素 Cs 金属性最强的元素 除放射性元素外，高中阶段不研究 1、探究元素的结构、位置和性质的关系 回顾: 同主族同周期元素性质递变规律 比较内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 原子结构 电子层数 最外层电子数 原子半径 元素的性质 金属性 非金属性 主要化合价 化合物性质 最高价氧化物对应水化物 氢化物稳定性 相同 依次增加 依次增加1个 相同 逐渐减小 逐渐增大 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 最高正价：+1→+7 (O F 除外) 最低负价=最高正价−8 最高正价=主族序数 (O F 除外) 酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱 碱性逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 2．探究元素化合价与元素在周期表中位置的关系 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 最高正价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 最低负价 － －4 －3 －2 －1 绝对值之和 － 8 8 8 8 ①主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数（价电子） 特例：O无最高正价 F无正价 ②最低负价等于使它达到稳定结构所需要得到的电子数 ③|最高正价| ＋|最低负价|＝8(H、O、F除外) 特例：金属无负价 (1)定义： 可在化学反应中发生变化，与元素的化合价有关的电子 (2)具体内容： 主族元素的价电子数＝最外层电子数，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子 任务一 元素周期表中元素的分区及性质 任务二 位置、结构和性质的推导及关系 原子结构 表中位置 元素性质 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 — 化学性质相同 相似性 同周期 同主族 递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强） 电子层数 最外层电子数 金属性、非金属性强弱 （主族）最外层电子数 = 最高正价 最外层电子数－8 = 负价 反映 决定 反映 决定 判断元素推出位置 通过位置运用递变规律 递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱） meiyangyang8602 meiyangyang8602 meiyangyang8602 meiyangyang8602 1、根据周期表位置预测元素及其化合物的性质 硅能与氢氧化钠反应吗？ 2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑ Si+2NaOH+H2O ═ Na2SiO3+2H2 “在野外的环境里，为了迅速得到氢气，可以用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到氢气。” 任务二 位置、结构和性质的推导及关系 1).请推导34号元素在周期表的具体位置并标出其符号。 方法一、原子结构示意图法。 a.周期序数＝电子层数 b.主族序数＝最外层电子数 方法二、利用稀有气体原子序数，通过加减判断。 第四周期第VIA族 2、根据原子结构推测其位置和性质 任务一 元素周期表中元素的分区及性质 2).结构决定性质 元素名称 硒 元素符号 Se 原子序数 34 金属还是非金属？   原子结构示意图   最高正价   最低负价   常见中间价   气态氢化物化学式   最高价氧化物   最高价氧化物对应水化物   与硫酸酸性比较   与硫化氢稳定性比较 与S半径比较 与S非金属性比较 常温下状态 非金属 +6 -2 0、+4 H2Se SeO3 H2SO4>H2SeO4 H2S>H2Se H2SeO4 S＜Se S＞Se 固体 （经验规律：看偏旁） 第四周期第VIA族 任务二 位置、结构和性质的推导及关系 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(11H)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元素一般显－2价，在Na2O2中显－1价 H元素一般显＋1价，但在NaH中显－1价 任务二 位置、结构和性质的推导及关系 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 3、启发人们在周期表中一定的区域内，寻找新的物质。 预言新元素，研究新农药，寻找半导体材料、催化剂、耐高温耐腐蚀材料。 元素周期律和元素周期表，揭示了元素之间的内在联系，反映了元素性质与它的原子结构的关系。 1、 学习和研究化学的规律和工具。 2、为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了新的线索。 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 一、元素周期表和元素周期律的生产应用 寻找半导体材料 寻找用于制取农药的元素 寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料 钯铂铑合金催化剂 寻找有特殊用途的新物质 1、在周期表中_______________________，可以找到半导体材料。 2、在元素周期表的________，寻找制取农药的元素。 3、在__________中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。 金属与非金属分界处 右上角 过渡元素 钯铂铑合金催化剂 含Ge、Si半导体材料 含F、P、S、Cl等农药 耐高温合金 一、元素周期表和元素周期律的生产应用 学习评价 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 C 非金属性↑ 单质的氧化性↑ 气态氢化物的稳定性↑ 最高价氧化物对应水化物的酸性↑ 与H2化合的难易程度越来越易 气态氢化物的还原性↓ 对应阴离子的还原性↓ 原子半径↓ 金属性↑ 原子半径↑ 单质的还原性↑ 与H2O或酸反应的剧烈程度越来越剧烈 最高价氧化物对应水化物的碱性↑ 对应阳离子的氧化性↓ 复习回顾 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 二、元素周期表和元素周期律的理论应用 1、指导新元素的发现及预测他们的原子结构和性质 Og——118号元素 Oganesson是一种人工合成的化学元素，原子量为297，半衰期12毫秒(百分之一秒)。属于气体元素，化学性质很不活泼。属于稀有气体一类。 Og具放射性，其原子十分不稳定。 第七周期第0族（稀有气体） 学习评价 根据卤族元素的性质递变规律，推知元素砹(At)的性质：有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。 1、镭是第7周期第ⅡA族元素，下列关于镭的性质的描述中不正确的是(　　) A.镭比钙金属性更强 B.氢氧化物呈两性 C.在化合物中呈+2价 D.碳酸盐难溶于水 B 2、比较元素及其化合物的性质 碱性：Ca(OH)2___Ba(OH)2 稳定性：CH4___SiH4 1）. 比较同主族元素的性质 2）. 比较同周期元素的性质 酸性：H2SO4___HClO4 稳定性：H2S___HCl 3）. 比较不同周期不同主族元素的性质 碱性：KOH___Mg(OH)2 二、元素周期表和元素周期律的理论应用 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 二、元素周期表和元素周期律的理论应用 例1、下列说法正确的是( ) A. C、N、O、F原子半径依次增大 B. NH3、H2O(g)、HF 稳定性依次增强 C. HClO比H2SO4酸性强。 D. 甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时， 甲得电子的数目多， 所以甲活泼。 减小 × 元素非金属性越强，氢化物越稳定 √ HClO不是最高价氧化物对应酸 × 活泼性与得失电子数目无关，与得失电子的能力有关 × B 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 例2、已知电子层数相同的三种元素X、Y、Z，其最高价含氧酸酸性：H3XO4<H2YO4<HZO4，则下列说法正确的是( ) A、原子半径X<Y<Z B、得电子能力X、Y、Z逐渐减弱 C、单质与氢气反应按照X、Y、Z顺序越来越容易 D、气态氢化物的稳定性按照X、Y、Z顺序减弱 C 同一周期 非金属性逐渐增强 位置： X、Y、Z X＞Y＞Z 增强 增强 × × × √ 3、对角线规则 相邻周期左上和右下的元素性质相似，以下三组尤为明显： Li Be B Mg Al Si (1) Mg能和空气中的O2、N2反应生成MgO、Mg3N2 Li在空气中燃烧的产物为： __________________. Li2O、Li3N 二、元素周期表和元素周期律的理论应用 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 (2) Be和Al的性质相似， Be(OH)2的类别属于_____________. 写出相关反应的化学方程式： ________________________________ ________________________________. 两性氢氧化物 Be(OH)2+2HCl = BeCl2+2H2O Be(OH)2+2NaOH = Na2Be(OH)4 则Be既能与酸反应又能与碱反应 Be＋2HCl＝BeCl2＋H2↑ Be＋2NaOH＋2H2O＝Na2Be(OH)4（四羟基合铍酸钠）＋H2↑ (3) B和Si单质的熔点都很高，在BH3、SiH4中H元素均显-1价。 3、对角线规则 二、元素周期表和元素周期律的理论应用 任务三 元素周期律和元素周期表的意义与应用 课堂小结 课堂小结 元素周期律 元素周期表 推测元素的位置、结构和性质 根据“位置-结构、性质”，预测新元素 寻找新物质：半导体材料、农药、催化剂及合金等 $$