4.1 元素周期表和元素周期律 第1课时（教学课件） 化学沪科版必修第一册

该高中化学课件聚焦元素周期表，涵盖发展历程、编排原则与结构等核心知识。通过门捷列夫雕像、国际化学元素周期表年及有趣元素故事导入，以历史探索→编排原理→结构应用为脉络搭建学习支架。 其亮点在于融合化学史与科学探究，借德贝赖纳三元素组、门捷列夫周期表等化学史培养科学态度与责任，结合鿭、铀等元素案例激发兴趣。通过交流研讨、0族定位法训练等活动发展科学思维，助力学生构建知识体系，也为教师提供丰富教学素材。

第4章 原子结构和化学键 4.1 元素周期表和元素周期律 第1课时 元素周期表 沪科版2020必修第一册 元素周期表的编排原则与结构 2 元素周期表的发展历程 1 知识导航 明·学习目标 1.通过了解元素周期表的发展历程，体会科学研究方法、观念和科学精神。 2.通过观察元素周期表，认识元素周期表的编排原则和结构。 3.能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。 位于斯洛伐克首都的门捷列夫雕像 联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”，并评价道：“元素周期表是科学史上最卓著的发现之一，刻画出的不仅是化学的本质，也是物理学和生物学的本质。” 元素周期表中每种元素都有其独特的性质和故事，但以下几种元素因其特殊的背景或特性尤为有趣： 以科学家命名的元素： ‌鿭（Nh，113号元素）‌：由日本理化学研究所发现，是亚洲首个获得命名权的元素，名称源自日本国名“Nihon”‌。其发现过程涉及多国竞争，最终日本团队通过长期实验成功合成，意义重大。‌ ‌门捷列夫（Md，101号元素）‌：以元素周期表发明者命名，是对化学史的重要致敬‌。。 ‌居里（Cm，96号元素）‌和‌爱因斯坦（Es，99号元素）‌：分别纪念居里夫人和爱因斯坦，凸显科学家的贡献‌。 以神话或天体命名的元素 ‌铀（U，92号元素）、镎（Np，93号元素）、钚（Pu，94号元素）‌：分别以天王星、海王星、冥王星命名，反映发现时对太阳系行星的探索‌ ‌氦（He，2号元素）‌：源自希腊神话中的太阳神，最初从太阳光谱中发现。‌ ‌汞（Hg，80号元素）‌：唯一常温下液态的金属，名称源自罗马神话中速度之神墨丘利（水星亦以此命名）‌。 特性独特的元素 ‌钠（Na，11号元素）‌：活泼金属，遇水剧烈反应，常被形容为“脾气大”‌。其延展性和光电效应也颇具研究价值。 ‌氟（F，9号元素）‌：电负性最强，反应性极强，被称为“最恶毒”的元素之一‌。 01 元素周期表的发展历程 【阅读归纳】阅读教材108页化学史话，了解元素周期表的发展历程 （1）德贝赖纳的“三元素组”（1829年） ①锂、钠、钾 ②钙、锶、钡 ③卤素组(氯、溴、碘) ④硫、硒、碲 Li Na K Cl Br I S Se Te Ca Sr Ba ①锂、钠、钾 ②钙、锶、钡 ③卤素组(氯、溴、碘) ④硫、硒、碲 Li Na K Cl Br I S Se Te Ca Sr Ba 元素周期表的发展历程 （2）八音律（1865年） 元素周期表的发展历程 英国化学家纽兰兹（John Newlands，1837—1898）将所有已知的元素，按照原子 量的递增次序，形成垂直的 7 族，和音符的八度相似。他发现每一族中第八种元素的物理性质与化学性质 和第一种元素相似，这是科学家首次发现元素的性质规律，但仍未揭示元素分类的本质。 （3）门捷列夫的第一张元素周期表（1869年） 元素周期表的发展历程 （4）门捷列夫的第二张元素周期表（1871年） 元素周期表的发展历程 （5）0 族元素的发现（1894年） 1894 年，英国物理学家瑞利（Third Baron Rayleigh，1842—1919）和英国化学家拉姆齐（William Ramsay，1852—1916）从空气中分离出氩。后来，拉姆齐又发现了氦、氖和氪这些稀有气体，因 而在元素周期表中建立了一个新的族。 元素周期表的发展历程 （6）莫塞莱定律（1914年） 英国物理学家莫塞莱（Henry Moseley，1887—1915） 由 X 射线实验结果提出原子序数的概念，他依据原子序数的递增来排列元素，而不再根据原子量排序，解决了原来按原子量增大顺序排列出现的元素倒置的困惑。这种排列方法称为莫塞莱定律。 元素周期表的发展历程 （7）超铀元素（20世纪中期） 美国核化学家西博格（Glenn Theodore Seaborg，1912—1999）等人发现了 95 ～102 号和 106 号的超铀元素，于是他对元素周期表做了修改，并把这些超铀元素放置在元素周期表的底部。 元素周期表的发展历程 元素周期表的发展历程 （8）新元素的发现（20世纪中后期） 从 20 世纪中后期至 21 世纪前期，科学家合成出的新元素已经将第 7 周期填满，元素周期表的边界也已推至118 号元素。下一种新元素将是…… 元素周期表的发展历程 随着科学的发展，目前人类已经发现了118种元素。元素周期表上也有了七个完整的周期。全世界的科学家都希望能发现第119号元素，开启一个新的元素周期，中国科学家也在努力。 中国科学院近代物理研究所研究员 张志远：要让它原子核里面有119个质子，要合成这样的原子核非常困难。这个新元素的产生方法发生了变化，沿着原来从114到118号元素合成的这个技术路线到119号不再适用了。我们需要去寻找新的实验路线才能去做119号元素合成的这个实验。 元素周期表有终点吗？ 元素周期表的发展历程 ②③④① 1.自18世纪以来，科学家们不断探索元素之谜。通过从局部到系统的研究过程，逐渐发现了元素之间的内在联系。下面列出了几位杰出科学家的研究工作。 序号 科学 工作 ① 纽兰兹 发现“八音律”，指出从某一指定的元素起，第八个元素是第一个元素的某种重复 ② 道尔顿 创立近代原子论，率先开始相对原子质量的测定工作 ③ 德贝莱纳 发现了5组性质相似的“三元素组”，中间元素的相对原子质量为前后两种元素相对原子质量的算术平均值 ④ 尚古尔多 认为各元素组之间并非毫不相关，可以用相对原子质量把它们按从小到大的顺序串联 上述科学家的研究按照时间先后排序合理的是         （填数字序号）。 D 2.1869年，门捷列夫在前人研究的基础上制出了第一张元素周期表，如图所示。 ①门捷列夫将已有元素按照相对原子质量排序，同一           （填“横行”或“纵列”）元素性质相似。结合表中信息，猜想第4列方框中“？＝70”的问号表达的含义是               ，第5列方框中“Te＝128？”的问号表达的含义是               。 ②到20世纪初，门捷列夫周期表中为未知元素留下的空位逐渐被填满。而且，随着原子结构的逐渐揭秘，科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化，而是随着原子序数（核电荷数）递增呈现周期性变化。其本质原因是               （填字母序号）。 A．随着核电荷数递增，原子核外电子排布呈现周期性变化 B．随着核电荷数递增，原子半径呈现周期性变化 C． 随着核电荷数递增，元素主要化合价呈现周期性变化 横行 预测此处应有一个相对原子质量为70的元素 怀疑Te的相对原子质量（或同一列相对原子质量依次增大，按此规律，Te的相对原子质量应该在122和127之间） A 02 元素周期表的编排原则与结构 【回顾总结】回顾初中所学知识，结合教材相关内容，总结原子序数的概念，并理清原子序数与原子结构的关系。 原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号 原子序数与原子结构的关系：原子序数＝质子数＝核外电子数＝核电荷数 元素周期表的编排原则与结构 【交流研讨】仔细观察教材附加的元素周期表，思考下列问题。 【问题1】元素周期表上共有几个横行和几个纵行？ 【问题2】每一横行、每一纵列的元素编排有什么规律？共有几个周期和几个族？ 横行(7个)——元素电子层数相同，原子序数从左到右依次递增 纵列(18个)——元素原子最外层电子数相同，自上而下电子层数依次递增 ……………周期 ……族 7个周期 16个族 (18个纵行) 第Ⅷ族 8、9、10三个纵行 元素周期表的编排原则与结构 VIII族 A：主族 B：副族 0 族 七 A 七 B 0族 第VIII族 元素周期表的编排原则与结构 短周期 长周期 短周期 长周期 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 第七周期 周期 2 种 8 种 8 种 32 种 18 种 18 种 32 种 注意：元素的周期序数＝电子层数。 2 8 8 18 18 32 32 元素周期表的编排原则与结构 周期 主族：短周期和长周期元素共同构成 表示ⅠA 、ⅡA ……ⅦA，7个 副族：完全由长周期元素构成 表示ⅠB 、ⅡB ……ⅦB和第Ⅷ族(3个纵行)，8个 0 族：第18纵列，最外层电子数8 (He除外) 1个 7主8副和0族 元素周期表的编排原则与结构 族的分类 【评价训练】在现行元素周期表中第四、五、六、七周期均有18列，为什么第四、五周期各有18种元素，而第六、七周期各有32种元素？ 第六周期中的镧系有15种元素；第七周期中的锕系有15种元素，比第四、五周期多出14种元素。 元素周期表的编排原则与结构 【思考交流】 1. 在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三个纵列，而其他族只有一个纵列，故第Ⅷ族元素种类最多，这种判断对吗？ 2. 同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差一定为“1”吗？ 错误 不一定 元素周期表的编排原则与结构 族 第ⅠA族(除氢外) 第ⅦA族 0族 别称 碱金属元素 卤族元素 稀有气体元素 碳族 氮族 氧族 卤族 元素周期表的编排原则与结构 常见族的元素的别称 原子序数 相对原子质量 元素符号 元素名称 知识拓展 U 铀 5f36d17s2 238.0 元素符号，红色指放射性元素 价层电子排布，括号指可能的电子排布 相对原子质量（加括号的数据为该放射性元素半衰期最长同位素的质量数） 原子序数 元素名称注*的是人造元素 【交流研讨】继续观察教材附加的元素周期表，思考元素周期表中方格里的符号的意义。 元素周期表的编排原则与结构 不一定，可能是第ⅡA族，也可能是0族或副族元素。 2、8、18、32。 第六周期ⅢB为镧系，共15种元素；第七周期ⅢB为锕系，共15种元素，比四、五周期多出14种元素。 【问题1】最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素吗？ 【问题2】在现行周期表中第四、五、六、七周期均有18列，为什么第四、五周期各有18种元素，而第六、七周期各有32种元素？ 【问题3】同主族相邻元素间原子序数差值可能是多少？说明原因。 第二、三周期差1，第四、五周期差11，原因是中间隔10格过渡元素，第六、七周期差25，原因是中间隔10格过渡元素，且ⅢB一格为15种元素。 【问题4】同周期的第ⅡA、ⅢA元素间原子序数差值可能为多少？并说明原因。 【思考交流】 元素周期表的编排原则与结构 总结 元素周期表共有7个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有7个周期。 短周期 长周期 元素种数 2种 8种 8种 18种 18种 32种 32种 稀有气体原子序数 2 10 18 36 54 86 118 元素周期表的结构-周期 总结 元素周期表有18个纵行， 被划分为16个族 主族： 副族： 零族： A B 0 7个 8个 1个 碱金属元素 卤族元素 碱土金属元素 氧族元素 氮族元素 碳族元素 VIII族也属于副族 元素周期表的结构-族 用罗马数字表示族序数 微点拨 根据原子序数确定元素在周期表中位置的方法——0族定位法 2 10 18 36 54 86 118 稀有气体原子序数 ①比大小定周期： 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。如64号元素，54<64<86，其应在第六周期。 ②求差值定族数 a．若某元素的原子序数比相邻近的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的第ⅠA族或第ⅡA族。如88号元素，88－86＝2，则其应在第七周期第ⅡA族。 b．若某元素的原子序数比相邻近的0族元素少1～5时，则该元素应处在0族元素所在周期的第ⅦA～第ⅢA族。如84号元素，86－84＝2，应在第六周期第ⅥA族。 1.下列说法正确的是 A.某短周期元素最外层有2个电子，则其一定是金属元素 B.主族元素的单原子阳离子一定具有稀有气体的电子层结构(H＋除外) C.元素周期表有7个主族、8个副族和1个0族，副族均由长周期元素组成 D.主族元素在周期表中的位置只取决于该元素的电子层数 C 2.有关元素周期表中的原子序数之差错误的是（ ） A．同周期的第ⅠA族和0族元素的原子序数之差可能为17 B．同主族两相邻元素的原子序数之差为2、8、18、32 C．两粒子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 D．同周期第ⅡA、ⅢA族元素原子序数之差可能为25 C 3.A、B两种元素，A的原子序数为a，如果A和B同在第ⅣA族，当B的周期数大于A的周期数时，B的原子序数不可能为(　　) A．a＋2 B．a＋8 C．a＋26 D．a＋18 A 4.1 元素周期表和元素周期律 第1课时 周期表的结构 7个周期（短周期和长周期） 16个族（7主8副和0族） 理·核心要点 周期表的编排原则 原子结构 横行原则 纵行原则 1.下列有关元素周期表的说法中错误的是 A．元素原子的最外层电子数等于该元素所在的族序数 B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 C．除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8 D．ⅡA族与ⅢA族之间隔着10个纵列 A 2.下列关于元素周期表的叙述，正确的是 A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族 B．前20号元素称为短周期元素 C．副族元素中，没有非金属元素 D．族的元素都被称作碱金属元素 C 3.已知A为第IIA族元素，B为第IIIA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是 A．n=m＋1 B．n=m＋11 C．n=m＋25 D．n=m＋10 D 4.核反应不仅能发电也能制造元素。利用原子核间的撞击已制造出原子序数分别为113、115、117和118四种新元素，填补了目前元素周期表的空白，其中113号元素与A1元素处于同一主族。下列说法正确的是 A．四种元素均为主族元素 B．115号元素一定是处于周期表中的第15列 C．117号元素与F、Cl、Br、I均处于VIIA族 D．四种新元素位于元素周期表中的不同周期 C 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版2020必修第一册