4.2.2 元素周期表和元素周期律的应用 课件 -2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

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 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。 结合元素周期表，回答问题：(1)表中元素金属性和非金属性变化规律？ 非金属性增强 非金属性增强 金属性增强 金属性增强 金属元素 （共94种） 非金属元素 （包括0族，共24种） 增 强 金属 非金属 增强 增强 增 强 既表现金属性，又表现出一定非金属性，所以无严格界线。 金属元素和非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区现象。 元素周期表的金属区和非金属区 在分界线的左侧(第IA族)还包括非金属元素H 由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线，位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性 特别提醒 金属位于分界线的左下方，非金属位于分界线的右上方 金属性最强：Cs，最高价氧化物对应水化物的碱性最强：CsOH 非金属性最强：F，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的为：HClO4 下列元素在元素周期表中位于哪一主族？画出其原子结构示意图，指出其最高正价和最低负价分别是多少？ 钠 Na 镁 Mg 铝 Al 硅 Si 磷 P 硫 S 氯 Cl 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 最高正价 最低负价 绝对值之和 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 － －4 －3 －2 －1 － 8 8 8 8 元素化合价与元素在周期表中位置的关系 请画出B和Al的原子结构示意图 并预测其氯化物的化学式应该如何书写 +4 +5 规律总结：主族元素的最高正化合价等于它所处的族序数，因为族序数与最外层电子数相同（O、F除外） +5 非金属元素的最高正化合价，等于原子所能失去或偏移的最外层电子数；而它的最低负化合价，则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。即，最高正价与最低负价绝对值之和为8（H则为2） -3 -3 请写出下列化合物中N和P的化合价 对比N和P的最高价可以发现什么规律？ (1)主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数。 (2)非金属元素的化合价 ①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。 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)。 元素化合价与元素在周期表中位置的关系 价电子：可在化学反应中发生变化、与元素的化合价有关的电子。主族元素的价电子就是其最外层电子。有些副族元素原子的次外层或倒数第三层的部分电子也叫价电子。 常见半导体材料：硅、锗、砷化镓 结论：半导体材料在金属与非金属交界处寻找 → 分界线附近元素 砷化镓 太阳能电池 硅基芯片 锗半导体 元素周期表和元素周期律的应用 通常农药中含有的元素集中在周期表的右上角 → 氟氯磷硫砷等元素 元素周期表和元素周期律的应用 结论：可以在过渡元素中寻找催化剂或耐腐蚀、耐高温材料 耐高温、耐腐蚀的铱合金用于制造发动机的火花塞 元素周期表和元素周期律的应用 寻找催化剂 寻找半导体 寻找农药 元素周期表和元素周期律的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 例如：金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg， 则碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2， 即碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。 ②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为有色固体， 与氢气难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。 Be Mg Al Ca 元素周期表和元素周期律的应用 (3)解释实验现象 例如：F2通入NaCl溶液中，不能置换出Cl2，而是与水发生剧烈反应置换出O2； 由周期表递变规律知氟元素的非金属性最强， F2是氧化性最强的非金属单质。 (4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。 元素周期表和元素周期律的应用 Oganesson是一种人工合成的化学元素，原子量为297，半衰期12毫秒(1%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。 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 第七周期第0族（稀有气体） 元素周期表和元素周期律的应用 判断元素性质的强弱 位置 结构 性质 同一周期 (左→右) 最外层电子数递增 非金属性增强，金属性减弱 同一主族 (上→下) 电子层数递增 金属性增强，非金属性减弱 1. 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. 事物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 2.如果把元素周期表分为下面3个区域，则最活泼的金属、最活泼的非金属、最不活泼的非金属元素分别位于（ ） A.①区、③区、③区 B.①区、③区、②区 C.①区、②区、②区 D.②区、③区、③区 C A 3. W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是( ) A. 对应的简单离子的半径：X<W B. 对应的简单气态氢化物的稳定性：Y<Z C. 元素X、Z和W能形成多种化合物 D. Y的最高价氧化物的水化物具有强酸性 D 4. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y原子最外层只有2个电子，Z单质可制成半导体材料，W与X位于同一主族。下列叙述不正确的是(　　) A. 元素X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强 B. 元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱 C. 利用水可证明单质Y与单质Na的金属性相对强弱 D. 原子半径的大小顺序：Y>Z>W>X B 5.如图是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素的原子核外电子总数等于B的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述正确的是(　　) A C B A．B为第二周期元素 B．C为第ⅤA族元素 C．A、C元素简单氢化物的稳定性：A>C D．C元素的单质是化学性质最活泼的非金属单质 D 6. 请运用元素周期表的有关理论分析判断，下面几种元素及其化合物性质的推断中正确的是(　　) A. 铊(Tl)的氧化物的水化物可能具有两性 B. 砹(At)为无色固体，HAt不稳定，AgAt具有感光性，且不溶于水 C. 硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体 D. H2Se 是无色、有毒、比H2S稳定的气体 C Lavf59.27.100 $