高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 原子结构 元素周期律第2节 元素周期律和元素周期表第2课时学案
展开一、元素周期表
1.元素周期表的编排原则
(1)横行: 相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排列。
(2)纵列:最外层电子数相同的元素,按 递增的顺序自上而下排列。
2.元素周期表的结构
(1)周期:元素周期表有 个横行,即有 个周期。
①短周期:第1、2、3周期,每周期所含元素的种类数分别为 、 、 。
②长周期:第4、5、6、7周期,每周期所含元素的种类数分别为 、 、 、 。
(2)族:元素周期表有18个纵列,但只有 个族。
①主族,共7个(由长、短周期元素组成,族序数后标A)。
②副族,共7个(只由长周期元素组成,族序数后标B)。
③第Ⅷ族,包括 、 、 三个纵列。
④0族,最外层电子数是8(He是2)。
(3)过渡元素
元素周期表中从第3到12列共10个纵列,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为 元素,统称为过渡元素。
小结 元素在周期表中的位置关系:周期序数=元素原子的 。主族的族序数= = = __ __ __。
二、元素周期表的部分重要元素及焰色试验
1.元素周期表的部分元素
ⅡA族元素(碱土金属元素): 、 、 、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)
ⅤA族: 、 、 、锑(Sb)、铋(Bi)等
副族和Ⅷ族(过渡元素):第 列
2.焰色试验
某些__ __在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应,如钠:黄色,钾:__ __色。
1.判断下列说法是否正确:
(1)ⅠA族全部是金属元素。( )
(2)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数。( )
(3)最外层电子数等于或大于3且小于8的元素一定是主族元素。 ( )
2.教材中描述“2015年,国际纯粹与应用化学联合会(简称IUPAC)宣布,确认之前多国科学家陆续合成的新元素分别为元素周期表中的第113、115、117和118号元素”,那么117号元素在元素周期表的什么位置?
3.《后武林旧事》记有宋孝宗观海潮放烟火的情景说:“淳熙十年八月十八日,上诣德寿宫,共请两殿往浙江观潮……点放五色烟炮满江、及烟收、炮息,则诸船尽藏,不见一只”。
(1)你知道漂亮的焰火是如何产生的吗?
(2)淡蓝色的灶火遇到食盐水时,火焰会变黄色,其中的道理是什么?
合作探究
学习任务一 元素周期表的结构
材料:人们在探寻元素周期表的过程中,历经了许许多多不同形式的元素周期表的变迁,体现了化学家们为探寻真理所历经的曲折与过程。
根据元素周期表中指出的部分元素回答问题。
元素原子序数之差
(1)表中a与c、e与i两组元素的原子序数差各是多少?
(2)表中c与d、d与e两组元素的原子序数差各是多少?如果d与e两组元素同时位于第4周期和第6周期,那么原子序数差各是多少?
元素周期表中的元素
(1)元素周期表中所含元素种数最多的是哪一列?
(2) 元素周期表和元素周期律的联系。
1.同周期序差规律
2.同主族序差规律
若A、B为同主族元素,A所在周期有m种元素,B所在周期有n种元素,A在B的上一周期,设A的原子序数为a。
(1)若A、B为ⅠA族或ⅡA族(位于过渡元素左边的元素),则B的原子序数为(a+m)。
(2)若A、B为ⅢA~ⅦA族(位于过渡元素右边的元素),则B的原子序数为(a+n)。
思考讨论:
(1)在元素周期表中的每种元素有很多信息,如氧元素 eq \x(\a\al(8 O, 氧, 16.00)) ,其中的8、O、16.00分别代表什么意义?
(2)坦桑石是一种被世界公认的新兴宝石,这种宝石于1967年在坦桑尼亚被发现。其组成为Ca2Al3(SiO4)3(OH)。
分析坦桑石中所含有的元素属于周期表中的长周期还是短周期?
【典例】短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示,其中B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C分别是( )
A.B、Mg、Si B.Be、Na、Al
C.O、P、Cl D.C、Al、P
(1)写出B、C的最高价氧化物的化学式。(关键能力——理解与辨析)
(2)预测A、B得电子能力强弱。(关键能力——分析与推测)
1.(2021·滁州高一检测)我国的纳米基础研究能力已跻身世界前列,如曾作为我国两年前十大科技成果之一的RN就是一种合成纳米材料。已知该化合物中Rn+核外有28个电子,则R元素位于周期表的( )
A.第3周期ⅤA族 B.第4周期ⅢA族
C.第5周期ⅢA族 D.第4周期ⅤA族
2.(2021·黄山高一检测)某一周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的ⅢA族元素的原子序数( )
A.只能是x+1
B.可能是x+8
C.可能是x+2
D.可能是x+1、x+11或x+25
补偿训练:
(2021·淄博高一检测)具有下列结构或性质的元素一定为主族元素的是( )
①最高正价为+6价,并且不能与氢形成气态氢化物
②最外层电子数为1,并且有+l、+2两种化合价
③除最外层外,其余各电子层都达到了饱和
④原子最外层电子数是次外层电子数的3倍
⑤原子最外层电子数为3
⑥能形成气态氢化物的元素
⑦最高价氧化物对应的水化物是酸的元素
A.①③⑤⑥⑦ B.②④⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①③④⑤⑥⑦
元素周期表中有多个分区,如图是元素周期表中的五个分区示意图。
请根据此图示,完成下列几个思考问题:
(1)d区和ds区属于过渡元素区,全部属于副族元素,这种说法正确吗?为什么?
(2)s区和p区均属于主族元素区的说法正确吗?
(3)“s区全部都是金属元素”对吗?为什么?
(4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1吗?
(5)某主族元素的原子核外有3个电子层,最外层有3个电子,则该元素在元素周期表中的哪个位置?
(6)“第ⅥA族元素的最低负价为-2价,因此最高正价是+6价”对吗?
学习任务二 推断元素在周期表中的位置
铅原子序数为82,是114号元素。是一种柔软和延展性强的金属,有毒,也是重金属。
元素的位置推断
(1)现有114号元素,其具有良好的力学、光学和电学性质。推断该元素在周期表中的位置。
(2) 预测114号元素的主要化合价以及最高价氧化物的性质。
陌生元素性质推断
(1) 钡和铊均在周期表中位于第六周期,铊与铝是同族元素,元素符号是Tl;钡与镁是同族元素,请推断铊与铝原子半径大小和失电子能力强弱。
(2)结合镁铝的性质关系,预测钡和铊的失电子能力强弱,写出钡和铊的最高价氧化物对应的水化物化学式。
1.由原子序数确定元素在周期表中的位置的方法
(1)原子结构示意图法。
①周期数=电子层数。
②主族序数=最外层电子数。
由原子序数推断元素在周期表中的位置可以先画出原子结构示意图,再确定元素位置。
(2)0族元素定位法:
①明确0族元素信息
②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,那么该元素就和序数大的 0族元素处于同一周期。
2.根据核外电子排布规律确定元素在周期表中的位置
(1)“阴上阳下”规律。
电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。例如,A、B、C、D为短周期元素,其简单离子A+、B2+、C-、D2-具有相同电子层结构,则A、B、C、D在元素周期表的相对位置为 eq \f( D C,A B ) 。
(2)奇偶规律。
原子序数为奇(偶)数的主族元素位于奇(偶)数族,元素(F和O除外)的最高正价为奇(偶)数。
【典例】钋是一种银白色金属,能在黑暗中发光,由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里在1898年发现,为了纪念居里夫人的祖国波兰,两人对这种元素命名为钋(原子序数为84)。钋是目前已知最稀有的元素之一。
试推算与钋处于同一主族的上一周期的元素在元素周期表中的位置及其原子序数是( )
A.第6周期ⅥA族 50
B.第5周期ⅥA族 52
C.第6周期ⅡA族 54
D.第5周期ⅥA族 56
(1)推算与钋处于同一主族的下一周期的元素的原子序数。(关键能力——分析与推测)
(2)镭(Ra)也是居里夫妇发现的,是一种具有很强的放射性的元素,原子序数88。那么判断镭元素在周期表中的位置。(关键能力——分析与推测)
1. (2021·南通高一检测)如图是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是( )
A.元素①位于第2周期ⅣA族
B.①②③元素原子的最外层电子数之和为24
C.④的原子序数比②的大8
D.元素的最高化合价:③=⑤
2.(2021·北京高一检测)下列各表为元素周期表的一部分(表中数字为原子序数),其中正确的是( )
我国科学家陈竺院士获得了一项国际大奖——美国血液学会颁发的欧尼斯特·博特勒奖,该奖是为表彰他在利用砒霜治疗“急性早幼粒细胞白血病(APL)”研究中取得的突出成就。砒霜主要成分为三氧化二砷。下列关于砷元素的叙述正确的是( )
A.砷元素的最高化合价为+3
B.砷元素是第5周期的主族元素
C.砷原子的第3个电子层含有18个电子
D.与砷同主族的上一周期元素原子序数为25
课堂测评
1.(水平1)0.05 ml某金属单质与足量的盐酸反应,放出1.12 L H2(标准状况),并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子,该金属元素在元素周期表中的位置是( )
A.第3周期ⅠA族 B.第3周期ⅡA族
C.第4周期ⅠA族 D.第4周期ⅡA族
2.(水平1)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄
色,下列各判断正确的是( )
A.只含有Na+
B.一定含有Na+,可能含有K+
C.既含有Na+,又含有K+
D.可能含有Na+,可能还含有K+
3.(水平1)元素周期表是学习化学的重要工具。如图是元素周期表中的一格,从中获取的信息不正确的是( )
eq \x(\a\al(52 Te, 碲,127.6))
A.该元素的元素符号为Te
B.该元素属于金属元素
C.该元素的原子核外有52个电子
D.该元素的相对原子质量为127.6
4.(水平2)已知a、b分别为同周期的ⅠA和ⅦA族的两种元素,它们的原子序数分别为m和n,则下列关系不可能成立的是( )
A.n=m+16 B.n=m+6
C.n=m+30 D.n=m+10
5.(水平2)下列各表是元素周期表中的一部分,表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是( )
6.(水平2)结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素,属于短周期元素的有__________,属于主族元素的有__________;g元素位于第__________周期第__________族;i元素位于第__________周期第__________族。
(3)元素f是第__________周期第__________族元素,请在右边方框中按氦元素的样子写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(4)元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系为____________________
___________________________________________________________________。
周期
族
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n+1
4、5
n
n+11
6、7
n
n+25
A
B
C
0族元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
所在周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
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