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高中化学第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课时学案设计
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这是一份高中化学第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课时学案设计，共9页。学案主要包含了元素周期表的结构，元素周期表中的部分重要元素等内容，欢迎下载使用。
学生自主学习
元素周期表
1．元素周期表与元素周期律的关系：元素周期表是按照元素周期律排成的，是eq \(□,\s\up4(01))元素周期律的具体表现形式。
2．元素周期表的特点
通过元素周期表，可以了解关于某元素的名称、元素符号、相对原子质量、原子序数等信息。如图：
3．元素周期表的结构：在元素周期表中，横行称为eq \(□,\s\up4(06))周期，纵列称为eq \(□,\s\up4(07))族。
(1)周期(四长三短)
(2)族(七主七副零八三)
说明：a.主族用“罗马数字＋A”表示，如ⅠA族。副族用“罗马数字＋B”表示，如ⅡB族。
b．镧系和锕系都属于eq \(□,\s\up4(20))ⅢB族，各有15种元素。镧系和锕系的最外层和次外层电子层结构相似，化学性质也十分相似。
4．编排原则
(1)周期的序数就是该周期元素具有的eq \(□,\s\up4(21))电子层数。
(2)位于同一主族的元素的原子eq \(□,\s\up4(22))最外层电子数相同，而且eq \(□,\s\up4(23))最外层电子数与族序数相同。
(3)同一主族的元素按eq \(□,\s\up4(24))电子层数递增的顺序自上而下排列。
元素周期表中的部分重要元素和焰色试验
1．碱土金属——ⅡA族元素
2．氮族元素——ⅤA族元素
(1)氮族元素：包括eq \(□,\s\up4(05))N、P、As、Sb、Bi、Mc等元素。这些元素原子的最外层都有eq \(□,\s\up4(06))5个电子，所以它们在最高价氧化物中的化合价是eq \(□,\s\up4(07))＋5价。其中，氮和磷是典型的非金属元素。
(2)磷的存在形态：自然界中没有游离态的磷元素。磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中，动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里也含有磷元素。磷是维持生物体正常生理活动的重要元素。
3．过渡元素：元素周期表中的第eq \(□,\s\up4(08))3～12列元素称为过渡元素。
(1)过渡元素包括大部分金属元素。
(2)过渡元素包括所有副族和Ⅷ族元素，不包括主族和0族元素。
(3)过渡金属的主要性质
①大部分单质坚硬、有光泽，eq \(□,\s\up4(09))金、铜等单质具有独特的色泽。
②所有单质都是电的eq \(□,\s\up4(10))良导体。
③多数单质性质稳定，与空气和水反应缓慢或根本不能反应。
4．焰色试验：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，如钠：eq \(□,\s\up4(11))黄色，钾：eq \(□,\s\up4(12))浅紫色。
课堂互动探究
一、元素周期表的结构
1．原子序数为x的元素位于元素周期表中的ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素位于元素周期表的哪一族？
提示：ⅢA族或ⅢB族。原子序数为x＋1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族，在短周期中为ⅢA族，长周期中为ⅢB族。
2．同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差一定是1吗？请举例说明。
提示：不一定。具体举例如下：
由原子序数确定元素在周期表中的位置
1．原子结构示意图法
推断根据：周期数＝原子电子层数，主族序数＝原子最外层电子数。
适用范围：主族元素，适合原子序数较小的元素位置推断。
2．0族定位法
(1)0族元素原子序数与周期序数
(2)比大小，定周期；求差值，定族数
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2，则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族，如元素87X,87－86＝1，则X在第7周期ⅠA 族；
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1～5时，则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅦA～ⅢA 族，如84X应在第6周期ⅥA族。
知识拓展
解有关元素序差关系类题的方法
1．确定元素的位置
首先根据题目信息确定元素在周期表中的位置关系，然后利用元素周期表中存在的序差关系规律解决问题。
2．灵活运用规律
(1)同周期不同主族元素的原子序数差的关系
①短周期元素的原子序数差＝族序数差；
②两种元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两种元素分布在过渡元素两侧时，第4或第5周期元素的原子序数差＝族序数差＋10，第6、7周期元素的原子序数差＝族序数差＋24；
(2)同主族相邻周期元素的原子序数差的关系
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位于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位于ⅢA～ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)。
1．114号元素(289Fl)半衰期达30秒。相比之下，289Fl是超铀元素中异乎寻常的长寿核素。下列关于该元素的说法中不正确的是( )
A．该元素为放射性元素
B．该元素属于过渡元素
C．该元素位于第7周期ⅣA族
D．该元素的主要化合价有＋4、＋2
答案 B
解析 114号元素位于第7周期，第7周期元素是放射性元素。114号元素位于ⅣA族，不属于过渡元素。ⅣA族元素的主要化合价为＋4、＋2。
2．结合下图所示的元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期________族。
(2)f元素位于第________周期________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(3)简述主族元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系。
答案 (1)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 3 0 4 ⅡB (2)3 ⅥA eq \x(\a\al(16 S, 硫, 32))
(3)元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，元素所在的周期数等于原子的电子层数；由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定主族元素在元素周期表中的位置。
解析 (1)根据元素周期表的结构知，前三周期元素为短周期元素，第1、2、13～17纵列元素为主族元素，由此分析出各元素所属类别。
(2)f元素位于第3周期ⅥA族，即f为硫(S)元素，原子序数为16，相对原子质量为32。
二、元素周期表中的部分重要元素
1．原子最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素吗？哪一族全部是金属元素？哪一族全部是非金属元素？
提示：不一定。原子最外层电子数为2的元素包括ⅡA族、氦及部分过渡元素。ⅡA族、Ⅷ族及全部副族元素全部为金属元素，ⅦA族和0族全部为非金属元素。
2．焰色试验属于物理变化还是化学变化？
提示：物理变化。
1．同主族元素原子具有相同的最外层电子数，所以同主族元素性质相似。
2．焰色试验是金属元素特有的性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。
操作步骤：
3．ⅤA族元素的性质
4．过渡元素的性质
续表
知识拓展
观察K的焰色时要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄光，排除Na元素的干扰。
3．下列叙述正确的是( )
A．ⅡA族元素都是金属元素
B．ⅤA族元素都是非金属元素
C．过渡元素包括了所有的金属元素
D．过渡元素都有特殊的颜色
答案 A
解析 ⅡA族元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭，它们都是金属元素，A正确；ⅤA族元素中，氮、磷和砷是非金属元素，锑和铋是金属元素，B错误；过渡元素都是金属元素，但过渡元素并未包括所有的金属元素，如钠、钾、钙都不是过渡元素，C错误；有些过渡元素有特殊的颜色，如铜为紫红色、金为黄色，有些过渡元素没有特殊的颜色，如铁、银为银白色，D错误。
4．下列关于K2CO3焰色试验的操作不正确的是( )
A．用稀盐酸冲洗铂丝
B．把稀盐酸冲洗过的铂丝在酒精灯火焰上灼烧至无色
C．用红热的铂丝蘸取K2CO3固体，在火焰上灼烧
D．直接观察K2CO3焰色是否呈浅紫色
答案 D
解析 观察K元素的焰色时，应该透过蓝色钴玻璃，D错误。
本课小结
核心素养发展重点
学业要求
建立原子结构与元素周期表之间的关系，提高基于理论进行预测的能力。
1.知道元素周期表的结构。认识原子结构与元素周期表的关系。
2.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
元素
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等
原子核外电子排布
最外层电子数均为5，电子层数依次增多
化学性质
得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强
存在及用途
①单质磷在空气中易被氧化，因此自然界中磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷元素也存在于动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里。
②氮元素是组成蛋白质的重要成分，蛋白质又是生命的存在形式，因此氮元素被称为“生命元素”
元素
包括了大部分金属元素，如铁、铜、镍、银和金等
原子核外电子排布
最外层电子数为1～2(钯除外)
单质的物理性质
大部分既坚硬又有光泽，金、铜等单质具有独特的色泽；均具有良好的导电性
单质的化学性质
大多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不能反应
学生自主学习
元素周期表
1．元素周期表与元素周期律的关系：元素周期表是按照元素周期律排成的，是eq \(□,\s\up4(01))元素周期律的具体表现形式。
2．元素周期表的特点
通过元素周期表，可以了解关于某元素的名称、元素符号、相对原子质量、原子序数等信息。如图：
3．元素周期表的结构：在元素周期表中，横行称为eq \(□,\s\up4(06))周期，纵列称为eq \(□,\s\up4(07))族。
(1)周期(四长三短)
(2)族(七主七副零八三)
说明：a.主族用“罗马数字＋A”表示，如ⅠA族。副族用“罗马数字＋B”表示，如ⅡB族。
b．镧系和锕系都属于eq \(□,\s\up4(20))ⅢB族，各有15种元素。镧系和锕系的最外层和次外层电子层结构相似，化学性质也十分相似。
4．编排原则
(1)周期的序数就是该周期元素具有的eq \(□,\s\up4(21))电子层数。
(2)位于同一主族的元素的原子eq \(□,\s\up4(22))最外层电子数相同，而且eq \(□,\s\up4(23))最外层电子数与族序数相同。
(3)同一主族的元素按eq \(□,\s\up4(24))电子层数递增的顺序自上而下排列。
元素周期表中的部分重要元素和焰色试验
1．碱土金属——ⅡA族元素
2．氮族元素——ⅤA族元素
(1)氮族元素：包括eq \(□,\s\up4(05))N、P、As、Sb、Bi、Mc等元素。这些元素原子的最外层都有eq \(□,\s\up4(06))5个电子，所以它们在最高价氧化物中的化合价是eq \(□,\s\up4(07))＋5价。其中，氮和磷是典型的非金属元素。
(2)磷的存在形态：自然界中没有游离态的磷元素。磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中，动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里也含有磷元素。磷是维持生物体正常生理活动的重要元素。
3．过渡元素：元素周期表中的第eq \(□,\s\up4(08))3～12列元素称为过渡元素。
(1)过渡元素包括大部分金属元素。
(2)过渡元素包括所有副族和Ⅷ族元素，不包括主族和0族元素。
(3)过渡金属的主要性质
①大部分单质坚硬、有光泽，eq \(□,\s\up4(09))金、铜等单质具有独特的色泽。
②所有单质都是电的eq \(□,\s\up4(10))良导体。
③多数单质性质稳定，与空气和水反应缓慢或根本不能反应。
4．焰色试验：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，如钠：eq \(□,\s\up4(11))黄色，钾：eq \(□,\s\up4(12))浅紫色。
课堂互动探究
一、元素周期表的结构
1．原子序数为x的元素位于元素周期表中的ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素位于元素周期表的哪一族？
提示：ⅢA族或ⅢB族。原子序数为x＋1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族，在短周期中为ⅢA族，长周期中为ⅢB族。
2．同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差一定是1吗？请举例说明。
提示：不一定。具体举例如下：
由原子序数确定元素在周期表中的位置
1．原子结构示意图法
推断根据：周期数＝原子电子层数，主族序数＝原子最外层电子数。
适用范围：主族元素，适合原子序数较小的元素位置推断。
2．0族定位法
(1)0族元素原子序数与周期序数
(2)比大小，定周期；求差值，定族数
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2，则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族，如元素87X,87－86＝1，则X在第7周期ⅠA 族；
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1～5时，则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅦA～ⅢA 族，如84X应在第6周期ⅥA族。
知识拓展
解有关元素序差关系类题的方法
1．确定元素的位置
首先根据题目信息确定元素在周期表中的位置关系，然后利用元素周期表中存在的序差关系规律解决问题。
2．灵活运用规律
(1)同周期不同主族元素的原子序数差的关系
①短周期元素的原子序数差＝族序数差；
②两种元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两种元素分布在过渡元素两侧时，第4或第5周期元素的原子序数差＝族序数差＋10，第6、7周期元素的原子序数差＝族序数差＋24；
(2)同主族相邻周期元素的原子序数差的关系
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位于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位于ⅢA～ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)。
1．114号元素(289Fl)半衰期达30秒。相比之下，289Fl是超铀元素中异乎寻常的长寿核素。下列关于该元素的说法中不正确的是( )
A．该元素为放射性元素
B．该元素属于过渡元素
C．该元素位于第7周期ⅣA族
D．该元素的主要化合价有＋4、＋2
答案 B
解析 114号元素位于第7周期，第7周期元素是放射性元素。114号元素位于ⅣA族，不属于过渡元素。ⅣA族元素的主要化合价为＋4、＋2。
2．结合下图所示的元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期________族。
(2)f元素位于第________周期________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(3)简述主族元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系。
答案 (1)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 3 0 4 ⅡB (2)3 ⅥA eq \x(\a\al(16 S, 硫, 32))
(3)元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，元素所在的周期数等于原子的电子层数；由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定主族元素在元素周期表中的位置。
解析 (1)根据元素周期表的结构知，前三周期元素为短周期元素，第1、2、13～17纵列元素为主族元素，由此分析出各元素所属类别。
(2)f元素位于第3周期ⅥA族，即f为硫(S)元素，原子序数为16，相对原子质量为32。
二、元素周期表中的部分重要元素
1．原子最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素吗？哪一族全部是金属元素？哪一族全部是非金属元素？
提示：不一定。原子最外层电子数为2的元素包括ⅡA族、氦及部分过渡元素。ⅡA族、Ⅷ族及全部副族元素全部为金属元素，ⅦA族和0族全部为非金属元素。
2．焰色试验属于物理变化还是化学变化？
提示：物理变化。
1．同主族元素原子具有相同的最外层电子数，所以同主族元素性质相似。
2．焰色试验是金属元素特有的性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。
操作步骤：
3．ⅤA族元素的性质
4．过渡元素的性质
续表
知识拓展
观察K的焰色时要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄光，排除Na元素的干扰。
3．下列叙述正确的是( )
A．ⅡA族元素都是金属元素
B．ⅤA族元素都是非金属元素
C．过渡元素包括了所有的金属元素
D．过渡元素都有特殊的颜色
答案 A
解析 ⅡA族元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭，它们都是金属元素，A正确；ⅤA族元素中，氮、磷和砷是非金属元素，锑和铋是金属元素，B错误；过渡元素都是金属元素，但过渡元素并未包括所有的金属元素，如钠、钾、钙都不是过渡元素，C错误；有些过渡元素有特殊的颜色，如铜为紫红色、金为黄色，有些过渡元素没有特殊的颜色，如铁、银为银白色，D错误。
4．下列关于K2CO3焰色试验的操作不正确的是( )
A．用稀盐酸冲洗铂丝
B．把稀盐酸冲洗过的铂丝在酒精灯火焰上灼烧至无色
C．用红热的铂丝蘸取K2CO3固体，在火焰上灼烧
D．直接观察K2CO3焰色是否呈浅紫色
答案 D
解析 观察K元素的焰色时，应该透过蓝色钴玻璃，D错误。
本课小结
核心素养发展重点
学业要求
建立原子结构与元素周期表之间的关系，提高基于理论进行预测的能力。
1.知道元素周期表的结构。认识原子结构与元素周期表的关系。
2.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
元素
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等
原子核外电子排布
最外层电子数均为5，电子层数依次增多
化学性质
得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强
存在及用途
①单质磷在空气中易被氧化，因此自然界中磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷元素也存在于动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里。
②氮元素是组成蛋白质的重要成分，蛋白质又是生命的存在形式，因此氮元素被称为“生命元素”
元素
包括了大部分金属元素，如铁、铜、镍、银和金等
原子核外电子排布
最外层电子数为1～2(钯除外)
单质的物理性质
大部分既坚硬又有光泽，金、铜等单质具有独特的色泽；均具有良好的导电性
单质的化学性质
大多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不能反应
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