人教版 (新课标)必修2第二节 元素周期律说课课件ppt

这是一份人教版 (新课标)必修2第二节 元素周期律说课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了物质结构元素周期律，第一章，非金属，稀有气体，元素的性质，元素的原子结构，新材料，催化剂，耐腐蚀，相对原子质量等内容，欢迎下载使用。

第二节　元素周期律第3课时　元素周期表和元素周期律的应用
元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，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，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。
你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的吗？门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？元素周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢？
●学习目标1．了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。2．认识元素周期表是元素周期律的具体体现。3．体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。
●新知预习1．周期表中金属元素区和非金属元素区(1)分界线的划分：沿着周期表中______________跟____________之间画一条虚线，虚线的左面是__________元素，右面是____________元素。(2)各区域金属性、非金属性的强弱特点：周期表的左下方是_________性最强的元素，是______元素；右上方是_________性最强的元素，是________元素；最后一个纵行是_________元素。在分界线附近的元素，既能表现出一定的________性，又能表现出一定的________性。
2．位、构、性关系在生产实践中的应用(1) ______________、_________________________和__________________三者之间的密切关系，除了能指导人们进行化学学习和化学研究外，对于指导生产实践也具有十分重要的意义。(2)在探寻新材料中的应用①根据在元素周期表中位置靠近的元素具有相似的性质这一规律，可以利用元素周期表寻找________。②人们可以在______________________________寻找半导体材料，还可以在过渡元素中寻找优良的____________。
元素在周期表中的位置
金属元素和非金属元素的交界处
③位于元素周期表ⅢB和ⅣB的过渡元素如钛(Ti)、钽(Ta)、钼(M)、钨(W)等的单质，多具有________________ 等特点，人们利用它们为原料制作航空航天器材。④人们还利用元素周期表寻找合适的__________材料、____________材料等。
(3)在探矿领域的应用地球上化学元素的分布与__________________________有着密切的关系。①相对原子质量较小的元素在地壳中含量____________， ____________较大的元素在地壳中含量较少；②原子序数是偶数的元素在地壳中的含量____________，原子序数是奇数在地壳中的含量__________；③处于地球表面的元素多数呈现____________态，处于岩层深处的元素多数呈现____________；④____________一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的上层。
它们在元素周期表中的位置
●自主探究1．什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？它们分别位于元素周期表中的什么位置？提示：由周期表中同一周期和同一主族元素金属性和非金属性的递变规律可以看出：周期表的左下方是金属性最强的元素，是钫元素；右上方是非金属性最强的元素，是氟元素；由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界线，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。
如铝元素的单质有金属光泽，能导电，能跟酸反应置换出H2，但铝又能跟NaOH溶液反应产生H2，且Al2O3、Al(OH)3具有两性，因此铝元素既表现一定的金属性，又表现一定的非金属性。再如硅元素能跟H2反应生成气态氢化物SiH4，其最高价氧化物SiO2是酸性氧化物，最高价氧化物对应的水化物H2SiO3是酸；但硅单质有金属光泽，是半导体材料，因此硅元素既表现一定的非金属性，又表现一定的金属性。
2．学习元素周期表知识有什么重要意义？元素周期表有什么重要应用？提示：明确元素周期表的重要应用：对化学学习、为研究物质结构、发现新元素、合成新物质提供理论指导作用；还对生产实践有重要的指导作用。总之，在哲学、自然科学、生产实践等方面都具有十分重要的价值。在回答该问题时，要有具体的事例说明。
●教材点拨1．金属元素与非金属元素的分区(1)金属元素与非金属元素的分界线：沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条虚线，虚线的左面是金属元素，虚线的右面是非金属元素。这条虚线就是金属元素与非金属元素的分界线。(详见教材17页图1－9)
元素的金属性和非金属性　元素的化合价在周期表中位置的关系
(2)“分界线”附近元素的性质特点：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。(3)元素金属性与非金属性最强的方位：周期表的左下方是金属性最强的元素；周期表的右上方是非金属性最强的元素。
2．元素金属性和非金属性的递变规律
(1)同周期元素，从左至右，核电荷数依次增多，而电子层数相同，故原子核对最外层电子的作用力逐渐增强，则失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，因此元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱，而Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强。
(2)同主族元素，自上而下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对核外电子的作用力逐渐减弱，则失去电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，因此金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。例如，第ⅠA族的碱金属元素，从Li到Cs金属性逐渐增强而第ⅦA族元素从F到I非金属性逐渐减弱。(3)金属与非金属元素之间没有严格的界限，位于“分界线”附近的元素，既有一定的金属性，又有一定的非金属性。
3．元素的化合价与元素在周期表中位置的关系元素的化合价与原子的电子层结构，特别是与最外层中电子的数目有密切关系。(1)主族元素的最高正化合价＝主族序数＝价电子数。(2)非金属元素：最高正化合价＋|负化合价|＝8。温馨提示：元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子，有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关，这部分电子也叫价电子。
(2015·经典习题选萃)电子层数相同的三种元素X、Y、Z，已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。下列判断错误的是(　　)A．原子半径：X＞Y＞ZB．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3C．非金属性：X＞Y＞ZD．单质氧化性：X＞Y＞Z
【解析】　X、Y、Z三种元素电子层数相同，即为同周期三种元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。根据同周期元素性质的递变规律，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则对应元素的非金属性越强，单质的氧化性越强：X＞Y＞Z，原子序数越大：Z(X)＞Z(Y)＞Z(Z)，原子半径越小：r(Z)＞r(Y)＞r(Z)，气态氢化物的稳定性越大：HX＞H2Y＞ZH3。由以上分析知A项错误。【答案】　A
(2015·经典习题选萃)A、B、C、D、E是前四周期的元素，其原子序数依次增大。A、C两元素的电子层数相同，A、E两元素的最外层电子数和次外层电子数也相同。A和C可形成化合物AC，D和E可形成化合物ED2，B原子最外层上的电子数比最内层上的电子数多1个。(1)推出这五种元素的名称和符号_________________；(2)写出AC、ED2的化学式_________________________；
(3)写出这五种元素最高价氧化物对应水化物的化学式，并分析其酸、碱性变化情况______________________________；(4)C元素位于元素周期表的第_________周期，第_______族。D元素的最高正价是_______，价电子数是__________。【解析】　A、C两元素的电子层数相同，A、B、C原子序数依次增大，所以，A、B、C处于同一周期。A、E两元素的最外层电子数和次外层电子数也相同，则A、E两元素位于同一主族，且它们是第三、四两周期的元素，若是第一、二周期或第二、三周期，则A、E两元素的次外层电子数不可能也相同。所以，E是K或Ca，A是Na或Mg。
若A是Na，E是K，由A和C形成化合物AC推知，C是Cl；而D在C与E之间，D应是氩(Ar)，但D和E形成化合物ED2，故A不可能是Na，E不可能是K。若A是Mg，E是Ca，由A和C形成化合物AC推知，C是S，AC是MgS；而D在C与E之间，D应是氯(Cl)，ED2是CaCl2，B在A、C之间，且B原子最外层上的电子数比最内层上的电子数多1个，所以B是铝。
【点拨】　(1)对于某些复杂的推断题，往往不能一步到位地确定某种具体元素，这时，可先确定某个范围，再在这个范围内结合条件进行假设、推断、排除。(2)通过假设推断出来的元素一般还要进行验证。(3)划定范围要根据条件，有所指向，有的放矢。
(2015·山西省浮山中学高一下学期期中)下列各组性质比较中，不正确的是(　　)A．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOHC．单质的氧化性：F2＜Cl2＜Br2＜I2D．单质的还原性：Al＜Mg＜Na
【解析】　A．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的酸性也逐渐增强，故A正确；B.同主族元素从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱，故B正确；C.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，故非金属性F＞Cl＞Br＞I，对应的单质的氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2，故C错误；D.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，金属单质的还原性也逐渐减弱，故单质的还原性：Al＜Mg＜Na，D正确，此题选C。【答案】　C
X、Y、R、M均为短周期元素，X、Y同周期，X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物化学式分别为H2XO4和HYO4。R、M同主族，R与冷水即可反应，M与热水反应缓慢。下列关系正确的是(　　)A．原子半径X＞YB．氢化物稳定性H2X＞HYC．原子核内质子数R＜MD．溶液碱性R(OH)2＜M(OH)2
●教材点拨同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：
元素周期表和元素周期律的应用
应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意以下几个方面：1．结构与位置互推(1)掌握四个关系式。①电子层数＝周期数。②质子数＝原子序数。③主族元素原子最外层电子数＝主族序数。④主族元素的最高正价＝族序数，最低负价＝主族序数－8。
(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律。①各周期元素所能容纳的元素种数。②稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。③同族上下相邻元素原子序数的差值。
2.性质与位置的互推(1)根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。若同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则A、B、C在同周期中按照C、B、A的顺序从左到右排列。(2)根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质。若元素A、B、C在同一主族中从上往下排列，则可推知A、B、C的单质的氧化性依次减弱或还原性依次增强。
3．结构和性质的互推(1)元素原子最外层电子数小于4⇔易失电子。(2)元素原子最外层电子数大于4⇔易得电子。温馨提示：(1)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。(2)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。(3)要注意元素性质的一些特殊性。如铝的氧化物、氢氧化物具有两性，但锗等金属元素与非金属元素分界线附近的元素的相应化合物不具有两性。
(2015·河北省广平县一中高一4月月考)四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是(　　)A．原子半径Z＜MB．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱C．X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小D．Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
【解析】　四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，其中只有M为金属元素，掌握M一定是Al，因此X是Si，Y是N，Z是O。A.同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径Z＜M，A正确；B.氮元素的非金属性强于硅元素，则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强，B错误；C.硅元素的非金属性弱于氧元素，则X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小，C正确；D.氧元素位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族，D正确，答案选B。【答案】　B
【解析】　根据题给信息“R元素原子最外层电子数等于其电子层数的3倍”知R为氧元素，结合五种元素在元素周期表中的位置判断X为磷元素，T为硫元素，Z为氯元素，Q为硒元素。A.同周期元素由左向右元素的非金属性增强，最高价氧化物水化物的酸性增强，故X元素的最高价氧化物对应的水化物酸性弱于T元素，错误；B.同主族元素由上到下原子半径逐渐增大，同周期元素由左向右原子半径逐渐减小，故原子半径：R＜Z＜T，错误；C.同周期元素由左向右元素的非金属性增强，单质的氧化性增强，故Z的单质可从T的气态氢化物中置换出T的单质，正确；D、R为氧元素，无最高正价，T、Q最高正价为＋6价，最高正价不相同，错误。【答案】　C
1．(2015·山东省淄博市一中高一下学期期中)关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：①元素周期表是同学们学习化学知识的一种重要工具；②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。其中正确的是(　　)A．①②③④ B．②③④C．③④D．②③
【解析】　①根据元素周期表可知元素的相对原子质量、原子序数以及元素在周期表中的位置等，是同学们学习化学知识的一种重要工具，正确；②原子核外电子层等于元素所在的周期表的周期数，原子核最外层电子数等于所在族序数，故正确；③根据元素在周期表中的位置，结合元素周期表的相似性和递变性，可以推知元素可能具有的性质，正确；④元素周期表中，不同位置的元素具有不同的性质和用途，周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质，正确。故选A。【答案】　A
2．(2015·山东省淄博市一中高一期中)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是(　　)A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C．短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
【解析】　A．位于元素金属和非金属的分界处附近的元素既有金属性又有非金属性，不选A；B.第三周期的元素的最高正价等于它的主族序数，正确，选B；C.氢元素形成离子后，核外没有电子，所以错误，不选C；D.同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质相似，不选D。【答案】　B
3．(2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)下列各组比较，不正确的是(　　)A．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4B．稳定性：HBr＞HCl＞HFC．原子半径：r(Si)＞r(N)＞r(O)D．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
【解析】　A．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。同周期自左向右非金属性逐渐增强，则酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，A正确；B.同主族自上而下非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性越强，则稳定性：HF＞HCl＞HBr，B错误；C.同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：r(Si)＞r(N)＞r(O)，C正确；D.同周期自左向右金属性逐渐减弱，最高价氧化物水化物的碱性逐渐减弱，则碱性NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，D正确，答案选B。【答案】　B
4．(2015·浙江省严州中学高一4月阶段性测试)硒是人体肝脏和肾脏的组成元素之一，而现在嘉兴市面上常见富含硒(Se)的保健品，已知它与硫元素同族，与氪元素同周期，关于硒元素的说法中不正确的是(　　)A．原子序数为34B．Se的非金属性比O弱C．最高价氧化物的水化物的分子式为H2SeO4D．气态氢化物的稳定性比氯化氢强
【解析】　A．硒在元素周期表中位于第4周期ⅥA族元素，原子序数为34，正确；B.Se与O位于同主族，电子层数大，所以Se的非金属性比O弱，正确；C.Se是ⅥA族元素，最高正化合价为＋6，所以最高价氧化物的水化物的分子式为H2SeO4，正确；D.因为硒的非金属性弱于Cl，所以气态氢化物的稳定性比氯化氢弱，错误。【答案】　D
【解析】　R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，生成HR，则R是F。因此根据元素在周期表中的位置可知X是S，Y是Cl，T是Br，Z是Ar。A.同周期自左向右非金属性逐渐增强，则非金属性：Y＜X，Ar是稀有气体，A错误；B.R与Y的电子数相差17－9＝8，B正确；C.同主族自上而下非金属性逐渐减弱，因此氢化物的稳定性也逐渐减弱，则气态氢化物稳定性：HR＞HY＞HT，C错误；D.同主族自上而下非金属性逐渐减弱，因此最高价氧化物水化物的酸性也逐渐减弱，则最高价氧化物的水化物的酸性：HTO4＜HYO4，D错误，答案选B。【答案】　B
6．(2015·经典习题选萃)元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)；
(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置(以下为周期表的一部分)(2)B元素处于周期表中第________周期、第________族；(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为____________；(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)；(5)C、E形成的化合物为________、________(填化学式)。
【解析】　(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。(2)B处于周期表中第三周期第ⅢA族。(3)B、C的最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3和H2SO4。(4)最高价氧化物对应水化物分别为Mg(OH)2，Al(OH)3，H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最强。(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。
【答案】　(1)(2)三　ⅢA(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(4)HClO4　(5)SO2　SO3
微粒半径大小的比较规律影响微粒半径大小的因素有：①电子层数的多少。②原子核对电子的吸引。③核外电子的多少。三种因素都起作用，但有主次的关系，通常情况下，电子层数越多，原子半径越大；当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。简单粒子的半径大小可按“三看”方法比较。
“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。(1)同种元素微粒半径的比较。①阳离子半径小于相应原子半径，如r(Na＋)＜r(Na)。②阴离子半径大小相应原子半径，如r(Cl－)＞r(Cl)。③同种元素不同价态的离子，价态越高，离子半径越小，如r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。
(2)不同元素的微粒半径的比较。①同周期的主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，如r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(S)＞r(Cl)。②同主族元素的原子半径(或离子半径)都随着电子层数的增加而逐渐增大，如r(F)＜r(Cl)＜r(Br)＜r(I)，r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)。③电子层结构相同的粒子，核电荷数越大，半径越小，如r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。