高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律教学演示课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律教学演示课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了课前自主学习，金属性，非金属性，最外层电子数，族序数，课堂合作探究，元素周期表元素周期律，元素分区，元素化合价，外在表现等内容，欢迎下载使用。
学习任务　元素周期律和元素周期表的应用任务驱动:元素周期表揭示了化学元素之间的内在联系,使其构成了一个完整的体系,成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。
1.元素周期表中元素金属性和非金属性的递变
位于元素周期表中金属和非金属元素分界线两侧的元素(如Al、Si等)既能表现_______,又能表现_________。2.元素的化合价与元素在元素周期表中位置的关系(1)含义。①最高正价:原子所能失去或偏移的_____________。②最低负价:原子达到__电子稳定结构所需得到的电子数。
(2)化合价规律(仅对主族元素)。
3.元素周期表和周期律的应用(1)元素的位置、结构、性质之间的关系元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和性质。可根据元素在周期表中的位置推测元素的结构和性质,也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。其关系可表示为
(2)寻找新元素(3)发现物质的新用途
【情境·思考】元素周期表在预测新元素、发现新物质方面起着巨大的作用。随着社会的发展,对新型农药的需求量越来越大。若要寻找新型农药,可在周期表的哪个位置进行探索?提示:可在氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中的位置附近寻找。
【探究任务一】元素周期律和元素周期表的应用 【史料情境】居里夫人(1867～1934),法国物理学家、化学家,在极其简陋、艰苦的条件下炼出了放射性物质——钋和镭。1903年她获得了诺贝尔物理学奖,1911年她又获得诺贝尔化学奖。她一生共获得10项奖金,16种奖章,107个荣誉头衔,特别是获得了两次诺贝尔奖。
【问题探究】1.什么元素的金属性最强?什么元素的非金属性最强?它们分别处于元素周期表的什么位置?提示:铯(钫是放射性元素,不能稳定存在),第6周期ⅠA族;氟,第2周期ⅦA族。2.氢元素的最高正价为+1价,最低负价是否应为-7价?提示:不是。氢元素的最低负价应为1-2=-1价。
3.钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素,根据它在周期表中的位置推断其性质。(写出两点即可)提示:①在已知元素中具有最大的原子半径;②最高价氧化物对应的水化物是极强的碱。4.同周期的两种主族元素X、Y,其最高价氧化物对应水化物的化学式分别为H3XO4、H2YO4。试比较X、Y非金属性的强弱和原子半径的大小。提示:非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。X的最高正价为+5,Y的最高正价为+6,因二者属于同周期元素,故原子序数Y>X,非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。
【探究总结】熟记元素周期表中金属性、非金属性的递变规律:解答元素推断题时,可以按元素周期表的位置写出常考元素,标出金属性、非金属性的相对强弱,做题时可快速做出判断。如图:
【拓展提升】主族元素性质的特殊性:
【探究特训】1.(2017·天津高考)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是 (　　)A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>SiD.用中文“ ”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)元素的非金属性越强,氢化物越稳定。(2)元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素的非金属性越强。
【解析】选C。元素的非金属性决定气态氢化物的稳定性,由于非金属性O>N>Si,所以气态氢化物的稳定性H2O>NH3>SiH4,A正确;氢元素可以与氧元素、氮元素等形成水、氨气等共价化合物,也可与Na等元素形成离子化合物,B正确;如图示实验可证明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但元素的非金属性的强弱与元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱有关,HCl不是氯元素的最高价氧化物所对应的水化物,故不能根据酸性强弱来判断氯和碳的非金属性强弱,C不正确;根据元素周期表可知,D正确。
【延伸探究】(1)B项中氢元素与钠元素形成的化合物化学式为______,其中氢元素的化合价是______。 提示:NaH　-1。氢化钠中,钠元素为金属元素显+1价,氢元素显-1价。(2)预测118号元素“ ”(à)的化学性质。提示:118号元素“ ”属于0族元素,原子最外层电子数为8个,化学性质稳定,很难与其他物质发生化学反应。
2.(2020·唐山高一检测)下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断,正确的是(　　)A.金属元素原子最外层电子数越少,该金属失电子能力越强B.若存在简单阴离子R2-,则R一定位于ⅥA族C.P和As都是ⅤA族元素,则PH3的还原性比AsH3的还原性强D.铅位于周期表中金属和非金属的交界处,可作半导体材料
【解析】选B。金属元素原子最外层电子数越少,该金属失电子能力不一定越强,应为同周期中,A错误;若存在简单阴离子R2-,R的最低化合价是-2价,则R一定位于ⅥA族,B正确;P和As都是ⅤA族元素,PH3的还原性比AsH3的还原性弱,C错误;铅位于第六周期第ⅣA族,不位于周期表中金属和非金属的交界处,铅是金属,不可作半导体材料,D错误。
【补偿训练】1.镁、锂在元素周期表中具有特殊的“对角线”位置关系,它们性质相似,例如它们的单质在过量氧气中燃烧均只生成正常氧化物。以下对锂的性质叙述正确的是(　　)A.Li2SO4难溶于水B.LiOH是易溶于水,受热不分解的强碱C.Li不能从水中置换出H2D.Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2
【解析】选D。根据处于“对角线”位置关系的元素,它们的性质相似。MgSO4易溶于水,因此Li2SO4也溶于水,A错误;Mg(OH)2是难溶于水、受热易分解的中强碱,所以LiOH也是难溶于水、受热易分解的中强碱,B错误;Mg能与水反应置换出H2,所以Li同样也能,C错误;MgCO3受热易分解生成MgO和CO2,因此Li2CO3受热也易分解,生成Li2O和CO2,D正确。
2.元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是(　　)A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高正化合价B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素【解析】选C。氧无最高正价、氟和稀有气体元素没有正价,A错误;多电子原子中,能量低的电子在离核较近的区域内运动,B错误;P、S、Cl的非金属性依次增强,得电子能力与最高价含氧酸(H3PO4、H2SO4、HClO4)的酸性依次增强,C正确;过渡元素是第3纵行到第12纵行的元素,包括了七个副族与Ⅷ族,D错误。
3.短周期三种元素a、b、c在周期表中的位置如图,下列有关这三种元素的叙述正确的是(　　)A.a是一种活泼的非金属元素B.c的最高价氧化物的水化物是一种强酸C.b的氢化物不稳定D.b元素的最高化合价为+7价
【解析】选B。根据元素周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S。He是稀有气体,化学性质稳定,A错误;c的最高价氧化物的水化物是H2SO4,H2SO4是强酸,B正确;b的氢化物为HF,HF很稳定,C错误;F无正价,D错误。
【探究任务二】“位”“构”“性”之间的关系 【问题情境】 (Livermrium,Lv)是原子序数为116的化学元素的名称,该元素于2011年12月被命名,2012年5月31日,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)正式宣布元素周期表增加该新元素。
【问题探究】1.在元素周期表中,第116号元素在周期表中的第几周期?第几族?提示:第7周期第ⅥA族。2.预测116号元素最外层电子数是多少?提示:6。3.预测116号元素是金属还是非金属?其对应的性质比同主族上周期的强还是弱?提示:金属;金属性比钋强。
【探究总结】1.元素性质与原子结构的关系同主族元素随着原子核外电子层数的增加,得到电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱;失去电子的能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
2.同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
【拓展提升】周期表中的“序、层”规律和“序、价”规律(1)“序、层”规律①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前右,阳后左”,阴离子在前一周期右侧,阳离子在后一周期左侧,阳离子的原子序数大。②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子原子序数大。(2)“序、价”规律在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
【典例】(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是(　　)A.原子半径:WA>C>DC.离子半径:C3->D->A2+>B+D.氧化性:A2+>B+,还原性:C3-B,C、D在上一周期,为非金属元素,且原子序数D>C。原子序数为A>B>D>C,A错误;电子层越多,半径越大,同周期原子序数越大,半径越小,则原子半径为B>A>C>D,B正确;具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,原子序数为A>B>D>C,则离子半径为C3->D->B+>A2+,C错误;金属性越强,其阳离子的氧化性越弱,金属性为B>A,则氧化性:A2+>B+,非金属性:CD-,D错误。
【补偿训练】已知元素砷(As)的原子序数为33,下列叙述不正确的是(　　)A.砷最高氧化物对应水化物的酸性比磷酸的酸性强B.砷元素是第四周期ⅤA族元素 C.砷原子的核外有4个电子层,最外层电子数是5D.砷化氢不如NH3稳定 【解析】选A。砷为第四周期ⅤA族的元素,非金属性小于磷元素,A错误,B正确;砷为第四周期ⅤA族元素,所以砷原子的核外有4个电子层,最外层电子数是5,C正确;在第ⅤA族的元素中,氮非金属性大于砷,所以砷化氢不如NH3稳定,D正确。
同一主族金属性与非金属性
同一周期金属性与非金属性
“位-构-性”的相互推断
预测新元素、发现新物质
1.下列关于元素周期表应用的说法正确的是(　　)A.在过渡元素中,可以找到半导体材料B.在ⅠA、ⅡA族元素中,寻找制造农药的主要元素C.在金属与非金属的交界处,寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料D.为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索【解析】选D。在周期表中金属和非金属的交界处可以找到半导体材料,A错误;通常制造农药所含的元素为F、Cl、S、P等,B错误;在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料,C错误;元素周期表为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索,D正确。
2.(2020·北京市房山区高一检测)部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是(　　) A.B只能得电子,不能失电子B.原子半径Ge>SiC.As可作半导体材料D.P处于第六周期第ⅥA族
【解析】选A。根据以上分析,B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近,既能得电子,又能失电子,故A错误;同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径Ge>Si,故B正确;As元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近,可作半导体材料,故C正确;P为主族元素,原子有6个电子层,最外层电子数为6,处于第六周期第ⅥA族,故D正确。
【补偿训练】(2019·宝鸡高一检测)X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.R最少有两种氧化物B.M的氢化物常温常压下为气体C.最高价含氧酸的酸性:ZC,故最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C错误;含碳化合物种类最多,D正确。
3.(2020·北京东城区高一检测)下列事实不能用元素周期律解释的是(　　)A.与水反应,Cs比Na剧烈B.与H2反应,F2比Cl2容易C.碱性:NaOH>Al(OH)3D. 酸性:HCl>H2CO3【解析】选D。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,因此可证明酸性HClO4>H2CO3,不能用元素周期律证明酸性:HCl>H2CO3。
4.(2019·浙江选考) 2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是(　　)A.第35号元素的单质在常温常压下是液体B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素C.第84号元素的最高化合价是+7D.第七周期0族元素的原子序数为118
【解析】选C。35号元素是溴元素,单质Br2在常温常压下是红棕色的液体,A合理;位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As),为非金属元素,B合理;第84号元素位于第六周期ⅥA族,为钋元素(P),由于最高正价等于主族序数,所以该元素最高化合价是+6,C不合理;第七周期0族元素是第七周期最后一个元素,原子序数为118,D合理。
【补偿训练】有四种短周期主族元素分别为X、Y、Z、W。X是地壳中含量最多的元素;Y元素的单质是空气的主要成分之一;Z原子的最外层电子数是其最内层电子数的 ;W元素的最高正价和最低负价的代数和为0。下列说法正确的是(　　)A.原子半径:X