元素周期表的应用(公开课)

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1、元素周期表的应用元素周期表的应用 复 习什么是元素周期律？什么是元素周期律？v 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律。周期性变化的规律叫元素周期律。元素的性质主要包括元素的性质主要包括：1.原子的最外层电子排布呈周期性变化原子的最外层电子排布呈周期性变化2.原子半径呈周期性变化原子半径呈周期性变化3.元素主要化合价呈周期性变化元素主要化合价呈周期性变化 类铝（镓）的发现：类铝（镓）的发现：v1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，斯山的闪锌矿时发现一种

2、新元素，命名为镓，测得镓的比重为测得镓的比重为4.7，不久收到门捷列夫的来，不久收到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是信指出镓的比重不应是4 .7，而是，而是5.96.0，布，布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比重确实是比重确实是5.94，这结果使他大为惊奇，认真，这结果使他大为惊奇，认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说“我没我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的巨大意义巨大意义”。联想联

3、想质疑质疑探究同周期元素性质的递变规律探究同周期元素性质的递变规律AtPoBiPbTlBaCsITeSbSnInSrRbBrSeAsGeGaCaKClSPSiAlMgNaFONCBBeLiHDnXeKrArNeHe（以第（以第3周期元素为例）周期元素为例）A A A A A A A 0探究同周期元素性质的递变规律探究同周期元素性质的递变规律(1)第第3周期元素原子的核外电子排布、原子半径是周期元素原子的核外电子排布、原子半径是 如何递变的？如何递变的？(2)尝试用元素原子的核外电子排布规律预测第尝试用元素原子的核外电子排布规律预测第3周周 期元素原子失电子或得电子能力的相对强弱。期元素原子失电

4、子或得电子能力的相对强弱。交流研讨探究同周期元素性质的递变规律探究同周期元素性质的递变规律交流研讨失电子金属元素：失电子金属元素：Na、Mg、Al得电子非金属元素：得电子非金属元素： Si 、 P 、 S 、 Cl探究同周期元素性质的递变规律探究同周期元素性质的递变规律交流研讨第第3周期元素从周期元素从NaCl ，随着核电荷数增加，原子半随着核电荷数增加，原子半径减小，最外层电子数由径减小，最外层电子数由18，元素原子失电子能，元素原子失电子能力减弱，得电子能力增强。力减弱，得电子能力增强。思考：思考：如何判断金属元素原子失电子能力的相对强弱？如何判断金属元素原子失电子能力的相对强弱？阅读：阅

5、读：P21 方法导引方法导引方法导引方法导引金属元素原子失电子能力（金属性）强弱判断依据：金属元素原子失电子能力（金属性）强弱判断依据： 元素单质与元素单质与酸酸反应的难易反应的难易 元素单质与元素单质与水水反应的难易反应的难易 元素元素最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物 （最高价氢氧化物）（最高价氢氧化物）的碱性强弱的碱性强弱 如何根据所给如何根据所给试剂设计实验论试剂设计实验论证证Na、Mg、Al 的失电子能力强的失电子能力强弱弱？1.1.实验实验: : 镁、铝和水的反应镁、铝和水的反应科学探究科学探究铝铝注意：注意：1.镁、铝条要进行打磨。镁、铝条要进行打磨。2.与水反应时，若

6、看不到明显与水反应时，若看不到明显现象，可适当现象，可适当加热加热，加热至，加热至沸腾后立即停止加热。沸腾后立即停止加热。镁镁铝铝酚酞酚酞酚酞酚酞序序号号实验实验内容内容实验现象实验现象化学反应方程式化学反应方程式结论结论12Mg与水与水反应反应3Al与水与水反应反应Na与水与水反应反应与冷水剧烈反应与冷水剧烈反应2Na+2H2O=2NaOH+H2与冷水反应缓慢与冷水反应缓慢与热水反应迅速与热水反应迅速Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2与热水反应缓慢与热水反应缓慢2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2失电子失电子能力：能力：NaMgAl( 2) 两人一组两人一组同时同时向盛有已擦去表面氧

7、化膜的镁向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝片的试管中，各加入条和铝片的试管中，各加入2mL 1mol/L的盐酸。的盐酸。镁镁铝铝观察观察: 镁、铝和盐酸的反应的现象镁、铝和盐酸的反应的现象序序号号实验实验内容内容实验实验现象现象化学反应方程式化学反应方程式结论结论3Mg与酸与酸反应反应4Al与酸与酸反应反应剧烈反应剧烈反应Mg+2HClMgCl2+H2迅速反应迅速反应但较镁慢但较镁慢2Al+6HCl2AlCl3+3H2失电子失电子能力：能力： MgAl如何根据所给试剂设计实验论证如何根据所给试剂设计实验论证 镁、铝氢氧化物的碱性强弱镁、铝氢氧化物的碱性强弱？比较比较Mg(OH)2和和Al(OH)

8、3碱性的强弱碱性的强弱1、取、取1mL MgCl2溶液，滴加溶液，滴加NaOH至生成白色沉淀。至生成白色沉淀。2、取、取1mL AlCl3溶液，滴加少量溶液，滴加少量NaOH至生成白色沉淀。至生成白色沉淀。将上述沉淀分成将上述沉淀分成2支试管分别滴加支试管分别滴加HCl、 NaOH溶液。溶液。将上述沉淀分成将上述沉淀分成2支试管分别滴加支试管分别滴加HCl、 NaOH溶液。溶液。结论：失电子能力（金属性）结论：失电子能力（金属性） NaMgAl NaOH 是强碱，是强碱，Mg(OH)2 是中强碱，是中强碱，Al(OH)3 是两性氢氧化物。是两性氢氧化物。元元 素素钠钠镁镁铝铝单质与水反应单质与

9、水反应与冷水剧烈与冷水剧烈反应反应与冷水反应缓慢与冷水反应缓慢与热水反应迅速与热水反应迅速铝与热水反铝与热水反应缓慢应缓慢单质与盐酸反应单质与盐酸反应 剧烈反应剧烈反应迅速反应，迅速反应，但较镁慢但较镁慢最高价氧最高价氧化物对应化物对应水化物水化物化学式化学式NaOHNaOHMg(OH)Mg(OH)2 2Al(OH)Al(OH)3 3碱碱 性性强碱强碱中强碱中强碱两性两性氢氧化物氢氧化物结结 论论失电子能力：失电子能力：（金属性）（金属性） NaMgAl小结小结思考：思考：如何判断非金属元素原子得电子能力的相对强弱？如何判断非金属元素原子得电子能力的相对强弱？阅读：阅读：P22 方法导引方法导

10、引 P P21 21 阅读探究阅读探究非金属元素原子得电子能力（非金属性）强弱非金属元素原子得电子能力（非金属性）强弱判断依据：判断依据：方法导引方法导引1、元素单质与氢气化合的难易程度元素单质与氢气化合的难易程度，一般说来，一般说来， 反应越容易进行，元素原子得电子的能力越强。反应越容易进行，元素原子得电子的能力越强。 2、比较气态氢化物的稳定性比较气态氢化物的稳定性，气态氢化物越稳定，气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。元素原子得电子的能力越强。3、比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。一般说来，酸性越强，元素原子得电子的能力越一般说来，

11、酸性越强，元素原子得电子的能力越强。强。元素（单质）元素（单质）SiPSCl与与H2反应情况反应情况气态气态氢化物氢化物化学式化学式稳定性稳定性最高价最高价氧化物氧化物对应的对应的水化物水化物化学式化学式酸性酸性小结小结 Si、P、S、Cl元素原子得电子能力元素原子得电子能力(非金属性非金属性)比较：比较： 高温下高温下少量反应少量反应磷蒸气反磷蒸气反应，困难应，困难加热反应加热反应光照或点燃光照或点燃化合化合很不稳定很不稳定不稳定不稳定较不稳定较不稳定稳定稳定SiH4PH3H2SHClH4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4极弱酸极弱酸中强酸中强酸强强 酸酸最强酸最强酸研究研究Si

12、、 P 、 S 、 Cl得电子能力变化情况：得电子能力变化情况：Si P S Cl逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐增强 同同周期元素的递变规律周期元素的递变规律同周期元素，从左到右同周期元素，从左到右，随原子序数的递增，随原子序数的递增：原子原子失电子能力逐渐失电子能力逐渐 ，得电子，得电子能力能力逐渐逐渐 。即即同周期元素，从左到右：同周期元素，从左到右：元素的元素的金属性逐渐金属性逐渐减弱减弱，非金属性逐渐非金属性逐渐增强增强。减弱减弱增强增强1、判断下列说法是否正确：、判断下列说法是否正确： (1) C、N、O、F原子半径依次增大原子半径依次增大 (2) PH3、H2S、HCl 稳定性依次增

13、强稳定性依次增强 (3) HClO比比H2SO4酸性强。酸性强。 (4)甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时，甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时， 甲得电子的数目多，所以甲活泼。甲得电子的数目多，所以甲活泼。课堂练习：课堂练习：错错对对错错错错2、已知、已知X、Y、Z三种元素原子的电子层数三种元素原子的电子层数相同，且原子序数相同，且原子序数XYZ，则下列说法正确，则下列说法正确的是：的是：( )A、原子半径、原子半径XYZB、得电子能力、得电子能力X、Y、Z逐渐减弱逐渐减弱C、最高价含氧酸酸性、最高价含氧酸酸性H3XO4H2YO4HZO4D、气态氢化物的稳定性按照、气态氢化物的稳定性按照X、Y

14、、Z顺序顺序 减弱减弱C在周期表中的变化规律元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强一、认识同主族元素性质的递变一、认识同主族元素性质的递变AtPoBiPbTlBaCsITeSbSnInSrRbBrSeAsGeGaCaKClSPSiAlMgNaFONCBBeLiHDnXeKrArNeHeLiNaKRbCs一、认识同主族元素性质的递变一、认识同主族元素性质的递变金属性强弱顺序：金属性强弱顺序： Li Na K Rb Cl Br I AtCl2 + 2NaBr 2

15、NaCl + Br2Br2 + 2NaI 2NaBr + I2Cl2 + 2NaI 2NaCl + I2元素的金属性和非金属性递变小结元素的金属性和非金属性递变小结HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金属性逐渐增非金属性逐渐增 强强金属性逐渐增强金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 1, 在周期表中在周期表中: 金属性最强的元素（不包括放射性元素）金属性最强的元素（不包括放射性元素）是是 ； 最活泼的非金属元素是最活泼的非金属元素是 ； 最高价氧化物对应水化物的酸性

16、最强的元素最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是是 ； 最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元素）是（不包括放射性元素）是 。 元素位置、结构、性质三者关系元素位置、结构、性质三者关系1, 在周期表中在周期表中: 金属性最强的元素（不包括放射性元素）金属性最强的元素（不包括放射性元素） 是是 Cs ； 最活泼的非金属元素是最活泼的非金属元素是 F ； 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素 是是 Cl ； 最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元

17、素）是包括放射性元素）是 Cs 。 元素位置、结构、性质三者关系元素位置、结构、性质三者关系已知元素在周期表中的已知元素在周期表中的位置推断原子结构和元素性质位置推断原子结构和元素性质 根据元素的原子结构或根据元素的原子结构或 性质性质推测它在周期表中的位置推测它在周期表中的位置元素在周期表中的元素在周期表中的位置、性质和原子结构的关系位置、性质和原子结构的关系原子结构原子结构表中位置表中位置元素性质元素性质原子序数原子序数= 核电荷数核电荷数周期数周期数= 电子层数电子层数主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数位置相近位置相近性质相似性质相似 相似性相似性 递变性（从上至下，金属性增强，

18、非金属性减弱）递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）同周期同周期同主族同主族递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数金属性、非金属性强弱金属性、非金属性强弱（主族）最外层电子数（主族）最外层电子数 = 最高正价最高正价 最外层电子数最外层电子数8 = 负价负价原子结构原子结构决定决定元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置，决定，决定性质性质元素周期律及元素周期表元素周期律及元素周期表 的三大意义的三大意义 学习和研究化学的规律和工具学习和研究化学的规律和工具 研究发现新物质研究发现新物质 论证了量变

19、引起质变的规律性论证了量变引起质变的规律性 预言新元素，研究新农药，寻找半导预言新元素，研究新农药，寻找半导体材料、催化剂、耐高温耐腐蚀材料。体材料、催化剂、耐高温耐腐蚀材料。 他写道：他写道：“根据元素周期表，应该还有几种类似根据元素周期表，应该还有几种类似氩的元素存在，它们在周期表里组成性质类似的族氩的元素存在，它们在周期表里组成性质类似的族 。” 由于按照周期表所指示的方向进行探索，他在由于按照周期表所指示的方向进行探索，他在1898年一年内又发现了和年一年内又发现了和氩氩性质相似的三种元素性质相似的三种元素氖、氖、氪、氙。氪、氙。 英国人拉姆赛英国人拉姆赛1894年发现了氩元素。年发现

20、了氩元素。 “按照我们老师门捷列夫的榜样，我也尽可能地按照我们老师门捷列夫的榜样，我也尽可能地写下了这些元素可能有的性质和预见到的各种关系写下了这些元素可能有的性质和预见到的各种关系”。根据元素周期表根据元素周期表预言新元素的存在预言新元素的存在 类硅（锗）的发现类硅（锗）的发现1886年由德国的温克勒在年由德国的温克勒在分析硫银锗矿中发现的，分析硫银锗矿中发现的，把它命名为把它命名为Germanium以以纪念他的祖国纪念他的祖国德国德国（German）。元素符号为）。元素符号为Ge。元素锗就是在。元素锗就是在1870年年门捷列夫预言的基础上发门捷列夫预言的基础上发现的。现的。在周期表中一定的

21、区域内寻找特定性质的物质寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料氟里昂的发现与元素周期表 1930年美国化学家托马斯年美国化学家托马斯米奇利成功地获得了一米奇利成功地获得了一种新型的致冷剂种新型的致冷剂CCl

22、2F2（即氟里昂，简称（即氟里昂，简称F12）。）。这完全得益于元素周期表的指导。在这完全得益于元素周期表的指导。在1930年前，年前，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。及化合物易燃性和毒性的递变规律。氟里昂的发现与元素周期表氟里昂的发现与元素周期表 在第三周期中，

23、单质的易燃性是在第三周期中，单质的易燃性是NaMgAl， 在第二周期中，在第二周期中，CH4比比NH3易燃，易燃， NH3双比双比H2O易燃，易燃， 再比较氢化物的毒性：再比较氢化物的毒性：AsH3PH3NH3 H2SH2O， 根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能元素的化合物可能 是理想的元素，是理想的元素， 不易燃的致冷剂。不易燃的致冷剂。氟里昂的发现与元素周期表 米奇利还分析了其它的米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种一些规律，最终，一种全新的致冷剂全新的致冷剂CCl2F2终终于应运而生了。于应运而生了。 80年代，科学家们发现年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害人类的健康氧层，危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。的气候，逐步将被淘汰。人们又将在元素周期表人们又将在元素周期表的指导下去寻找新一代的指导下去寻找新一代的致冷剂。的致冷剂。