元素周期表應用(公開課)

1、元素周期表的應用元素周期表的應用 復 習什么是元素周期律？什么是元素周期律？v 元素的性質隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈元素的性質隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律叫元素周期律。周期性變化的規(guī)律叫元素周期律。元素的性質主要包括元素的性質主要包括： 原子的最外層電子排布呈周期性變化原子的最外層電子排布呈周期性變化 原子半徑呈周期性變化原子半徑呈周期性變化1.元素主要化合價呈周期性變化元素主要化合價呈周期性變化 類鋁（鎵）的發(fā)現(xiàn)：類鋁（鎵）的發(fā)現(xiàn)：v1875年，法國化學家布瓦博德朗在分析比里牛年，法國化學家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，命名為鎵，斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元

2、素，命名為鎵，測得鎵的比重為測得鎵的比重為4.7，不久收到門捷列夫的來，不久收到門捷列夫的來信指出鎵的比重不應是信指出鎵的比重不應是4 .7，而是，而是5.96.0，布，布瓦博德朗是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列瓦博德朗是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道鎵的比重的呢？經(jīng)重新測定鎵的夫是怎樣知道鎵的比重的呢？經(jīng)重新測定鎵的比重確實是比重確實是5.94，這結果使他大為驚奇，認真，這結果使他大為驚奇，認真閱讀門捷列夫的周期論文后，感慨地說閱讀門捷列夫的周期論文后，感慨地說“我沒我沒有什么可說的了，事實證明了門捷列夫理論的有什么可說的了，事實證明了門捷列夫理論的巨大意義巨大意義”。聯(lián)想聯(lián)想質

3、疑質疑探究同周期元素性質的遞變規(guī)律探究同周期元素性質的遞變規(guī)律AtPoBiPbTlBaCsITeSbSnInSrRbBrSeAsGeGaCaKClSPSiAlMgNaFONCBBeLiHDnXeKrArNeHe（以第（以第3周期元素為例）周期元素為例）A A A A A A A 0探究同周期元素性質的遞變規(guī)律探究同周期元素性質的遞變規(guī)律(1)第第3周期元素原子的核外電子排布、原子半徑是周期元素原子的核外電子排布、原子半徑是 如何遞變的？如何遞變的？(2)嘗試用元素原子的核外電子排布規(guī)律預測第嘗試用元素原子的核外電子排布規(guī)律預測第3周周 期元素原子失電子或得電子能力的相對強弱。期元素原子失電子或

4、得電子能力的相對強弱。交流研討探究同周期元素性質的遞變規(guī)律探究同周期元素性質的遞變規(guī)律交流研討失電子金屬元素：失電子金屬元素：Na、Mg、Al得電子非金屬元素：得電子非金屬元素： Si 、 P 、 S 、 Cl探究同周期元素性質的遞變規(guī)律探究同周期元素性質的遞變規(guī)律交流研討第第3周期元素從周期元素從NaCl ，隨著核電荷數(shù)增加，原子半隨著核電荷數(shù)增加，原子半徑減小，最外層電子數(shù)由徑減小，最外層電子數(shù)由18，元素原子失電子能，元素原子失電子能力減弱，得電子能力增強。力減弱，得電子能力增強。思考：思考：如何判斷金屬元素原子失電子能力的相對強弱？如何判斷金屬元素原子失電子能力的相對強弱？閱讀：閱讀：

5、P21 方法導引方法導引方法導引方法導引金屬元素原子失電子能力（金屬性）強弱判斷依據(jù)：金屬元素原子失電子能力（金屬性）強弱判斷依據(jù)： 元素單質與元素單質與酸酸反應的難易反應的難易 元素單質與元素單質與水水反應的難易反應的難易 元素元素最高價氧化物對應水化物最高價氧化物對應水化物 （最高價氫氧化物）（最高價氫氧化物）的堿性強弱的堿性強弱 如何根據(jù)所給如何根據(jù)所給試劑設計實驗論試劑設計實驗論證證Na、Mg、Al 的失電子能力強的失電子能力強弱弱？1.1.實驗實驗: : 鎂、鋁和水的反應鎂、鋁和水的反應科學探究科學探究鋁鋁注意：注意：1.鎂、鋁條要進行打磨。鎂、鋁條要進行打磨。2.與水反應時，若看不

6、到明顯與水反應時，若看不到明顯現(xiàn)象，可適當現(xiàn)象，可適當加熱加熱，加熱至，加熱至沸騰后立即停止加熱。沸騰后立即停止加熱。鎂鎂鋁鋁酚酞酚酞酚酞酚酞序序號號實驗實驗內(nèi)容內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象化學反應方程式化學反應方程式結論結論12Mg與水與水反應反應3Al與水與水反應反應Na與水與水反應反應與冷水劇烈反應與冷水劇烈反應2Na+2H2O=2NaOH+H2與冷水反應緩慢與冷水反應緩慢與熱水反應迅速與熱水反應迅速Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2與熱水反應緩慢與熱水反應緩慢2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2失電子失電子能力：能力：NaMgAl( 2) 兩人一組兩人一組同時同時向盛有已擦去表面氧化膜

7、的鎂向盛有已擦去表面氧化膜的鎂條和鋁片的試管中，各加入條和鋁片的試管中，各加入2mL 1mol/L的鹽酸。的鹽酸。鎂鎂鋁鋁觀察觀察: 鎂、鋁和鹽酸的反應的現(xiàn)象鎂、鋁和鹽酸的反應的現(xiàn)象序序號號實驗實驗內(nèi)容內(nèi)容實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象化學反應方程式化學反應方程式結論結論3Mg與酸與酸反應反應4Al與酸與酸反應反應劇烈反應劇烈反應Mg+2HClMgCl2+H2迅速反應迅速反應但較鎂慢但較鎂慢2Al+6HCl2AlCl3+3H2失電子失電子能力：能力： MgAl如何根據(jù)所給試劑設計實驗論證如何根據(jù)所給試劑設計實驗論證 鎂、鋁氫氧化物的堿性強弱鎂、鋁氫氧化物的堿性強弱？比較比較Mg(OH)2和和Al(OH)3堿

8、性的強弱堿性的強弱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。將上述沉淀分成將上述沉淀分成2支試管分別滴加支試管分別滴加HCl、 NaOH溶液。溶液。將上述沉淀分成將上述沉淀分成2支試管分別滴加支試管分別滴加HCl、 NaOH溶液。溶液。結論：失電子能力（金屬性）結論：失電子能力（金屬性） NaMgAl NaOH 是強堿，是強堿，Mg(OH)2 是中強堿，是中強堿，Al(OH)3 是兩性氫氧化物。是兩性氫氧化物。元元 素素鈉鈉鎂鎂鋁鋁單質與水反應單質與水反

9、應與冷水劇烈與冷水劇烈反應反應與冷水反應緩慢與冷水反應緩慢與熱水反應迅速與熱水反應迅速鋁與熱水反鋁與熱水反應緩慢應緩慢單質與鹽酸反應單質與鹽酸反應 劇烈反應劇烈反應迅速反應，迅速反應，但較鎂慢但較鎂慢最高價氧最高價氧化物對應化物對應水化物水化物化學式化學式NaOHNaOHMg(OH)Mg(OH)2 2Al(OH)Al(OH)3 3堿堿 性性強堿強堿中強堿中強堿兩性兩性氫氧化物氫氧化物結結 論論失電子能力：失電子能力：（金屬性）（金屬性） NaMgAl小結小結思考：思考：如何判斷非金屬元素原子得電子能力的相對強弱？如何判斷非金屬元素原子得電子能力的相對強弱？閱讀：閱讀：P22 方法導引方法導引

10、P P21 21 閱讀探究閱讀探究非金屬元素原子得電子能力（非金屬性）強弱非金屬元素原子得電子能力（非金屬性）強弱判斷依據(jù)：判斷依據(jù)：方法導引方法導引1、元素單質與氫氣化合的難易程度元素單質與氫氣化合的難易程度，一般說來，一般說來， 反應越容易進行，元素原子得電子的能力越強。反應越容易進行，元素原子得電子的能力越強。 2、比較氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比較氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，元素原子得電子的能力越強。元素原子得電子的能力越強。3、比較元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱比較元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱。一般說來，酸性越強，元素原子得電子的能力越一般說來，酸性

11、越強，元素原子得電子的能力越強。強。元素（單質）元素（單質）SiPSCl與與H2反應情況反應情況氣態(tài)氣態(tài)氫化物氫化物化學式化學式穩(wěn)定性穩(wěn)定性最高價最高價氧化物氧化物對應的對應的水化物水化物化學式化學式酸性酸性小結小結 Si、P、S、Cl元素原子得電子能力元素原子得電子能力(非金屬性非金屬性)比較：比較： 高溫下高溫下少量反應少量反應磷蒸氣反磷蒸氣反應，困難應，困難加熱反應加熱反應光照或點燃光照或點燃化合化合很不穩(wěn)定很不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定較不穩(wěn)定較不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定SiH4PH3H2SHClH4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4極弱酸極弱酸中強酸中強酸強強 酸酸最強酸最強酸研究研究Si 、

12、P 、 S 、 Cl得電子能力變化情況：得電子能力變化情況：Si P S Cl逐漸增強逐漸增強逐漸增強逐漸增強 同周期元素的遞變規(guī)律同周期元素的遞變規(guī)律同周期元素，從左到右同周期元素，從左到右，隨原子序數(shù)的遞增，隨原子序數(shù)的遞增：原子失電子能力逐漸原子失電子能力逐漸 ，得電子，得電子能力逐漸能力逐漸 。即即同周期元素，從左到右：同周期元素，從左到右：元素的元素的金屬性逐漸金屬性逐漸減弱減弱，非金屬性逐漸非金屬性逐漸增強增強。減弱減弱增強增強1、判斷下列說法是否正確：、判斷下列說法是否正確： (1) C、N、O、F原子半徑依次增大原子半徑依次增大 (2) PH3、H2S、HCl 穩(wěn)定性依次增強穩(wěn)

13、定性依次增強 (3) HClO比比H2SO4酸性強。酸性強。 (4)甲、乙兩種非金屬元素與金屬鈉反應時，甲、乙兩種非金屬元素與金屬鈉反應時， 甲得電子的數(shù)目多，所以甲活潑。甲得電子的數(shù)目多，所以甲活潑。課堂練習：課堂練習：錯錯對對錯錯錯錯2、已知、已知X、Y、Z三種元素原子的電子層數(shù)三種元素原子的電子層數(shù)相同，且原子序數(shù)相同，且原子序數(shù)XYZ，則下列說法正確，則下列說法正確的是：的是：( )A、原子半徑、原子半徑XYZB、得電子能力、得電子能力X、Y、Z逐漸減弱逐漸減弱C、最高價含氧酸酸性、最高價含氧酸酸性H3XO4H2YO4HZO4D、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按照、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按照X、Y、Z

14、順序順序 減弱減弱C在周期表中的變化規(guī)律元素原子序數(shù)依次增加，原子半徑逐漸減小元素原子序數(shù)依次增加，原子半徑逐漸減小元素原子失電子的能力逐漸減弱，得電子的能力逐漸增強元素原子失電子的能力逐漸減弱，得電子的能力逐漸增強一、認識同主族元素性質的遞變一、認識同主族元素性質的遞變AtPoBiPbTlBaCsITeSbSnInSrRbBrSeAsGeGaCaKClSPSiAlMgNaFONCBBeLiHDnXeKrArNeHeLiNaKRbCs一、認識同主族元素性質的遞變一、認識同主族元素性質的遞變金屬性強弱順序：金屬性強弱順序： Li Na K Rb Cl Br I AtCl2 + 2NaBr 2Na

15、Cl + Br2Br2 + 2NaI 2NaBr + I2Cl2 + 2NaI 2NaCl + I2元素的金屬性和非金屬性遞變小結元素的金屬性和非金屬性遞變小結HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金屬性逐漸增非金屬性逐漸增 強強金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸增強非金屬性逐漸增強 1, 在周期表中在周期表中: 金屬性最強的元素（不包括放射性元素）金屬性最強的元素（不包括放射性元素）是是 ； 最活潑的非金屬元素是最活潑的非金屬元素是 ； 最高價氧化物對應水化物的酸性最強

16、的元素最高價氧化物對應水化物的酸性最強的元素是是 ； 最高價氧化物對應水化物的堿性最強的元素最高價氧化物對應水化物的堿性最強的元素（不包括放射性元素）是（不包括放射性元素）是 。 元素位置、結構、性質三者關系元素位置、結構、性質三者關系1, 在周期表中在周期表中: 金屬性最強的元素（不包括放射性元素）金屬性最強的元素（不包括放射性元素） 是是 Cs ； 最活潑的非金屬元素是最活潑的非金屬元素是 F ； 最高價氧化物對應水化物的酸性最強的元素最高價氧化物對應水化物的酸性最強的元素 是是 Cl ； 最高價氧化物對應水化物的堿性最強的元素（不最高價氧化物對應水化物的堿性最強的元素（不包括放射性元素）

17、是包括放射性元素）是 Cs 。 元素位置、結構、性質三者關系元素位置、結構、性質三者關系元素在周期表中的元素在周期表中的位置、性質和原子結構的關系位置、性質和原子結構的關系原子結構原子結構表中位置表中位置元素性質元素性質原子序數(shù)原子序數(shù)= 核電荷數(shù)核電荷數(shù)周期數(shù)周期數(shù)= 電子層數(shù)電子層數(shù)主族序數(shù)主族序數(shù)=最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)位置相近位置相近性質相似性質相似 相似性相似性 遞變性（從上至下，金屬性增強，非金屬性減弱）遞變性（從上至下，金屬性增強，非金屬性減弱）同周期同周期同主族同主族遞變性（從左到右，金屬性減弱，非金屬性增強）遞變性（從左到右，金屬性減弱，非金屬性增強）電子層數(shù)電子層數(shù)最外層

18、電子數(shù)最外層電子數(shù)金屬性、非金屬性強弱金屬性、非金屬性強弱（主族）最外層電子數(shù)（主族）最外層電子數(shù) = 最高正價最高正價 最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)8 = 負價負價原子結構原子結構決定決定元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置，決定，決定性質性質元素周期律及元素周期表元素周期律及元素周期表 的三大意義的三大意義 學習和研究化學的規(guī)律和工具學習和研究化學的規(guī)律和工具 研究發(fā)現(xiàn)新物質研究發(fā)現(xiàn)新物質 論證了量變引起質變的規(guī)律性論證了量變引起質變的規(guī)律性 預言新元素，研究新農(nóng)藥，尋找半導預言新元素，研究新農(nóng)藥，尋找半導體材料、催化劑、耐高溫耐腐蝕材料。體材料、催化劑、耐高溫耐腐蝕材料。 他寫道：他寫道

19、：“根據(jù)元素周期表，應該還有幾種類似根據(jù)元素周期表，應該還有幾種類似氬的元素存在，它們在周期表里組成性質類似的族氬的元素存在，它們在周期表里組成性質類似的族 ?！?由于按照周期表所指示的方向進行探索，他在由于按照周期表所指示的方向進行探索，他在1898年一年內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了和年一年內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了和氬氬性質相似的三種元素性質相似的三種元素氖、氖、氪、氙。氪、氙。 英國人拉姆賽英國人拉姆賽1894年發(fā)現(xiàn)了氬元素。年發(fā)現(xiàn)了氬元素。 “按照我們老師門捷列夫的榜樣，我也盡可能地按照我們老師門捷列夫的榜樣，我也盡可能地寫下了這些元素可能有的性質和預見到的各種關系寫下了這些元素可能有的性質和預見到的各種關系”。根據(jù)元

20、素周期表根據(jù)元素周期表預言新元素的存在預言新元素的存在 類硅（鍺）的發(fā)現(xiàn)類硅（鍺）的發(fā)現(xiàn)1886年由德國的溫克勒在年由德國的溫克勒在分析硫銀鍺礦中發(fā)現(xiàn)的，分析硫銀鍺礦中發(fā)現(xiàn)的，把它命名為把它命名為Germanium以以紀念他的祖國紀念他的祖國德國德國（German）。元素符號為）。元素符號為Ge。元素鍺就是在。元素鍺就是在1870年年門捷列夫預言的基礎上發(fā)門捷列夫預言的基礎上發(fā)現(xiàn)的?，F(xiàn)的。在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定性質的物質尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導體材料尋找半導體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導體材料尋找半導體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導體材料尋找半導體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表 1930年美國化學家托馬斯年美國化學家托馬斯米奇利成功地獲得了一米奇利成功地獲得了一種新型的致冷劑種新型的致冷劑CCl2F2（即氟里昂，簡稱（即氟里昂，簡稱F12）。）。這完全得益于