化學(xué)元素周期表的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用

化學(xué)元素周期表的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、以第3周期元素和ⅦA、ⅠA族元素為例，掌握同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋；2、了解元素“位、構(gòu)、性”三者間的關(guān)系，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用元素周期表；

3、了解元素周期表在指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐等方面的作用一、認(rèn)識(shí)同周期元素性質(zhì)的遞變交流研討：

1.第三周期元素的原子結(jié)構(gòu)是如何遞變的？

從左到右，核電荷數(shù)逐漸增大，最外層電子數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸減小。交流研討：

2.嘗試根據(jù)元素原子結(jié)構(gòu)的遞變規(guī)律預(yù)測(cè)第三周期元素原子失電子能力或得電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱。

【回顧】同一周期，從左到右，元素性質(zhì)的遞變規(guī)律【思考】如何得知元素原子的得失電子的能力(難易程度）？元素原子的失電子能力=元素原子的還原性元素原子的得電子能力=元素原子的氧化性

1、原子最外層電子數(shù)：1——穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

2、元素的原子半徑：大——小

3、元素的化合價(jià)：低——高=元素的金屬性=元素的非金屬性一、判斷元素原子得失電子能力強(qiáng)弱的方法（1）依據(jù)金屬活動(dòng)順序表（2）單質(zhì)與水或與酸反應(yīng)置換出氫氣的難易程度（4）元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱（3）溶液中金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)（5）金屬陽離子的氧化性越弱，金屬還原性（失電子能力）越強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究

鈉、鎂、鋁失電子能力比較試劑：酚酞溶液，PH試紙，面積相同的鎂條和鋁條，MgCl2溶液，金屬鈉（切成小塊），鹽酸（1mol/L），NaOH溶液，AlCl3溶液，蒸餾水.儀器：燒杯，試管，玻璃片，酒精燈，試管夾。

1.實(shí)驗(yàn):鈉、鎂和水的反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2

金屬性Na>Mg

科學(xué)探究(2)向盛有已擦去表面氧化膜的鎂條和鋁片的試管中，各加入2mL1mol/L的鹽酸。鎂鋁觀察:鎂、鋁和鹽酸的反應(yīng)的現(xiàn)象鎂、鋁和鹽酸的反應(yīng)

金屬性Mg>AlMgAl現(xiàn)象方程式Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2有氣泡放出,鎂反應(yīng)劇烈有氣泡放出,反應(yīng)較劇烈3、向盛MgCl2溶液和Al2(SO4)3溶液的試管中，逐滴滴加NaOH溶液直至過量。現(xiàn)象：盛有MgCl2溶液的試管中出現(xiàn)白色沉淀，沉淀不消失。盛有Al2(SO4)3溶液的試管中先出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀消失。結(jié)論：堿性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3失電子能力：Na>Mg>Al結(jié)論單質(zhì)與酸反應(yīng)情況單質(zhì)與水反應(yīng)情況AlMgNa鈉與水劇烈反應(yīng)，有大量氣泡產(chǎn)生

鎂與冷水不反應(yīng)，加熱后反應(yīng)鋁與水加熱幾乎不反應(yīng)鎂與鹽酸反應(yīng)迅速，并放出氣泡反應(yīng)緩慢強(qiáng)堿中強(qiáng)堿兩性氫氧化物比與水反應(yīng)劇烈最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性的強(qiáng)弱失電子能力逐漸減弱方法導(dǎo)引

元素原子得電子能力的強(qiáng)弱，可以采用下列方法間接判斷：

1、元素單質(zhì)與氫氣化合的難易程度，一般說來，反應(yīng)越容易進(jìn)行，元素原子得電子的能力越強(qiáng)。

2、比較氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，元素原子得電子的能力越強(qiáng)。

3、比較元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱。一般說來，酸性越強(qiáng)，元素原子得電子的能力越強(qiáng)。4、5、溶液中非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)非金屬陰離子的氧化性越弱，非金屬氧化性（得電子能力）越強(qiáng)14Si15P16S17Cl

對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物

最高價(jià)氧化物的水化物最高價(jià)含氧酸酸性強(qiáng)弱

單質(zhì)與H2反應(yīng)條件氣態(tài)氫化物及穩(wěn)定性

結(jié)論SiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸逐漸增強(qiáng)高溫加熱加熱點(diǎn)燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐漸增強(qiáng)得電子能力逐漸增強(qiáng)

在同一周期中，各元素原子的核外電子層數(shù)

，但從左到右核電荷數(shù)依次

，最外層電子數(shù)依次

，原子半徑逐漸

（稀有氣體元素除外），原子失電子能力逐漸

，得電子能力逐漸

。小結(jié)：相同增大增多減小減弱增強(qiáng)1、判斷下列說法是否正確：

(1)C、N、O、F原子半徑依次增大

(2)PH3、H2S、HCl穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

(3)HClO比H2SO4酸性強(qiáng)。

(4)甲、乙兩種非金屬元素與金屬鈉反應(yīng)時(shí)，甲得電子的數(shù)目多，所以甲活潑。課堂練習(xí)：錯(cuò)對(duì)錯(cuò)錯(cuò)2、已知X、Y、Z三種元素原子的電子層數(shù)相同，且原子序數(shù)X<Y<Z，則下列說法正確的是：()A、原子半徑X<Y<ZB、得電子能力X、Y、Z逐漸減弱C、最高價(jià)含氧酸酸性H3XO4<H2YO4<HZO4D、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按照X、Y、Z順序減弱C預(yù)測(cè)同主族元素的性質(zhì)元素周期表的應(yīng)用二、預(yù)測(cè)同主族元素的性質(zhì)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失電子的能力逐漸減弱，得電子的能力逐漸增強(qiáng)？交流研討在元素周期表中，同主族元素原子的核外電子排布有什么特點(diǎn)？它對(duì)元素的性質(zhì)有何影響？同主族元素最外層電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相似；但從上到下，隨著原子核外電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減小，元素原子失電子能力增強(qiáng)，得電子的能力減弱。表格元素氟（F）氯（Cl）溴（Br）碘（I）最外層電子數(shù)最高化合價(jià)最低化合價(jià)氣態(tài)氫化物最高價(jià)含氧酸7 77 70 +7 +7 +7-1 -1 -1 -1HF HCl HBr HI

無 HClO4 HBrO4 HIO4鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變184.4113.54.93g\cm3紫黑色固體I2變化規(guī)律58.78-7.23.119g\cm3(20℃)深紅棕色液體Br2-34.6-1013.214g\L(0℃)黃綠色氣體Cl2-188.1-219.61.69g\L(15℃)淡黃綠色氣體F2沸點(diǎn)℃熔點(diǎn)℃密度色態(tài)單質(zhì)依次加深依次升高依次升高依次升高鹵族元素單質(zhì)與氫氣化合的反應(yīng)條件氫化物的穩(wěn)定性反應(yīng)程度反應(yīng)條件I2Br2Cl2F2暗處光照或點(diǎn)燃加熱不斷加熱爆炸劇烈緩慢緩慢很穩(wěn)定穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定易分解小結(jié)

對(duì)ⅦA族元素原子從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱。其單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)依次升高。對(duì)其它的主族而言適用嗎？預(yù)測(cè)金屬鉀的性質(zhì)

觀察鉀元素在元素周期表中的位置，預(yù)測(cè)金屬鉀的性質(zhì)，并與鈉的性質(zhì)進(jìn)行比較。

鉀元素位于元素周期表中第四周期，ⅠA族，與鈉元素處于同一主族，并且，它應(yīng)該比金屬鈉更容易失去電子，如果與水反應(yīng)，應(yīng)該更劇烈。實(shí)驗(yàn)步驟分別向兩只培養(yǎng)皿中加水至其體積的1/2，然后分別加入綠豆大小的一塊金屬鉀和金屬鈉，用表面皿蓋在培養(yǎng)皿口上，注意觀察反應(yīng)的劇烈程度，記錄所發(fā)生的現(xiàn)象。待冷卻后，分別向兩只培養(yǎng)皿中加入2~3滴酚酞，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鈉跟水劇烈反應(yīng)，鈉浮在水的表面，并迅速的熔成一個(gè)閃亮的小球，在水面四處游動(dòng)，發(fā)出“嘶嘶”聲，但未見爆炸現(xiàn)象，加入酚酞后，溶液顯紅色。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑鉀跟水反應(yīng)更劇烈，鉀浮在水的表面，在水面四處游動(dòng)，熔成一個(gè)閃亮的火球，發(fā)出紫色的火焰，并伴有輕微的爆炸現(xiàn)象，加入酚酞后，溶液顯紅色。堿金屬元素655銫6537銣5419鉀4311鈉3123鋰ⅠA族2性質(zhì)預(yù)測(cè)最外層電子數(shù)電子層數(shù)