第28課元素周期表和元素周期律的應(yīng)用（原卷版）

第28課元素周期表和元素周期律的應(yīng)用001學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道元素周期表的簡(jiǎn)單分區(qū)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。2．能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)，分析、預(yù)測(cè)、比較元素及其化合物的性質(zhì)，建立“位、構(gòu)、性”關(guān)系應(yīng)用的思維模型。3．體會(huì)元素周期律(表)在學(xué)習(xí)元素及其化合物知識(shí)及科學(xué)研究中的重要作用。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)自主梳理一、金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律1．元素周期表與元素周期律的關(guān)系（1）元素周期表是_________________的具體表現(xiàn)形式，反映了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系。（2）元素周期表中元素的金屬性和非金屬性變化的規(guī)律同周期元素從左到右金屬性逐漸_______，非金屬性逐漸_______；同主族元素從上到下金屬性逐漸_______，非金屬性逐漸_______。2．元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)（1）金屬性強(qiáng)的元素在周期表的_______方，最強(qiáng)的是_____(放射性元素除外)；非金屬性強(qiáng)的元素在周期表的_______方(稀有氣體除外)，最強(qiáng)的是_____。（2）分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的_________，又能表現(xiàn)出一定的_________，故元素的_________與_________之間沒有嚴(yán)格的界線。3．元素化合價(jià)與元素在周期表中位置的關(guān)系（1）價(jià)電子①定義：可在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化，與元素的化合價(jià)有關(guān)的電子。②具體內(nèi)容：主族元素的價(jià)電子＝_________________________，過渡元素的價(jià)電子包括最外層電子及次外層或倒數(shù)第三層的部分電子。（2）化合價(jià)規(guī)律①主族元素：最高正化合價(jià)＝_______________＝___________________(O、F除外)。②非金屬主族元素化合價(jià)一般規(guī)律：最低負(fù)價(jià)＝_______________(H除外)；最高正價(jià)＋|最低負(fù)價(jià)|＝_____。二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1．根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律判斷元素性質(zhì)的_______(或大小)。2．應(yīng)用于元素“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”的相互推斷。3．預(yù)測(cè)新元素為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線索。4．一定區(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)①金屬與非金屬分界線eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(尋找),\s\do4(→))),\s\do6())_________材料，如Si、Ge、Ga等。②過渡元素eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(尋找),\s\do4(→))),\s\do6())__________和耐高溫、耐腐蝕合金的元素，如Fe、Ni、Pt、Pd等。③周期表右上角(氟、氯、硫、磷、砷等元素)eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(尋找),\s\do4(→))),\s\do6())制造________的元素。預(yù)習(xí)檢測(cè)1．（2023年江蘇省江陰高級(jí)中學(xué)期末）在元素周期表中金屬與非金屬的分界處，可以找到A．合金 B．半導(dǎo)體材料 C．催化劑 D．農(nóng)藥2．（2022年河北廊坊期末）根據(jù)元素在元素周期表中的位置，下列判斷錯(cuò)誤的是A．酸性：H3PO4＞HNO3 B．堿性：KOH＞Mg(OH)2C．非金屬性：Br＞I D．穩(wěn)定性：H2O＜HF3．（2022年廣西桂林期末）鎵(Ga)元素位于元素周期表第四周期，與鋁同主族。以下對(duì)鎵(Ga)的相關(guān)說法正確的是A．Ga是一種不活潑的金屬B．Ga(OH)3的堿性比Al(OH)3弱C．Ga單質(zhì)的還原性比Al單質(zhì)強(qiáng)D．Ga3＋的氧化性比Al3＋強(qiáng)4．（2022年北京市東城區(qū)期末）1991年，我國(guó)化學(xué)家張青蓮用同位素質(zhì)譜法準(zhǔn)確測(cè)得銦元素(In)的原子量為114.818±0.003，被國(guó)際原子量委員會(huì)采用為新標(biāo)準(zhǔn)。已知In位于元素周期表第5周期ⅢA族。下列說法不正確的是A．In的金屬性強(qiáng)于Al B．In的原子結(jié)構(gòu)示意圖為C．In為過渡元素 D．In的最高價(jià)為＋3價(jià)5．（2022年黑龍江省大慶鐵人中學(xué)期末）元素周期表中第116號(hào)元素已由俄羅斯科學(xué)家找到。假設(shè)第116號(hào)元素的元素符號(hào)為R，則下列有關(guān)敘述中正確的是A．R的非金屬性比S強(qiáng) B．R元素原子的內(nèi)層電子共有110個(gè)C．R是過渡金屬元素 D．R元素原子的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸6．（2022年江蘇省天一中學(xué)期末）砷為第四周期第VA族元素，根據(jù)它在元素周期表中的位置推測(cè)，砷不可能具有的性質(zhì)是A．砷在通常情況下是固體B．可以存在－3、＋3、＋5等多種化合價(jià)C．砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比H3PO4弱D．砷的氣態(tài)氫化物比磷的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定?環(huán)節(jié)一元素周期表和元素周期律的應(yīng)用情境材料奧地利首都維也納一家礦場(chǎng)監(jiān)督牟勒是第一個(gè)提取出碲的人。奧地利首都維也納一家礦場(chǎng)監(jiān)督牟勒是第一個(gè)提取出碲的人。1782年牟勒從一種被當(dāng)?shù)厝朔Q為“奇異金”的礦石中提取出碲。16年后，德國(guó)礦物學(xué)家克拉普羅特(M．H．Klaproth)將礦石溶解在王水中，用過量堿使溶液部分沉淀，除去金和鐵等，在沉淀中發(fā)現(xiàn)這一新元素，并將其命名為tellurium(碲)，元素符號(hào)定為Te。這一詞來自拉丁文tellus（地球）。已知：Te與O、S同主族。問題探究1．運(yùn)用元素周期律判斷常溫下碲的狀態(tài)，單質(zhì)碲能作半導(dǎo)體材料嗎？請(qǐng)說明你判斷的依據(jù)。2．碲元素的常見價(jià)態(tài)有哪些？寫出其氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式。3．元素周期表在預(yù)測(cè)新元素、發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)方面起著巨大的作用。隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)新型農(nóng)藥的需求量越來越大。若要尋找新型農(nóng)藥，可在周期表的哪個(gè)位置進(jìn)行探索？要點(diǎn)歸納一、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1．元素周期表的分區(qū)及應(yīng)用（1）元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)金屬元素在分界線的左側(cè)，但分界線的左側(cè)并不都是金屬元素，如氫元素屬于非金屬元素元素周期表的左下方元素的金屬性最強(qiáng)，右上方元素的(稀有氣體元素除外)非金屬性最強(qiáng)由于元素的金屬性和非金屬性沒有嚴(yán)格的界限，因此，位于分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性（2）元素化合價(jià)與其在周期表中位置的關(guān)系①O、F原子半徑小，原子核對(duì)外層電子的吸引能力強(qiáng)，F(xiàn)無正化合價(jià)，O無最高正價(jià)。②元素的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之差與族序數(shù)的關(guān)系：最高正價(jià)－|最低負(fù)價(jià)|6420主族族序數(shù)ⅦAⅥAⅤAⅣA2．依據(jù)元素在周期表中的位置，確定其化合物的化學(xué)式知道元素在周期表中的主族序數(shù)后，根據(jù)化合價(jià)規(guī)律即可寫出其化合物的化學(xué)式(以R代表元素)ⅣAⅤAⅥAⅦA氫化物RH4RH3H2RHR最高價(jià)氧化物RO2R2O5RO3R2O7最高價(jià)含氧酸H4RO4或H2RO3H3RO4或HRO3H2RO4HRO43．預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)（1）由元素在周期表中的位置推測(cè)其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：如鉛(Pb)位于第六周期第ⅣA族，則可推知鉛的主要化合價(jià)為＋2、＋4，可預(yù)測(cè)鉛是活潑金屬，能置換出酸中的氫等。（2）門捷列夫的預(yù)言門捷列夫在研究元素周期表時(shí)，科學(xué)地預(yù)言了11種當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素，為它們?cè)谥芷诒碇辛粝驴瘴?。例如，他認(rèn)為在鋁的下方有一個(gè)與鋁類似的元素“類鋁”，并預(yù)測(cè)了它的性質(zhì)。1875年，法國(guó)化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種元素，將它命名為鎵。門捷列夫還預(yù)言了鍺的存在和性質(zhì)，多年后也得到了證實(shí)。陌生元素的性質(zhì)的推斷（1）與同周期前、后元素相比較，依據(jù)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。（2）與同主族上、下元素相比較，依據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。（3）比較不同周期，不同主族元素性質(zhì)時(shí)，可借助“三角”規(guī)律進(jìn)行推斷。若A、B、C三種元素位于元素周期表中如圖所示位置，有關(guān)元素的各種性質(zhì)均可排出順序(但D不能參與排列)。如原子半徑：C＞A＞B；金屬性：C＞A＞B；非金屬性：B＞A＞C。典例精講【例1】（2023年甘肅省慶陽市期末）元素周期表中某區(qū)域的一些元素多用于制造催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金，該區(qū)域是A．稀有氣體元素區(qū)域B．過渡元素區(qū)域C．右上方的非金屬元素區(qū)域D．金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素區(qū)域【例2】（2022年重慶主城區(qū)六校期末）已知硒(34Se)的最外層有6個(gè)電子，依據(jù)元素周期表和周期律的知識(shí)，下列錯(cuò)誤的是A．非金屬性：O＞S＞Se B．還原性：H2Se＞H2S＞HClC．熱穩(wěn)定性：H2Se＞H2O＞HF D．酸性：HClO4＞H2SO4＞H2SeO4【例3】（2022年浙江杭州高級(jí)中學(xué)錢塘學(xué)校高一期末）鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是A．Al、Ga的價(jià)層電子數(shù)相同B．向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解C．金屬鎵可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2和氫氣D．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3?環(huán)節(jié)二元素的位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系及應(yīng)用情境材料有有A、B、C、D、E五種元素，質(zhì)子數(shù)都小于18。B原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍；C原子失去1個(gè)電子所得到的微粒具有與氖原子相同的電子層結(jié)構(gòu)；D是地殼中含量最多的金屬元素；E的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6；A單質(zhì)可以在E單質(zhì)中燃燒，生成AE，燃燒時(shí)火焰呈蒼白色。問題探究1．原子半徑C______D(“大”或“小”)。2．B在元素周期中的位置為________________，D的離子結(jié)構(gòu)示意圖是_____________。3．C、E兩元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式為______________________________。要點(diǎn)歸納二、元素的“位一構(gòu)一性”關(guān)系及應(yīng)用1．關(guān)系結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(電子層數(shù)＝周期序數(shù),最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)))位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外層電子數(shù)越少,電子層數(shù)越多))\a\vs4\al(越易失電子,還原性越強(qiáng)),\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外層電子數(shù)越多,電子層數(shù)越少))\a\vs4\al(越易得電子,氧化性越強(qiáng))))性質(zhì)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系同周期(左→右)→最外層電子數(shù)遞增→非金屬性增強(qiáng)、金屬性減弱同主放(上→下)→電子層數(shù)遞增→非金屬性減弱、金屬性增強(qiáng)2．應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)與位置的互推是解題的核心①掌握四個(gè)基本關(guān)系對(duì)于原子：a．質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＝原子序數(shù)。b．電子層數(shù)＝周期序數(shù)。c．最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。d．主族元素的最高正價(jià)＝主族序數(shù)(O、F除外)；最低負(fù)價(jià)＝主族序數(shù)－8(H除外)。②掌握周期表中“序、層”規(guī)律若一種陽離子和陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，則“陰前右”“陽后左”，即陰離子對(duì)應(yīng)元素在前一周期右側(cè)，陽離子對(duì)應(yīng)元素在后一周期左側(cè)。（2）性質(zhì)與位置的互推是解題的關(guān)鍵①根據(jù)元素的金屬性和非金屬性變化規(guī)律，推斷元素在周期表中處于同周期、同主族的相對(duì)位置關(guān)系。②根據(jù)元素在周期表中的位置，推斷元素的性質(zhì)變化，如金屬性和非金屬性、簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性(或堿性)等。（3）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推是解題的要素①電子層數(shù)和最外層電子數(shù)決定元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱。②同主族元素原子的最外層電子數(shù)相同，其化學(xué)性質(zhì)具有相似性。③正確推斷原子半徑和離子半徑的大小及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例(1)元素周期表中的周期一般是從金屬元素開始，但第一周期例外，是從氫元素開始。(2)非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但石墨是導(dǎo)體，晶體硅是半導(dǎo)體。(3)氟無正價(jià)，氧無最高正價(jià)；在Na2O2中氧顯－1價(jià)；在NaH中氫顯－1價(jià)。(4)所有元素中，碳元素形成的化合物種類最多。典例精講【例4】（2023年江蘇如皋3月月考）X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。X元素的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍，Y的單質(zhì)是空氣中含量最高的氣體，Z是地殼中含量最高的金屬，W的單質(zhì)可由電解海水中含量最高的鹽獲得。下列說法正確的是A．原子半徑：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)B．X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為強(qiáng)酸C．Y的簡(jiǎn)單氫化物與W的簡(jiǎn)單氯化物可以反應(yīng)生成鹽D．Z的金屬性在同周期元素中最強(qiáng)【例5】（2023年河南省洛陽市期末）X、Y、Z、W為短周期元素，X2－和Y＋核外電子排布相同，X、Z位于同一主族，Y、Z、W位于同一周期，W的最外層電子數(shù)是X、Y最外層電子數(shù)之和。下列說法不正確的是A．X、Y、Z、W核電荷數(shù)逐漸增大B．對(duì)應(yīng)單質(zhì)的氧化性：X＞ZC．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：W＞ZD．離子半徑X＜Y004課堂總結(jié)元素綜合推斷的思維模型元素位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)之間的關(guān)系00503強(qiáng)化訓(xùn)練1．（2023年天津市河北區(qū)期末）元素周期表中某區(qū)域的一些元素多用于制造半導(dǎo)體材料，它們是A．左下方區(qū)域的金屬元素B．右上方區(qū)域的非金屬元素C．金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素D．稀有氣體元素2．（2023年安徽省皖弱地區(qū)聯(lián)考期末）鉻是人體必不可少的一種微量元素，它能維持人體多種生理機(jī)能，主要分布于皮膚、大腦、骨骼、肌肉、腎上腺當(dāng)中。鉻的金屬性位于鋅和鐵之間，根據(jù)元素周期律的知識(shí)，下列有關(guān)鉻的性質(zhì)說法不正確的是A．鉻與冷水能發(fā)生劇烈反應(yīng) B．Cr(OH)3的堿性比NaOH的弱C．Cr2O3能與HCl反應(yīng) D．鉻能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)3．（2023年北京市石景山區(qū)期末）硒(34Se)位于第四周期第VIA族，由元素周期表和周期律的知識(shí)，下列不正確的是A．熱穩(wěn)定性：H2Se＞H2O＞HF B．還原性：H2Se＞H2S＞HClC．非金屬性：O＞S＞Se D．酸性：HClO4＞H2SO4＞H2SeO44．（2023年河北省定州市期末改編）下列說法不正確的是A．某短周期元素最外層有2個(gè)電子，則其一定是第ⅡA族元素B．在金屬元素與非金屬元素的分界線附近可以尋找制備半導(dǎo)體材料的元素C．周期表包含元素最多的族是第IIIB族D．117號(hào)元素Ts位于周期表的第七周期第ⅦA族5．（2022年江蘇省徐州市期末）短周期主族元素M、N、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。M與X同主族，N原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍，M的原子半徑小于N的原子半徑，Z的原子半徑是同周期元素中最小的，Y原子的電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等。下列敘述正確的是A．原子半徑：r(Y)＜r(X)＜r(N)B．元素M與N只能形成一種化合物C．用電解法可制備M、X二種元素的單質(zhì)D．元素X最高價(jià)氧化物的水化物的堿性比Y的強(qiáng)6．（2023年江蘇省江陰高級(jí)中學(xué)期末）短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大，A、C的原子序數(shù)相差8，A原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍，B單質(zhì)的焰色試驗(yàn)結(jié)果為黃色。下列說法錯(cuò)誤的是A．陰離子的還原性：An－＞Cn－B．元素A與B可形成兩種化合物C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性：C＜DD．原子半徑的大小順序：r(B)＞r(C)＞r(D)＞r(A)7．（2023年遼寧