蘇教版高中化學必修第一冊專題5微觀結構與物質(zhì)的多樣性第一單元元素周期律和元素周期表課件

第一單元

元素周期律和元素周期表1.原子序數(shù)(1)概念:化學家按照核電荷數(shù)由小到大的順序給元素依次編號,這種編號叫作原子序數(shù)。(2)數(shù)量關系:原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)。2.原子結構變化規(guī)律(1)元素原子最外層電子數(shù)的變化規(guī)律3~18號元素,隨著原子序數(shù)的遞增,原子最外層電子數(shù)重復出現(xiàn)從1遞增到8的變化,說明

元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。(2)元素原子半徑的變化規(guī)律知識點1原子結構的周期性變化必備知識清單破隨著原子序數(shù)的遞增,元素(稀有氣體元素除外)原子半徑呈現(xiàn)周期性變化。3~9號元

素、11~17號元素的原子半徑隨著核電荷數(shù)的遞增都逐漸減小。1.元素化合價(只討論3~9號、11~17號元素)(1)元素的最高化合價=原子核外最外層電子數(shù)(O、F除外);元素的最低化合價=原子核外最

外層電子數(shù)-8(金屬元素最低化合價為0價)。(2)隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價由+1價遞增到+7價(O、F除外),元素的最低負

化合價按碳、氮、氧、氟(硅、磷、硫、氯)的順序由-4價遞增到-1價。2.元素金屬性和非金屬性(1)鈉、鎂、鋁元素金屬性強弱比較①鈉、鎂、鋁置換出水(或酸)中的氫時,由易到難的順序是Na>Mg>Al。②鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應的水化物的堿性由強到弱的順序為NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。知識點2元素周期律③鈉、鎂、鋁元素的金屬性由強到弱的順序為Na>Mg>Al。(2)硅、磷、硫、氯元素非金屬性強弱比較①硅、磷、硫、氯的單質(zhì)與氫氣化合時由易到難的順序為Cl2>S>P>Si。②硅、磷、硫、氯對應氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:SiH4<PH3<H2S<HCl。③硅、磷、硫、氯元素非金屬性由強到弱的順序為Cl>S>P>Si。(3)11~17號元素金屬性與非金屬性的強弱變化規(guī)律①隨著元素原子最外層電子數(shù)的增多,11~17號元素最高價氧化物的水化物的堿性逐漸減弱,

酸性逐漸增強。②隨著元素原子最外層電子數(shù)的增多,11~17號元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強。3.元素周期律(1)概念:元素的性質(zhì)隨著元素核電荷數(shù)的遞增呈周期性變化的規(guī)律叫作元素周期律。(2)內(nèi)容:隨著元素核電荷數(shù)的遞增,元素的原子半徑(稀有氣體元素除外)、元素的金屬性和

非金屬性、元素的主要化合價(最高化合價和最低化合價)都呈現(xiàn)周期性變化。(3)實質(zhì):元素周期律是元素原子核外電子排布隨著元素核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性變化的

必然結果。1.元素周期表的編排原則(1)原子核外電子層數(shù)相同的元素,按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成行。每一行稱為一

個周期。(2)原子核外最外層電子數(shù)相同的元素,按電子層數(shù)遞增的順序自上而下排成列。每一列為

一族(第8、9、10列除外)。2.元素周期表的結構(1)周期:元素周期表有7行,每一行稱為一個周期,元素周期表共有7個周期。周期序數(shù)=電子

層數(shù)。(2)族:元素周期表有18列,它們被劃分為16個族,包括7個主族、7個副族、1個Ⅷ族(第8、9、1

0三列稱為Ⅷ族)、1個0族。主族序數(shù)=最外層電子數(shù)。知識點3元素周期表的結構特別提醒

由于鑭系元素(原子序數(shù):57~71,位于第六周期ⅢB族)與錒系元素(原子序數(shù):89~1

03,位于第七周期ⅢB族)的存在,第六、七周期均比第五周期多14種元素。3.主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)同一周期元素(稀有氣體元素除外)

(2)同一主族元素

知識點4元素周期表和元素周期律的應用知識辨析1.原子序數(shù)越大,原子半徑一定越大。這種說法對嗎?2.11~17號元素的最高正價由+1價遞增到+7價,3~9號元素的最高正價也是由+1價遞增到+7

價。這種說法對嗎?3.原子失去的電子數(shù)越多,元素的金屬性越強。這種說法對嗎?4.原子最外層電子數(shù)是2的元素一定是ⅡA族元素。這種說法對嗎?5.元素周期表中所含元素種類最多的族是ⅠA族。這種說法對嗎?一語破的1.不對。同周期主族元素,原子序數(shù)越大,原子半徑越小;同一主族元素,原子序數(shù)越大,原子半

徑越大。2.不對。3~9號元素中氧元素沒有最高正價,氟元素沒有正價。3.不對。元素金屬性的強弱與失去電子的難易程度有關,與失去電子數(shù)的多少無關,如Na失

去一個電子形成Na+,Al失去三個電子形成Al3+,但是Na的金屬性強于Al。4.不對。如He最外層電子數(shù)為2,但為0族元素。5.不對。元素周期表中所含元素種類最多的族是ⅢB族。因為第3列包括鑭系和錒系。關鍵能力定點破定點1元素金屬性和非金屬性強弱的比較1.元素金屬性強弱的比較比較元素金屬性強弱,實質(zhì)是看元素原子失去電子的難易程度,原子越易失去電子,其金

屬性越強。具體判斷方法:(1)根據(jù)金屬活動性順序判斷:金屬活動性順序中越靠前,對應元素金屬性越強。(2)根據(jù)單質(zhì)的反應判斷:單質(zhì)與水或非氧化性酸反應越劇烈,對應元素的金屬性越強。(3)根據(jù)最高價氧化物對應水化物的堿性判斷:堿性越強,對應元素的金屬性越強。(4)根據(jù)溶液中置換反應判斷:活潑的金屬能將較不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。如

根據(jù)Fe+Cu2+

Fe2++Cu,可知金屬性:Fe>Cu。(5)根據(jù)氧化性或還原性判斷:單質(zhì)的還原性越強或陽離子氧化性越弱,元素金屬性越強。(6)根據(jù)在周期表中的位置判斷:一般來說,左邊比右邊或下方比上方元素的金屬性強。2.元素非金屬性強弱的比較比較元素非金屬性強弱,實質(zhì)是看元素原子得到電子的難易程度,原子越易得到電子,其

非金屬性越強。具體判斷方法:(1)根據(jù)與H2反應難易:與H2化合越容易,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素非金屬性越強。(2)根據(jù)氧化性或還原性判斷:單質(zhì)氧化性越強或陰離子還原性越弱,元素非金屬性越強。(3)根據(jù)最高價氧化物對應水化物的酸性判斷:酸性越強,對應元素的非金屬性越強。(4)根據(jù)溶液中置換反應判斷:活潑的非金屬能將較不活潑的非金屬從其鹽溶液中置換出

來。如根據(jù)Cl2+2Br-

2Cl-+Br2,可知非金屬性:Cl>Br。(5)根據(jù)在周期表中的位置判斷:一般來說,右邊比左邊或上方比下方元素的非金屬性強。典例可以說明硫元素的非金屬性比氯元素的非金屬性弱的是

(

)①相同條件下HCl的溶解度比H2S的大②HClO的氧化性比H2SO4的強③HClO4的酸性比H2SO4的強④HCl比H2S穩(wěn)定⑤氯原子最外層有7個電子,硫原子最外層有6個電子⑥Cl2可以從H2S溶液中置換出S⑦同濃度的HCl和H2S的水溶液,前者酸性強⑧HCl還原性比H2S弱A.③④⑤⑥⑦

B.②③④⑥⑦⑧C.①②⑤⑥⑦

D.③④⑥⑧D思路點撥

根據(jù)最高價氧化物對應水化物的酸性強弱、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強弱、非金屬

單質(zhì)的氧化性強弱及單質(zhì)間的置換反應均能比較元素非金屬性的強弱。解析

溶解度與元素的非金屬性沒有直接關系,①不符合題意;應該用最高價氧化物對應水

化物的酸性強弱來比較元素非金屬性的強弱,②不符合題意,③符合題意,⑦不符合題意;氣態(tài)

氫化物越穩(wěn)定,對應元素的非金屬性越強,④符合題意;元素原子得電子能力的強弱不僅與原

子最外層電子數(shù)有關,還與電子層數(shù)等有關,最外層電子數(shù)多的原子不一定得電子能力強,元

素的非金屬性不一定強,⑤不符合題意;Cl2可從H2S溶液中置換出S,說明Cl2的氧化性強于S,非

金屬性Cl>S,⑥符合題意;非金屬元素氣態(tài)氫化物的還原性越強,說明越易失電子,則對應的非

金屬元素原子得電子能力越弱,HCl還原性比H2S弱,能證明Cl得電子能力強于S,則Cl的非金

屬性強于S,⑧符合題意。易錯提醒

判斷元素非金屬性強弱時應注意以下幾點:(1)單質(zhì)或化合物物理性質(zhì)方面的規(guī)律與元素的金屬性或非金屬性強弱無關。如不能根據(jù)相

同條件下HCl的溶解度比H2S大得非金屬性Cl>S。(2)含氧酸的氧化性強弱與元素的非金屬性強弱無關。如不能根據(jù)氧化性HClO>H2SO4得非

金屬性Cl>S。(3)根據(jù)非最高價氧化物對應水化物的酸性強弱,無法比較元素非金屬性的強弱。如不能根

據(jù)酸性HClO<H2CO3得非金屬性Cl<C。

1.結構與位置的關系結構

位置2.結構與性質(zhì)的關系

定點2元素“位、構、性”關系模型

3.位置、結構和性質(zhì)的關系典例主族元素W、X、Y、Z位于同一周期,原子序數(shù)依次增大,W、X是金屬元素,Y、Z是非

金屬元素。W、X的最高價氧化物對應的水化物可以相互反應,W與Y可形成化合物W2Y,Y

的最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的2倍。下列說法正確的是

(

)A.Y的氣態(tài)氫化物比Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定B.W的最高價氧化物對應的水化物是已知最強的堿C.Y單質(zhì)和氧氣、氫氣都能發(fā)生化合反應,且產(chǎn)物都具有還原性D.W、X、Y、Z四種元素的原子半徑由小到大的順序是W<X<Y<ZC思路點撥

解答此題需要知道氫氧化鋁是兩性氫氧化物,“W、X是金屬元素,W、X的最高

價氧化物對應的水化物可以相互反應”為該題的突破口;另外,注意把握原子核外電子排布

特點。解析

W、X是金屬元素,W、X的最高價氧化物對應的水化物可以相互反應,則W為Na,X為

Al;Y的最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的2倍,且與Na、Al在同一周期,則Y為S;Z位于第三周

期,且為原子序數(shù)大于S的主族元素,則Z為Cl。非金屬性Y<Z,Z的氣態(tài)氫化物比Y的氣態(tài)氫化

物穩(wěn)定,A錯誤;W為Na,Na的最高價氧化物對應的水化物為NaOH,NaOH不是最強的堿,B錯

誤;S和O2、H2都能發(fā)生化合反應,分別生成SO2、H2S,SO2、H2S都具有還原性,C正確;同周期

主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,則原子半徑由小到大的順序為Z<Y<X<W,D錯誤。規(guī)律小結

元素原子結構、元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì)三者之間的關系如下:

1.同周期——“序大徑小”同周期(稀有氣體元素除外),從左到右,原子半徑逐漸減小。如第三周期中:r(Na)>r(Mg)>r

(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。2.同主族——“序大徑大”同主族,從上到下,原子(或離子)半徑逐漸增大。如:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)、r(F-)<r(Cl-)<

r(Br-)<r(I-)。3.同元素(1)同種元素的原子與其簡單離子比較——“陰大陽小”陰離子半徑大于原子半徑,陽離子半徑小于原子半徑。如:r(Na+)<r(Na)、r(Cl-)>r(Cl)。(2)同種元素不同價態(tài)的陽離子比較——“數(shù)大徑小”定點3粒子半徑的大小比較帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)。4.同結構——“核大徑小”電子層結構相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。如:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r

(Al3+)。典例比較下列各組粒子半徑,正確的是

(

)①Cl<Cl-<Br-②F-<Mg2+<Al3+③Na+<Na<K④

<Cl-<Br-A.①和③B.②C.③D.①和④A思路點撥

解答本題需能理解粒子半徑的大小比較方法,并能結合具體粒子組進行靈活應

用。解析

同種元素的原子和離子比較,電子數(shù)越多半徑越大,同主族元素的離子,核外電子層數(shù)

越多離子半徑越大,故粒子半徑:Cl<Cl-<Br-,①正確;電子層結構相同的離子,符合“核大徑

小”,即離子半徑:F->Mg2+>Al3+,②錯誤;電子數(shù):Na+<Na,同主族元素隨核電荷數(shù)增加,原子半

徑增大,即粒子半徑:Na+<Na<K,③正確;根據(jù)電子層結構相同的離子符合“核大徑小”,離子

半徑:S2->Cl-,④錯誤。結合上述分析可知A項正確。知識拓展

比較位于不同周期和主族的元素原子半徑時,需另選一種元素原子作參照。如比

較Rb和Ca的原子半徑,因r(K)>r(Ca),r(Rb)>r(K),所以原子半徑:r(Rb)>r(Ca)。奧地利首都維也納一家礦場監(jiān)督牟勒是第一個提取出碲的人。1782年牟勒從一種被當

地人稱為“奇異金”的礦石中提取出碲(Te),Te與O、S同主族。學科素養(yǎng)情境破素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知——新情境下利用元素周期律推測陌生物質(zhì)的性質(zhì)情境探究問題1常溫下,碲單質(zhì)是什么狀態(tài)的物質(zhì)?說明理由。提示

固態(tài)。同主族非金屬元素,從上到下,其單質(zhì)的熔點逐漸升高,常溫下硫單質(zhì)是固體,則

碲單質(zhì)也是固體。問題2碲的常見化合價有哪些?提示

-2、0、+4、+6等。問題3碲單質(zhì)有可能是半導體嗎?說明理由。提示

可能是半導體。碲位于金屬與非金屬的分界線附近,其物理性質(zhì)和化學性質(zhì)介于金屬

和非金屬之間。講解分析元素周期律的兩大應用(1)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)①比較Ca(OH)2和Al(OH)3的堿性強弱方法:金屬性Mg>Al,Ca>Mg,則堿性Ca(OH)2>Mg(OH)2>

Al(OH)3。②比較H2O和SiH4的穩(wěn)定性強弱的方法:非金屬性C>Si,O>C,則簡單氫化物穩(wěn)定性H2O>CH4>

SiH4。(2)推測陌生元素的某些性質(zhì)①已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2難溶,可推知Be(OH)2難溶。②已知鹵族元素F、Cl、Br、I的性質(zhì)遞變規(guī)律,可推知元素砹(At)的某些化合物的性質(zhì),如

HAt不穩(wěn)定,其水溶液呈酸性;AgAt難溶于水。例題類比和推理是化學研究的重要方法。下列說法正確的是

(

)A.鹵素單質(zhì)的熔點從F2到I2逐漸升高,則堿金屬單質(zhì)的熔點從Li到Cs逐漸升高B.117號元素T