1、版化学新教材导学人教必修第一册讲义第4章+第2节+第2课时 元素周期表和元素周期第2课时元素周期表和元素周期律的应用学业要求核心素养对接1.了解元素周期表的简单分区。2认识周期表是元素周期律的具体表现形式。3体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。通过元素周期律、元素周期表的应用的探究，培养学生科学态度与社会责任、证据推理与模型认知能力。知 识 梳 理知识点一元素周期表的分区及元素化合价规律请结合上图元素周期表，完成下列知识点：1金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律虚线附近的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性。Al(OH)3两性氢氧化物2元素的化合价与元
2、素在周期表中的位置之间关系主族元素的最高正化合价等于它所处的族序数，因为族序数与最外层电子(价电子)数相同。非金属元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8。(1)最高正化合价主族序数原子最外层电子数(O、F除外)。O无最高正价、F无正价(2)最高正化合价|最低负化合价|8。金属无负价知识点二元素周期表和元素周期律的应用1根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱(或大小)。2应用于元素“位置结构性质”的相互推断。3预测新元素为新元素的发现及
3、预测它们的原子结构和性质提供线索。4寻找新物质(1)在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料。(2)研究氟、氯、硫、磷、砷附近元素，制造新农药。(3)在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金的元素。微判断(1)根据元素周期律可知金属性最强的是钫，非金属性最强的是氦。()(2)金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性。()(3)锗元素属于金属元素，但也具有一定的非金属性。()答案(1)(2)(3)微训练1下列说法正确的是()A在元素周期表中金属与非金属分界线左边的元素均为金属元素BNa、Mg、Al的还原性依次减弱CF、Cl、Br的非金属性依次增强DNaOH、KOH、Mg(OH)2的碱
4、性依次减弱答案B2已知砷(As)为第A族元素，下列砷元素形成的化合物的化学式错误的是()A氢化物：AsH3B最高价氧化物：As2O5C砷化钠：NaAsD含氧酸：H3AsO4解析砷的化合价为3、3、5，根据化合价规则可知C项错误。答案C微思考1在化学反应中一个金属原子失电子越多，该金属的金属性越强，这句话对吗，为什么？以Na和Mg为例说明。提示金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如Na容易失去一个电子，而Mg容易失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。2能否根据HCl的酸性比H2S强的事实推断氯的非金属性比硫的强？提示不能，因为非金属性强弱应根据最高价含氧酸的酸性强弱
5、判断，或者根据氢化物稳定性判断。学习任务1元素的性质、结构及在周期表中位置的关系资料：化学元素周期表是根据原子序数从小至大排序的化学元素列表。列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中，如卤素及惰性气体。这使周期表中形成元素分区。由于周期表能够准确地预测各种元素的特性及其之间的关系，因此它在化学及其他科学范畴中被广泛使用，作为分析化学行为时十分有用的框架。现代的周期表由门捷列夫于1869年创造，用以展现当时已知元素特性的周期性。自此，随着新元素的探索发现和理论模型的发展，周期表的外观曾经过改变及扩张。通过这种列表方式，门捷列夫也预测了一些当时未知元素的特性，以填补周
6、期表中的空格。其后发现的新元素的确有相似的特性，使他的预测得到证实。那么请结合所学回答下列问题：1元素在周期表中的位置与原子结构有何必然联系？提示原子有几个电子层，元素就位于第几周期；主族元素的原子的最外电子层有几个电子，元素就位于第几主族。2原子结构与元素性质之间有何关系？提示3如何根据元素在周期表中的位置推测原子结构和元素的性质？(从同周期、同主族两方面分析)提示(1)同主族元素从上到下：原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，主要化合价相似，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强。(2)同周期元素从左到右：原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，最高正化合价逐渐增
7、大，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。4如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素，且它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性大小为：XY，能否确定它们的相对位置？提示可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为XY，所以，如果它们同周期，则X在Y的右面；如果它们同主族，则X在Y的上面。1同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：具体表现为：(1)结构与位置的关系结构位置(2)结构与性质的关系：结构性质(3)位置、结构和性质的关系：2元素周期律的具体应用(1)预测未知元素的性质。依据：同主族元素性质的递变规律。如已知卤族元素的性质递变规律，可推知未知元素砹(At)的单质
8、应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。(2)比较元素的性质。依据：元素周期律。如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱，因为S、Se同主族，自上至下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱，故酸性：H2SO4H2SeO4。(3)解释实验现象：如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。(4)寻找新材料：如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。【例题】X、Y、W、Z为四种短周期主族元素，在周期表中的位置如图所示，W原子的最外层
9、电子数与电子层数相同，下列说法正确的是()XYWZA.X只能形成一种氢化物BW、X、Y的原子半径依次增大CX的简单氢化物的热稳定性比Y的小DW的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水解析由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y处于第二周期，W、Z处于第三周期，W原子的最外层电子数与电子层数相同，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为S。C与氢元素生成的氢化物为烃类物质，有很多种，A项错误；同周期元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则W、X、Y的原子半径依次减小，B项错误；非金属性：NC，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，C项正确；氢氧化铝
10、与弱碱NH3H2O不反应，D项错误。答案C变式训练已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4H2YO4H3XO4，下列判断正确的是()A原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小B单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱C三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强D气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱解析同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4H2YO4H3XO4，知X、Y、Z的原子序数为XYI的是()ACl22I=2ClI2B稳定性：HClHIC酸性：HClO4HIO4D酸性：HClO3HIO3解析元素的非金属性越强，对应单质
11、的氧化性越强，Cl22I=2ClI2，说明Cl2的氧化性大于I2，元素的非金属性Cl大于I，A正确；元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，氯化氢比碘化氢稳定，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，B正确；元素的非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强，酸性：HClO4HIO4，可说明氯元素的非金属性比碘元素强，C正确；酸性：HClO3HIO3，不能说明非金属性ClI，因为两种酸不是最高价含氧酸，D错误。答案D5X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是()A最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强BX的非金属性比Y的强CX的阴离子比Y的阴离子还原
12、性强DX的气态氢化物比Y的稳定解析X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。答案C6Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是()A原子半径：BrSePB还原性：S2Se2BrCSe在元素周期表中位于第四周期A族DSe、Br位于同一主族解析由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：SeBr，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2S2，B项错误；
13、由图示信息可知Se位于第四周期A族，C正确。答案C7短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是()AX、Y、Z三种元素中，X的非金属性最强BY的氢化物的稳定性比Z的氢化物弱CY的最高正化合价为7价DX单质的熔点比Z的低解析由题目信息(短周期图示位置关系)，可确定X、Y、Z三种元素分别为He、F、S。A项，非金属性最强的是F，错误；B项，HF比H2S更稳定，错误；C项，元素F无正化合价，错误；D项，因常温常压下He为气体，S为固体，正确。答案D8如图是元素周期表的一部分，关于元素X、Y、Z的叙述正确的是()X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐Y、Z
14、的气态氢化物的水溶液的酸性：Y_。答案(1)B(2)ArF(3)Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl(OH)33H=Al33H2O(4)NaOHMg(OH)212元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下图是元素周期表的一部分。(1)阴影部分元素在元素周期表中的位置为第_族。(2)根据元素周期律预测：H3AsO4属于强酸还是弱酸？_。(3)C和Si元素的氢化物都可以燃烧，但Si元素的氢化物在空气中可以自燃，试写出其完全燃烧的化学方程式：_。(4)试比较S、O、F三种元素的原子半径大小：_(填元素符号)。解析(1)图中阴影部分为氮族元素，即第A族。(2)在周期表中，砷元素的非金属性比磷元素弱，磷酸属于中强酸，故H3AsO4属于弱酸。(3)甲烷(CH4)燃烧产生二氧化碳和水，硅烷(SiH4)的性质与甲烷相似，它在空气中燃烧的产物应该是水和硅的氧化物，即SiH42O2SiO22H2O。(4)S与O同主族，原子序数SO，故原子半径SO；O与F同周期，原子序数OF，所以原子半径：SOF。答案(1)A(2)弱酸(3)SiH42O2SiO22H2O(4)SOF能 力 练13现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构TM层电子数是K层电子数的3倍X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素
