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元素周期律第二课时课件


第一章 物质结构 元素周期律

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第一章 物质结构 元素周期律

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第一章 物质结构 元素周期律

元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的
重大成就之一,具有重要的哲学意义、自然科学意义和实 际应用价值。

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第一章 物质结构 元素周期律

门捷列夫在研究元素周期表时,科学地预言了11种尚 未发现的元素,为它们在周期表中留下空位。例如,他认 为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”,并预测了

它的性质。1875年,法国化学家发现了这种元素,将它命
名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预 测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”,15年后该元素 被德国化学家文克勒发现,为了纪念他的祖国,将其命名 为“锗”。你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的

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吗?门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么?元素
周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢?

第一章 物质结构 元素周期律

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第一章 物质结构 元素周期律

●梳理导引
1.周期表中金属元素区和非金属元素区 (1)分界线的划分:沿着周期表中 ______________跟 ____________之间画一条虚线,虚线的左面是__________ 元素,右面是____________元素。
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(2)各区域金属性、非金属性的强弱特点:
周期表的左下方是______________性最强的元素,是 ____________元素;右上方是____________性最强的元素, 是____________元素;最后一个纵行是____________元素。 在分界线附近的元素,既能表现出一定的________性,又

能表现出一定的____________性。

第一章 物质结构 元素周期律

2.位、构、性关系在生产实践中的应用
(1)____________、____________和____________三者 之间的密切关系,除了能指导人们进行化学学习和化学研 究外,对于指导生产实践也具有十分重要的意义。 (2)在探寻新材料中的应用
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①根据在元素周期表中位置靠近的元素具有相似的性
质这一规律,可以利用元素周期表寻找新材料。

第一章 物质结构 元素周期律

②人们可以在____________寻找半导体材料,还可以
在过渡元素中寻找优良的____________。 ③位于元素周期表ⅢB和ⅣB的过渡元素如钛(Ti)、钽 (Ta)、钼(Mo)、 钨 (W) 等 的 单 质 , 多 具 有
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____________等特点,人们利用它们为原料制作航空航天

器材。
④人们还利用元素周期表寻找合适的____________材 料、____________材料等。

第一章 物质结构 元素周期律

(3)在探矿领域的应用
地球上化学元素的分布与____________有着密切的关 系。 ①相对原子质量较小的元素在地壳中含量 ____________,____________较大的元素在地壳中含量较
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少;
②原子序数是偶数的元素在地壳中的含量 ____________ , 原 子 序 数 是 奇 数 在 地 壳 中 的 含 量 ____________;

第一章 物质结构 元素周期律

③处于地球表面的元素多数呈现____________态,处
于岩层深处的元素多数呈现____________; ④____________一般是强烈的亲石元素,主要富集于 岩石圈的上层。 答案:1.(1)硼 砹 金属 非金属
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(2)金属 钫
非金属

非金属



稀有气体

金属

第一章 物质结构 元素周期律

2.(1)元素的性质
原子结构

元素在周期表中的位置
催化剂

元素的

(2)②金属元素和非金属元素的交界处 ③耐高温、耐腐蚀 ④超导 磁性

(3)它们在元素周期表中的位置

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①较多
价态

相对原子质量

②较多

较少

③高价



④碱金属

第一章 物质结构 元素周期律

●问题探究
1.什么元素的金属性最强?什么元素的非金属性最 强?它们分别位于元素周期表中的什么位置?
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第一章 物质结构 元素周期律

提示:由周期表中同一周期和同一主族元素金属性和
非金属性的递变规律可以看出:周期表的左下方是金属性 最强的元素,是钫元素;右上方是非金属性最强的元素, 是氟元素;由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格 的界线,位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性,
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又能表现出一定的非金属性。如铝元素的单质有金属光泽,
能导电,能跟酸反应置换出H2,但铝又能跟NaOH溶液反 应产生H2,且Al2O3、Al(OH)3具有两性,因此铝元素既表 现一定的金属性,又表现一定的非金属性。

第一章 物质结构 元素周期律

再如硅元素能跟H2反应生成气态氢化物SiH4,其最高
价氧化物SiO2是酸性氧化物,最高价氧化物对应的水化物 H2SiO3是酸;但硅单质有金属光泽,是半导体材料,因此 硅元素既表现一定的非金属性,又表现一定的金属性。
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第一章 物质结构 元素周期律

2.学习元素周期表知识有什么重要意义?元素周期 表有什么重要应用?

提示:明确元素周期表的重要应用:对化学学习、为
研究物质结构、发现新元素、合成新物质提供理论指导作 用;还对生产实践有重要的指导作用。总之,在哲学、自 然科学、生产实践等方面都具有十分重要的价值。在回答 该问题时,要有具体的事例说明。

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第一章 物质结构 元素周期律

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第一章 物质结构 元素周期律

●细品教材 1.金属元素与非金属元素的分界线:沿着周期表中 硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条虚线,
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虚线的左面是金属元素,虚线的右面是非金属元素。这条
虚线就是金属元素与非金属元素的分界线。(详见教材17页 图1-9) 2.“分界线”附近元素的性质特点:既能表现出一 定的金属性,又能表现出一定的非金属性。a

第一章 物质结构 元素周期律

3.元素金属性与非金属性最强的方位:周期表的左 下方是金属性最强的元素;周期表的右上方是非金属性最

强的元素。

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第一章 物质结构 元素周期律

●典例精析
【例1】 在元素周期表中,主族元素自第ⅢA族的硼 到第ⅣA族的砹连一条斜线,即为金属与非金属的分界线, 从分界线附近可以找到 A.耐高温材料 ( )
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B.新型农药材料
C.半导体材料 D.新型催化剂材料

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

由于元素的金属性和非金属性之间没有严

格的界线,因此,位于分界线附近的元素,既能表现出一 定的金属性,又能表现出一定的非金属性,适合于做半导 体材料。耐高温材料一般在过渡元素的合金中寻找;新型 农药材料一般在氟、氯、硫、磷等所在的区域里进行研究,
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有助于制造出新品种的农药;新型催化剂材料一般在过渡
元素中寻找。 【答案】 C

第一章 物质结构 元素周期律

【点拨】

在周期表中,位置靠近的元素性质相近,
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这能启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。答

题时,要按照这个思路去分析和思考。

第一章 物质结构 元素周期律

在短周期元素中,最活泼的金属元素是____________, 最活泼的非金属元素是____________,能与冷水发生剧烈 反应且有气体放出的单质是____________,元素最高价氧 化物对应水化物中,碱性最强的是____________,酸性最
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强的是____________,气态氢化物中最稳定的是
____________。

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】 【答案】

考查周期表中1~20号元素中具有某些特

殊性质的元素。对这些元素需要识记。
Na F Na、F2 NaOH HClO4 HF
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第一章 物质结构 元素周期律

●细品教材 1.元素金属性和非金属性的递变规律
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第一章 物质结构 元素周期律

(1)同周期元素,从左至右,核电荷数依次增多,而电
子层数相同,故原子核对最外层电子的作用力逐渐增强, 则失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,因此元素 的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 例如,第三周期元素中,Na、Mg、Al的金属性逐渐
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减弱,而Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强。

第一章 物质结构 元素周期律

(2)同主族元素,自上而下,电子层数依次增多,原子
半径依次增大,原子核对核外电子的作用力逐渐减弱,则 失去电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,因此金属 性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 例如,第ⅠA族的碱金属元素,从Li到Cs金属性逐渐
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增强而第ⅦA族元素从F到I非金属性逐渐减弱。
(3)金属与非金属元素之间没有严格的界限,位于“分 界线”附近的元素,既有一定的金属性,又有一定的非金 属性。

第一章 物质结构 元素周期律

2.同周期、同主族元素性质的递变规律及其原因 同周期(从左到右) 最外层电子数 主要化合价 原子半径 由1逐渐增加到7 最高正价: +1?+4?+7 负化合价: -4?-1 逐渐减小 同主族(从上到下) 相同 最高正价相同 负化合价相同 逐渐增大
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第一章 物质结构 元素周期律

同周期(从左到右) 金属性非金属性 逐渐减弱逐渐增强

同主族(从上 到下) 逐渐增强逐 渐减弱 逐渐增强逐 渐减弱
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逐渐减弱逐渐增强

非金属单质与氢气化 合难易程度 非金属气态氢化物稳 定性

由难到易

由易到难

由小到大

由大到小

第一章 物质结构 元素周期律

同周期(从左到右)

同主族(从上到 下)

得失电子能力

失电子能力由强到 弱得电子能力由弱 到强
还原性逐渐减弱氧 化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐 减弱

失电子能力由 弱到强得电子 能力由强到弱 氧化性逐渐减 弱还原性逐渐 增强
阴离子还原性 逐渐增强

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单质的氧化性和 还原性 阴离子的还原性

第一章 物质结构 元素周期律

3.元素的化合价与元素在周期表中位置的关系 元素的化合价与原子的电子层结构,特别是与最外层 中电子的数目有密切关系。
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(1)主族元素的最高正化合价=主族序数=价电子数。
(2)非金属元素:最高正化合价+|负化合价|=8。

第一章 物质结构 元素周期律

友情提示:元素原子的最外电子层中的电子也叫价电

子,有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部
分电子有关,这部分电子也叫价电子。
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第一章 物质结构 元素周期律

●典例精析
【例2】 (山东济南外国语学校2009~2010学年度第 ( )
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二学期期末测试,5)下列叙述正确的是 A.同主族元素自上而下,得电子能力增强 B.最外层电子数小于4的一定是金属元素

C.同周期元素中ⅠA族元素的原子半径最小
D.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

同主族元素自上而下,失电子能力增强,

得电子能力减弱,故A项错误;最外层电子数小于4的元素 也可能是非金属元素,如H元素,故B项错误;同周期元素 中自左向右原子半径逐渐减小,所以ⅠA族元素的原子半 径最大,故C项错误;Cl、S、P处于同一周期且非金属性 依次减弱,故D项正确。 【答案】 D
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第一章 物质结构 元素周期律

【例3】

已知同周期的三种元素X、Y、Z的最高价

氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是: HZO4>H2YO4>H3XO4,则下列推断正确的是( B.单质的氧化性按X、Y、Z的次序减弱 )
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A.三种元素的原子序数按Z、Y、X的次序增大

C.阴离子的还原性按X、Y、Z顺序增大
D.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序增强

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

因为X、Y、Z是同一周期的三种元素,其

最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是: HZO4>H2YO4>H3XO4 。根据同周期元素性质的递变规律, 最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则对应元素的单质 非金属性越强,氧化性越强:Z>Y>X,原子序数越大:
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Z(Z)>Z(Y)>Z(X),原子半径越小:r(X)>r(Y)>r(Z),气态
氢化物的稳定性越大:XH3<H2Y<HZ,对应阴离子的还原 性:X3->Y2->Z-。所以,只有选项D正确。 【答案】 D

第一章 物质结构 元素周期律

【点拨】

要熟练掌握和运用同周期元素性质的递变
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规律,以及与非金属性强弱相一致的其他性质,并能已知
1个推出其他多个。

第一章 物质结构 元素周期律

下列各组元素中,按最高正价递增顺序排列的是( A.C、N、O、F B.K、Mg、C、S

)
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C.F、Cl、Br、I
【解析】

D.Li、Na、K、Rb

A选项,C的最高正价为+4,N为+5,O、

F一般无正价;B选项,K为+1价,Mg为+2价,C为+4 价,S为+6价;C选项,Cl、Br、I最高正价均为+7;D选 项中元素均为+1价。

【答案】

B

第一章 物质结构 元素周期律

今有三种短周期元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物 对应的水化物的酸性强弱是H2XO3<H3YO4<HZO3,则X、 Y、Z的非金属性强弱顺序是 A.X>Y>Z ( )
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B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Z>Y>X

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

由于元素的非金属性越强,形成的最高价

氧化物对应的水化物的酸性越强,依据酸性强弱顺序
H2XO3<H3YO4<HZO3 ,可知三种元素非金属性的强弱顺 序为Z>Y>X。 【答案】 D
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第一章 物质结构 元素周期律

【点拨】

判断金属性或非金属性的强弱或相应化合

物的酸碱性、稳定性、阳离子的氧化性和阴离子的还原性 是高考的常见题型,解答此类题目首先应判断金属性或非

金属性的强弱,然后利用金属性或非金属性的强弱与形成
化合物性质的关系,作出相应的分析和判断。

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第一章 物质结构 元素周期律

●细品教材 1.构、位、性三者之间的关系
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第一章 物质结构 元素周期律

2.“构、位、性”三者的规律
(1)元素在元素周期表中的位置决定着元素的原子结构, 而原子结构又反映出元素在周期表中的位置。 (2)原子结构决定元素的性质,而元素的性质可以反映 出其原子结构。
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(3)根据元素在周期表中的位置可以推出元素的性质,
而根据元素的性质也可以预测其在周期表中位置。

第一章 物质结构 元素周期律

(4)“构、位、性”三者的关系是相辅相成的,只要知

道其中某个因素,便可以得出其另外两个因素。例如:
某元素在元素周期表中位于第五周期第ⅥA族,即可 推出该元素的原子有五个电子层,最外层有6个电子,

原子结构示意图为:

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即可推出该元素有较强的非金属性,但其非金属性比
硫弱。

第一章 物质结构 元素周期律

3.学习元素周期律和元素周期表的意义
(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式,是学习 化学的一种重要工具。在周期律和周期表的指导下,可对 元素性质进行系统研究,并为新元素的发现及预测它们的 原子结构和性质提供了线索。如发现117号元素,可推测
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它可能具有的性质:因117号元素位于周期表第七周期第
ⅦA,属于卤族元素,则结合同族元素递变规律及金属、 非金属分界线,知117号元素应为金属元素,主要化合价 为+1、+3、+5、+7价,是固体有色金属等。

第一章 物质结构 元素周期律

(2)由于在周期表中位置靠近的元素其性质相近。在周 期表一定区域内寻找元素,发现物质的新用途被视为一种

相当有效的方法,如在周期表中金属与非金属的分界处,
可以找到半导体材料。通常用来制造农药的元素有氟、氯、 硫、磷等在周期表中的位置靠近,在一定的区域内。人们 还可在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材 料。
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第一章 物质结构 元素周期律

●典例精析
【例4】 某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98, 且X的氢化物的分子式不是H2X,那么下列说法正确的是 ( A.X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4 )
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B.X是第二周期第ⅤA族元素
C.X是第二周期第ⅥA族元素 D.X的最高化合价为+4价

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

最高价含氧酸的相对分子质量为98的酸常

见的有两种:硫酸和磷酸。且磷元素的氢化物的分子式不 是H2X,而是PH3,故X应为磷。

【答案】
【点拨】

A
此题考查了原子结构、元素在周期表中的

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位置与物质性质的关系。

第一章 物质结构 元素周期律

【例5】

(山师大附中2009~2010学年度高一下学期

期中考试,10)1898年,居里夫妇经过一段漫长、枯燥而又 艰苦的工作,终于从数吨的沥青铀矿石中提炼出一小撮放 射性粉末,并分离出了两种放射性元素钋和镭,其中镭是 元素周期表中第7周期ⅡA族的元素,下列关于镭的性质的
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描述中,不正确的是
A.在化合物中显+2价 B.单质能和水剧烈反应放氢气 C.氢氧化物显两性 D.碳酸盐难溶于水

(

)

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

由镭是元素周期表中第7周期ⅡA族的元素,

故其化学性质非常活泼,AB项正确。由ⅡA族的元素的递
变性可知氢氧化镭为强碱,故C项错误。又由于ⅡA族的元 素的碳酸盐中碳酸镁难溶、碳酸钙难溶、碳酸钡难溶等, 所以依次类推碳酸镭也难溶,故D项正确。 【答案】 C
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第一章 物质结构 元素周期律

(2009·北京理综)W、X、Y、Z均为短周期元素,W的 最外层电子数与核外电子总数之比为7?17;X与W同主族; Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的
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物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是
A.金属性:Y>Z B.氢化物的沸点:X>W C.离子的还原性:X>W D.原子及离子半径:Z>Y>X

(

)

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

考查元素周期表与周期律。根据已知条件,

易判断出W、X、Y、Z分别是Cl、F、Al、Na。金属性 Al<Na,A错。HF分子间形成氢键,故沸点高于HCl,B正 确。阴离子还原性与单质氧化性有关,单质氧化性越强, 其阴离子还原性越弱,由于氧化性F2>Cl2,因此还原性F-
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<Cl-,C错。原子半径大小判断依据元素周期律,故
Na>Al>F;但对于核外电子层结构相同的阴阳离子,核电 荷数小的离子半径大,故F->Na+>Al3+,D错。

第一章 物质结构 元素周期律

本题考查对元素周期表的理解应用。综合考虑元素的

位置和元素原子的结构,推出它们各是什么元素,然后根
据元素周期律的知识判断元素性质。 【答案】 B
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第一章 物质结构 元素周期律

A、B、C、D、E是前四周期的元素,其原子序数依 次增大。A、C两元素的电子层数相同,A、E两元素的最 外层电子数和次外层电子数也相同。A和C可形成化合物 AC,D和E可形成化合物ED2,B原子最外层上的电子数比
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最内层上的电子数多1个。

第一章 物质结构 元素周期律

(1)推出这五种元素的名称和符号;
(2)写出AC、ED2的化学式; (3)写出这五种元素最高价氧化物对应水化物的化学式, 并分析其酸、碱性变化情况; (4)C元素位于元素周期表的第____________周期,第
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__________族。D元素的最高正价是__________,价电子
数是____________。

第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

A、C两元素的电子层数相同,A、B、C

原子序数依次增大,所以,A、B、C处于同一周期。A、 E两元素的最外层电子数和次外层电子数也相同,则A、E 两元素位于同一主族,且它们是第三、四两周期的元素, 若是第一、二周期或第二、三周期,则A、E两元素的次外
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层电子数不可能也相同。所以,E是K或Ca,A是Na或Mg。
若A是Na,E是K,由A和C形成化合物AC推知,C是 Cl;而D在C与E之间,D应是氩(Ar),但D和E形成化合物 ED2,故A不可能是Na,E不可能是K。

第一章 物质结构 元素周期律

若A是Mg,E是Ca,由A和C形成化合物AC推知,C
是S,AC是MgS;而D在C与E之间,D应是氯(Cl),ED2是 CaCl2,B在A、C之间,且B原子最外层上的电子数比最内 层上的电子数多1个,所以,B是铝。 【答案】 (1)A是镁(Mg),B是铝(Al),C是硫(S),D
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是氯(Cl),E是钙(Ca)
(2)MgS,CaCl2

第一章 物质结构 元素周期律

【点拨】

(1)对于某些复杂的推断题,往往不能一步
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到位地确定某种具体元素,这时,可先确定某个范围,再

在这个范围内结合条件进行假设、推断、排除。
(2)通过假设推断出来的元素一般还要进行验证。 (3)划定范围要根据条件,有所指向,有的放矢。

第一章 物质结构 元素周期律

●资料备选 1.根据原子序数推断元素在周期表中的位置

第一、二、三、四、五、六、七周期最多容纳的元素
种类依次为2、8、8、18、18、32、32,稀有气体He、Ne、 人 Ar、Kr、Xe、Rn的原子序数依次为2、10、18、36、54、 86。用某元素的原子序数减去比它小且相近的稀有气体元 素的原子序数,其差即为该元素所在的纵列数。由于镧系
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元素和锕系元素的存在,当原子序数在72~85之间或大于
103时,其差值再减去14后为该元素所在的纵列数。然后 根据族的排列顺序,确定族,而周期序数比与它相近的原 子序数小的稀有气体元素周期大1。

第一章 物质结构 元素周期律

2.根据离子电子层结构相同的“阴上阳下”推断法
具有相同电子层结构的离子,形成阳离子的元素在周 期表中位于形成阴离子的元素的左下方,阴离子所带的负 电荷数越大,原子序数越小,而阳离子所带的正电荷数越 大,原子序数越大。
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如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的电子层结构相同,
则它们的原子序数关系为:a>b>d>c。

第一章 物质结构 元素周期律

3.根据上下左右原子序数的“图示代数推算法” 如同周期相邻两元素,原子序数相差1,熟记同主族 相邻两元素原子序数的差值为2、8、18、32。 【例】 元素周期表中有相邻元素A、B、C,A与B 同周期,B与C同主族,它们的原子最外层电子数之和为19, 原子序数之和为41,则这三种元素的名称分别为: A____________,B____________,C____________。
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第一章 物质结构 元素周期律

【解析】

据题意可知,相邻元素A、B、C在周期表

中的位置可能是如下情况: 从“原子序数之和为41”可判断A、B、C为短周期元

素。假设为①中情况,设B元素原子序数为x,则C元素原
子序数为x-8,A元素原子序数为x+1,则x+x-8+x+1 =3x-7=41,所以x=16,即B为硫,A为氯,C为氧,最 外层电子数为6+7+6=19,恰好符合题意,所以该情况 合理。按②、③、④分别求解,可知只有①符合题意。

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【答案】







第一章 物质结构 元素周期律

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