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2009届高考第一轮复习第14讲元素周期律和元素周期表教案


人教大纲版 09 届高考化学总复习第 14 讲元素周期律和元素周期表教案 【考纲要求】 1.掌握元素周期律内容,指导元素化合物的学习 2.熟悉元素周期表的结构,掌握周期表位构性三者关系 【热点重点】 ⑴元素原子结构、元素在元素周期表中位置、元素的性质之间的关系; ⑵元素周期表的结构; ⑶周期表中元素性质的递变规律以及与原子结构的关系。 【教学内容】 一、元素周期律 1.随着原子序

数递增,元素原子的核外电子排布呈周期性变化;元素原子半径呈周期性的变化;元素主要 化合价呈现周期性的变化。 2.原子半径与离子半径比较 ①当电子层数相同时:原子序数越大,半径越小。如 r(Mg) > r(Cl) ②当最外层电子数相同时:原子序数越大,半径越大。如 r(Na) > r(K) ③当核内质子数相同时。简单阳离子的半径小于原子半径,简单阴离子半径大于原子半径。如 r(Na) > r(Na+);r(Cl) < r(Cl ) ④当核外电子排布相同时,原子序数越大,半径越小。如 r(S2 ) > r(Cl ) > r(K+) > r(Ca2+) ⑤核外电子数和核电荷数都没有相同点的原子的半径可以通过参照物来比较。如 比较 K 和 Cl 的半径时可 以利用 Na 或者 Br 的半径来参考。 3.元素化合价特点: ①金属无负价,所以金属单质只能做还原剂。 ②非金属中只有氧元素和氟元素无正价,所以 O2、O3 和 F2 只能做氧化剂 ③非金属元素的最高正价和负价的绝对值之和为 8 ④在电子层数相同的情况下,随着原子序数的增加。正价和负价都依次升高,以 0 价结束 ⑤当最外层电子数相同时,最高正价和负价相同 4.随着原子序数的递增,元素金属性和非金属性的变化规律 ⑴Na、Mg、Al 的化学性质 性质 单质与水(或酸)的反应 情况 Na(钠) 与冷水剧烈反应放出氢 气 Mg(镁) 与冷水缓慢反应, 与沸水 迅速反应,与酸剧烈反 应,均放出氢气 最高价氧化物对应水化 物的碱性强弱 金属性强弱关系 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱
????????
金属性逐渐减弱
— — —

Al(铝) 与冷水和热水不反应。 与 酸迅速反应放出氢气

Al(OH)3 两性氢氧化物

⑵Si、P、S、Cl 的性质比较 性质 单质与氢气反应的 条件及产物的性质 最高价氧化物对应 水化物的酸性强弱 非金属性强弱 Si 高温,生成的 SiH4 易自燃不稳定 H4SiO4 或 H2SiO3 弱酸 P 磷蒸气(加热)生成 的 PH3 易自燃不稳定 H3PO4 中强酸 S 加热,生成的 H2S 不稳定加热分解 H2SO4 强酸
?????????
非金属性逐渐增强

Cl 光照或点燃,生成 的 HCl 稳定难分解 HClO4 最强酸

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⑶氧化铝、氢氧化铝的两性 已知条件 碱性氧化物:能和酸反应生成盐和水的氧化物 酸性氧化物:能与碱反应生成盐和水的氧化物 氧化铝能与酸反应生成盐和水:Al2O3+6H =2Al +3H2O 氧化铝能与碱反应生成盐和水:Al2O3+2OH =2AlO2 +H2O 碱:电离时生成的阴离子全部是 OH 的化合物,与酸反应生成盐和水 酸:电离时产生的阳离子全部是 H 的化合物,与碱反应生成盐和水 氢氧化铝与酸反应生成盐和水:Al(OH)3+3H =Al +3H2O 氢氧化铝与碱反应能生成盐和水:Al(OH)3 二、元素周期表 1.定义:按原子序数依次增加,将电子层数相同的元素,按最外层电子数递增的顺序从左到右排成一行, 最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上到下排成一列,所得到的一个表,就是元素周期表。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式,元素周期律是元素周期表的理论依据。 2.元素周期表的结构 ⑴周期 ①周期的定义:元素周期表中,具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列为一个横行,称为 一个周期。 ②周期的序数就是该周期内元素原子具有的电子层数。 ③除第一周期从非金属元素 H 开始,第七周期尚未填满外,其他每一周期元素都是从活泼金属元素——碱 金属元素开始,逐渐过渡到活泼非金属——卤素元素,最后以稀有气体结束。 ④各周期内元素种类数 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 ⑵族 ① 族的定义及其分类 元素周期表中共有 18 个纵行,除 8、9、10 三个纵行叫第Ⅷ族外,其余 15 个纵行,每个纵行标为一族。族 又分为主族、副族和 0 族,由短周期元素和长周期元素共同组成的族,叫做主族,七个主族;完全由长周 期元素构成的族叫副族,有七个副族。稀有气体的化学性质不活泼,通常情况下难以与其他物质反应,把 它们的化合价标记为 0 价,所以称为 0 族 ②各族在元素周期表中的位置 从左向右族的序数为:ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、 ⅦA、0。元素周期表的中部从ⅢB 到ⅡB 10 个纵行,包括了第Ⅷ族和全部的副族元素,共 60 多种元素, 统称为过渡元素,这些元素都是金属,所以又称为过渡金属。常见的 Zn、Fe、Cu、Hg、Ag 属于过渡金属。 ③族内元素种类数 种类数最多的族是ⅢB,共 32 种元素,镧系元素和锕系元素都在该族中。元素种类数仅次于ⅢB 的是Ⅷ, 包括三个纵行,现在已经明确的有 11 种元素。其中包括应用最广泛的金属 Fe,以及被称为白金的 Pt, ④主族内元素原子结构的特点 起止元素及其原子序数
1H~2He 3Li~10Ne 11Na~18Ar 19K~36Kr 37Rb~54Xe 55Cs~86Rn 87Fr~112
+ + + - - - +

结论 氧化铝是两性氧 化物
3+

氢氧化铝是两性 氢氧化物

3+

OH =AlO2 +2H2O





元素种类数 2 8 8 18 18 32 26

周期名称

短周期

长周期



不完全周期

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同主族内,各元素原子核外最外电子层上的电子数相等,且等于族序数;同主族内,从上到下,随着原子 序数的增加,原子的电子层数递增。 ⑤族内潜在的重要数字 a.奇数和偶数 主族序数为偶数时,族内元素原子序数、元素的主要化合价均为偶数;主族序数为奇数时,族内元素原子 序数、元素的主要化合价均为奇数;0 族元素的原子序数均为偶数,元素的化合价看做为 0。 b.ⅠA、0 族元素原子序数与周期内元素种类数的关系 第ⅠA、ⅡA 族下面元素的原子序数,等于同主族上面元素的原子序数加上上面元素所在周期的种类数, 第ⅢA~0 族,下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的种类数。 c.ⅡA 与ⅢA 族的距离 在第 2 周期与第 6 周期中,同周期内第ⅡA 与ⅢA 族元素原子序数之差分别为 1、1、11、11、25。 d. “T”型和“┻”型数字关系

e.元素周期表内数字例析 利用元素周期表的知识解决的推断题题型很多,其中常遇到两个问题:一是已知某元素的原子序数确定它 在周期表中的位置;二是已知某元素在元素周期表中的位置确定其原子序数,解决这些问题最主要应该记 得每个周期所能排列的元素的种类数,另外还要熟练掌握 0 族元素中每种元素的原子序数。 【课堂小结】 1.①金属性强弱的判断依据
?1.单质与水或非氧化性酸 反应置换氢气的难易程 : 越容易金属性越强 度 ? 2.单质与盐溶液的置换反 : 金属性强的单质可以置 应 换金属弱的单质 ? ?3.单质的还原性和阳离子 的氧化性: 还原性越强,阳离子的 氧化性越若 对应金属单质的金属性 , 越弱 ? ? 4.最高价氧化物对应的水 化物的碱性: 碱性越强 对应的金属单质的金属 , 性越强 ? ?5.原电池的正负极: 做负极的电极金属性强越容易被腐蚀 , ? ?6.失去电子吸收能量的多 : 吸收能量越少说明反应越易发生金属性越强 少 , , ?

②非金属性的强弱的判断依据
?1.与氢气化合生成气态氢 化物的难易程度以及气 态氢化物的稳定性:越 容易反应,生成的 ? 气态氢化物越稳定,非 金属性越强 ? ?2.单质的氧化性或阴离子 的还原性:单质的氧化 性越强,对应的阴离子 的还原性越弱,非金属 性越强 ? ? 物的酸性:酸性越强, 对应的非金属单质的非 金属性越强 ?3.最高价氧化物对应水化 ?4.单质与盐溶液的置换反 应:非金属强的单质可 以置换非金属性弱的单 质 ? ?5.原子得电子释放能量的 多少:释放能量越多, 说明越容易得电子,非 金属越强 ?

2.

【综合应用】

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【应用 1】 (2007 全国理综 I)W、X、Y 和 Z 都是周期表中前 20 号元素,已知: ①W 的阳离子和 Y 的阴离子具有相同的核外电子排布,且能形成组成为 WY 的化合物; ②Y 和 Z 属同族元素,它们能形成两种常见化合物; ③X 和 Z 属同一周期元素,它们能形成两种气态化合物; ④W 和 X 能形成组成为 WX2 的化合物; ⑤X 和 Y 不在同一周期,它们能形成组成为 XY2 的化合物。 请回答: (1)W 元素是________;Z 元素是_________。 (2)化合物 WY 和 WX2 的化学式分别是__________和___________。 (3)Y 和 Z 形成的两种常见化合物的分子式是_________和_________。 (4)写出 X 和 Z 形成的一种气态化合物跟 WZ 反应的化学方程式___________________________。 [答案](1)Ca(或钙);O(或氧)。 (2)CaS、CaC2。 (3)SO2、SO3。 (4)CO2+CaO = CaCO3。 【解析】①W 的阳离子和 Y 的阴离子具有相同的核外电子排布,说明 W 在 Y 的下一同期,②又知 Y 和 Z 属同族元素,它们能形成两种常见化合物,在前 20 号元素中可考虑 O 和 S,结合③若 Z 是 S,它和同周期 元素不能形成两种气态化合物,因此 Z 是 O,Y 是 S,和 O 同周期的能形成气态化合物的元素有 C 和 N, C 和 O 能形成 CO 和 CO2 两种气态化合物,而 N 和 O 能形成多种气态化合物,因此 X 是 C,再结合①可 知 W 是 Ca,综上所述化合物 WX2 的化学式为 CaC2,XY2 的化学式为 CS2。 【应用 2】 (08 天津卷)W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的同一短同期元素,W、X 是金属元素,Y、Z 是非金属 元素。 (1)W、X 各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为 (2)W 与 Y 可形成化合物 W2Y,该化合物的电子式为 (3)X 的硝酸盐水溶 液显 性,用离子方程式解释原因 定性: > (用分子式表示) 。 > > > 。 (4)Y 的低价氧化物通入 Z 单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为 (5)比较 Y、Z 气态氢化物的稳 (6)W、X、Y、Z 四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是: 写出该反应的热化学方程式: 。 。 。 。 。

(7) 的最高价氧化物为无色液体, Z 0.25 mol 该物质与一定量水混合得到一种稀溶液, 并放出 QkJ 的热量。

【答案】 (1)Al(OH)3+OH =AlO2 +2H2O (3)酸
2-





(2)


Na ? [: S :]2? Na ?
..

..



Al3 +3H2O




Al(OH)3+3H
3+

(4)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl (6)S >Cl >Na >Al

(5)HCl>H2S

(7)Cl2O7(l)+H2O(l)=2HClO4(aq);△H=-4QkJ/mol。
- -

【解析】 W、 为金属, (1) X 其最高价氧化物对应的水化物为碱, 且两种碱可以反应生成盐和水, 则为 NaOH 和 Al(OH)3,二者反应的离子方程式:Al(OH)3+OH =AlO2 +2H2O。 (2)W 为 Na,W 可以和 Y 形成 W2Y,则 Y 为-2 价,为ⅥA 元素,且和钠同周期,所以为 S。W2Y 为 Na2S,

电子式为:

Na ? [: S :]2? Na ?
..

..


+ +

(3)Y 的硝酸盐为 Al(NO3)3,由于 Al3 的水解:Al3 +3H2O 的单质反应的方程式:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。

Al(OH)3+3H ,其溶液呈酸性。



(4)Y 的低价氧化物为 SO2;并且 Z 和 Y 同周期,原子序数比 Y 大,所以 Y 为 Cl。Y 的低价氧化物和 Z

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(5)非金属性越强, 气态氢化物的稳定性越强; 由于非金属性: Cl>S, 所以气态氢化物的稳定性: HCl>H2S。 (6)对结构相同的微粒,核电荷数越大,则原子半径越小,所以 Na >Al3 ,S2 >Cl 。但由于 S2 、Cl 离 子有 3 层电子,Na 、Al3 离子有 2 层电子,所以 S2 >Cl >Na >Al3 。 (7) 的最高价氧化物为 Cl2O7 是酸性氧化物, Z 与水反应生成对应的酸: 2O7+H2O=2HClO4, Cl 0.25mol Cl2O7 放出 QkJ 的热量,故 1mol Cl2O7 反应放出 4QkJ 的热量,△H 为负值,对应的热化学方程式为: Cl2O7(l)+H2O(l)=2HClO4(aq);△H=-4QkJ/mol。
+ + - + + + + - - - -

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