2023届高中化学新教材同步必修第一册 第4章 第2节 第2课时　元素周期表和元素周期律的应用.docxVIP

专注：心无旁骛，万事可破

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专注：心无旁骛，万事可破

第2课时元素周期表和元素周期律的应用

[核心素养发展目标]1.了解元素周期表中元素的分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系。2.了解元素周期表与元素周期律的应用，理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。

一、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律

1．元素周期表与元素周期律的关系

(1)元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。

(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律

同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

2．元素周期表的金属区和非金属区

(1)金属性强的元素在周期表的左下方，最强的是Cs(放射性元素除外)；非金属性强的元素在周期表的右上方(稀有气体除外)，最强的是F。

(2)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，故元素的金属性与非金属性之间没有严格的界线。

3．元素化合价与元素在周期表中位置的关系

(1)价电子

①定义：可在化学反应中发生变化，与元素的化合价有关的电子。

②具体内容：主族元素的价电子＝最外层电子数，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。

(2)化合价规律

①同主族元素的最高正价和最低负价相同(O、F除外)。

②主族元素最高正化合价＝主族族序数＝最外层电子数(O、F除外)。

③非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8(最低负价等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数，H除外)。

(1)金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性()

(2)氟元素非金属性最强，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性最强()

(3)原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素()

(4)最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价()

(5)第二周期元素的最高正价等于它所处的主族序数()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×

短周期主族元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4，碱性最强的是NaOH。气态氢化物稳定性最强的是HF。

二、元素周期表和元素周期律的应用

1．科学预测

(1)预测元素及其化合物的性质

①比较不同周期，不同主族元素的性质

如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。

②推测未知元素的某些性质

例如：已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。

根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。

(2)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。

2．寻找有特殊用途的新物质

1．元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。

A

B

A

B

①制半导体的元素

(a)F、Cl、Br、N、S“三角地带”

①

②制催化剂的元素

(b)金属与非金属元素的分界线附近

②

③制制冷剂的元素

(c)相对原子质量较小的元素

③

④地壳中含量较多的元素

(d)过渡元素

④

答案(b)(d)(a)(c)

2．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。

(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。

①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性：Si________Ge(填“”或“”)。

②锗位于硅的下一周期，写出锗在周期表中的位置：________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是____________________________。

③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________(填“硅”或“锗”)。

(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。

①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因：__________________________________________________________。

②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物