元素周期表和元素周期律新2.pptx

二、二、元素周期表和元素周期律元素周期表和元素周期律科学史话：第一张元素周期表科学史话：第一张元素周期表1869年年门门捷捷列列夫夫在在继继承承和和分分析析了了前前人人工工作作的的基基础础上上,对对大大量量实实验验事事实实进进行行了了订订正正、分分析析和和概概括括,成成功功地地对对元元素素进进行行了了科科学学分分类类.他他制制出出第第一一张张元元素素周周期期表表。门门捷捷列列夫夫在在出出席席化化学学史史土土具具有有里里程程碑碑意意义义的的德德国国卡卡尔尔斯斯鲁鲁厄厄化化学学大大会会时时，聆聆听听意意大大利利化化学学家家康康尼尼查查罗罗的的演演讲讲时时，元元素素的的性性质质随随原原子子量量(相相对对原原子子质质量量)递递增增而而呈呈现现周周期期性性变变化化的的基基本本思思想想在在他他脑脑海海出出现现。此此后后门门捷捷列列夫夫为为使使他他的的思思想想信信念念转转化化为为科科学学理理论论，作作出出了了10年年艰艰苦苦卓卓绝绝的的努努力力，系系统统地地研研究究了了元元素素的的性性质质，按按照照相相对对原原子子质质量量的的大大小小，将将元元素素排排成成序序，终终于于发现了元素周期律。发现了元素周期律。元素周期表手稿元素周期表手稿他还预言了一些未知元素的性质都得到了证实他还预言了一些未知元素的性质都得到了证实.但是由于时代但是由于时代的局限的局限,门捷列夫揭示的元素内在联系的规律还是初步的门捷列夫揭示的元素内在联系的规律还是初步的,他未能认他未能认识到形成元素性质周期性变化的根本原因识到形成元素性质周期性变化的根本原因.1.门捷列夫按什么原则来排列元素？门捷列夫按什么原则来排列元素？2.现在的周期表编排的依据现在的周期表编排的依据(原则原则)是什么是什么?原子序数原子序数=核电荷数核电荷数=质子数质子数=核外电子数核外电子数元素按照元素按照相对原子质量由小到大相对原子质量由小到大依次排列依次排列,并将并将化学性质相似的元素放在一个纵行化学性质相似的元素放在一个纵行.叫周期叫周期叫族叫族（一）关系：（一）关系：（二）编排原则：（二）编排原则：按原子序数的递增顺序从左到右排列按原子序数的递增顺序从左到右排列将电子层数相同的元素排列成一个横行将电子层数相同的元素排列成一个横行把最外层电子数相同的元素按电子层数把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行递增的顺序从上到下排成纵行元元素素周周期期表表7个周期个周期(三短、三长、一不全三短、三长、一不全)(1)7个主族：由短周期和长周期个主族：由短周期和长周期元素共同构成的族元素共同构成的族(AA)(2)7个副族：仅由长周期元个副族：仅由长周期元素构成的族素构成的族(BB)(3)族族(3个纵个纵):Fe、Co、Ni等等12种元素种元素横的方面横的方面(7个横行个横行)纵的方面纵的方面(18个纵行个纵行)(4)零族零族:稀有气体元素稀有气体元素(七主、七副、零八族七主、七副、零八族)（三）元素周期表的结构三）元素周期表的结构周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期：周期：2种元素种元素第第2周期：周期：8种元素种元素第第3周期：周期：8种元素种元素第第4周期：周期：18种元素种元素第第5周期：周期：18种元素种元素第第6周期：周期：32种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期：周期：26种元素种元素镧镧57La镥镥71Lu共共15种元素称镧系元素种元素称镧系元素锕锕89Ac铹铹103Lr共共15种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 =电子层数电子层数 （横行）（横行）12号号310号号1118号号1936号号3754号号5586号号87(118)族族主族（主族（A）：）：由短周期元素和长周期元素共同构成的族由短周期元素和长周期元素共同构成的族A.A.A.A.A.A.A副族副族(B):完全由长周期构成的族完全由长周期构成的族BBBBBBB第第族族:第第8 8、9 9、1010三个纵行为一个族三个纵行为一个族0族：族：稀有气体元素，化学性质不活泼，稀有气体元素，化学性质不活泼，化合价一般为化合价一般为0 018个纵行个纵行16个个族族7个主族个主族7个副族个副族11211111010910810710610510489-10380797877767574737257-714847464544434241403930292827262524232221868584838281545352515049363534333231ArClSPSiAlNeFONCBHe888756553837CaKMgNaBeLiH76541882MLk382LK22K11031021011009998979695949392919089717069686766656463626160595857元素周期表的结构元素周期表的结构IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBII B锕锕系系镧镧系系主主族族周周期期副副族族过渡元素过渡元素族的别称族的别称nA称为称为 元素元素 A称为称为 元元素素 A称为称为 元素元素nA称为称为 元素元素 A称为称为 元素元素 n A称为称为 元素元素n零族称为零族称为 元素元素碱金属碱金属碱土金属碱土金属碳族碳族氮族氮族氧族氧族卤族卤族稀有气体稀有气体小结：元素周期表的结构：元素周期表的结构：熟记：熟记：三个短周期，七个主族和零族的三个短周期，七个主族和零族的元素符号和名称。元素符号和名称。零族元素（稀有气体）的原子序数零族元素（稀有气体）的原子序数二、元素周期表二、元素周期表7个周期个周期(三短、三长、一不全三短、三长、一不全)(七主、七副、零八族七主、七副、零八族)18纵行纵行16族族周期序数周期序数=电子层数电子层数 主族元素：族序数主族元素：族序数=原子的最外层电子数原子的最外层电子数=价电子数价电子数1元素周期表共有多少个纵列元素周期表共有多少个纵列?18个纵列。个纵列。2元素周期表可分为哪些族元素周期表可分为哪些族?为什么副族元素又称为为什么副族元素又称为过渡元素过渡元素?7个主族、个主族、7个副族、一个个副族、一个族、一个零族，族、一个零族，副族元素处于金属元素与非金属元素中间，因而又称副族元素处于金属元素与非金属元素中间，因而又称过渡元素。过渡元素。练习与思考练习与思考：1 1、下列各表为周期表的一部分（表中为原子序数），、下列各表为周期表的一部分（表中为原子序数），其中正确的是（其中正确的是（）（A A）（B B）（C C）（D D）2341119210 1118 19611 12 1324671431 32D2、写出、写出114号元素的原子结构示意图，并说明它在号元素的原子结构示意图，并说明它在元素周期表位置，是金属还是非金属？元素周期表位置，是金属还是非金属？第七周期第七周期IVA族族金属金属3、下列元素中，、下列元素中，Na、Fe Cu He K F（1）属于短周期的主族元素是：）属于短周期的主族元素是：。（2）属于长周期的主族元素是：）属于长周期的主族元素是：。（3）属于非金属主族元素是：）属于非金属主族元素是：。（4）属于零族元素是：）属于零族元素是：。（5）属于副族元素是：）属于副族元素是：。（6）属于第八族元素是：）属于第八族元素是：。NaFKFHeCuFe4、写出下列、写出下列1-20号元素符号：号元素符号：（1）Na元素的原子序数为元素的原子序数为11，相邻的同族元素是：，相邻的同族元素是：（2）短周期元素中，族序数周期序数的元素有：）短周期元素中，族序数周期序数的元素有：（3）族序数等于周期序数）族序数等于周期序数2倍的元素有：倍的元素有：（4）周期序数族序数）周期序数族序数2倍的有：倍的有：Li、KH、Be、Al SLi、a5、在短周期元素中，原子最外电子层只有、在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或个或2个个电子的元素是电子的元素是（）A金属元素金属元素 B稀有气体元素稀有气体元素C非金属元素非金属元素 D无法确定为哪一类元素无法确定为哪一类元素D7、X、Y是短周期元素，两者形成化合物是短周期元素，两者形成化合物X2Y3，若，若Y的原子序数为的原子序数为n,则则X的原子序数不可能为（的原子序数不可能为（）A.n+8B).n3C.n11D.n+5A6、已知、已知A是是a号元素，则核内质子数为：号元素，则核内质子数为：，An-中的核外电子数为：中的核外电子数为：。已知已知An+的核外电子数为的核外电子数为b，则，则0.5mol的的An+中核内质子中核内质子数是数是mola+na0.5(b+n)宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光速）很大（接近光速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）用概率描述用概率描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述）原子核外电子排布原子核外电子排布电子云电子云电子云电子云：是用统计的方法对核外电子运动规律所：是用统计的方法对核外电子运动规律所 作的一种描述。作的一种描述。描述方法描述方法：用点的密度大小表示电子在某处出现：用点的密度大小表示电子在某处出现 机会的多少。机会的多少。过程过程：给原子拍照。：给原子拍照。结果结果：很像在原子核外有一层疏密不等的：很像在原子核外有一层疏密不等的“云云”。理解电子云理解电子云n注意：每一个小黑点注意：每一个小黑点只代表电子在该处出只代表电子在该处出现一次，并不代表有现一次，并不代表有一个电子。一个电子。n一个点没有多大意义，一个点没有多大意义，众多点的疏密不同才众多点的疏密不同才有意义。有意义。核外电子分层排布核外电子分层排布n电子按能量高低在核外分层排布。电子按能量高低在核外分层排布。1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高表表1-1稀有气体元素原子电子层排布稀有气体元素原子电子层排布核核电电荷荷数数元元素素名名称称元元素素符符号号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP最外层电最外层电子数子数2氦氦He210氖氖Ne2818氩氩Ar28836氪氪Kr2818854氙氙Xe281818886氡氡Rn281832188各层最多电子数各层最多电子数2 8 1832288888讨论讨论1根据表1-1和在初中学习的部分元素原子结构示意图的知识，讨论核电荷数118的元素原子核外电子排布的情形以及核外电子排布的一般规律，并将讨论的结果分别填入表1-2和表1-3中。排排 布布 规规 律律K L MN O P2 8 183250 2n21 2 3 4 5 62.2.每个电子层最多只能排布每个电子层最多只能排布2n2n2 2个电子。个电子。3.K3.K层为最外层时，最多只能容纳层为最外层时，最多只能容纳2 2个电子。个电子。其它各层为最外层时，最多只能容纳其它各层为最外层时，最多只能容纳8 8个电子。个电子。4.4.次外层最多不超过次外层最多不超过1818个电子个电子,倒数第三层不超过倒数第三层不超过32 32 个个1.1.电子总是尽先排布在能量最低的电子层里电子总是尽先排布在能量最低的电子层里1、核外电子排布的周期性变化、核外电子排布的周期性变化原子的最外层电子由原子的最外层电子由1 1增加到增加到8 8（K K层由层由1-21-2）：）：元素周期律元素周期律原子序数原子序数 电子层数电子层数 最外层最外层电子数电子数 达到稳定结达到稳定结构时的最外构时的最外层电子数层电子数 12 310 1118 结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现层电子排布呈现 变化。变化。123121818882周期性周期性2、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化原子序数原子序数 原子半径的变化原子半径的变化 310 1117 结论：随着原子序数的递增，元素原子半径结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现呈现 变化。变化。逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小周期性周期性原子半径的递变规律 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA1234567族族周期周期原子半径逐渐变小原子半径逐渐变小原原子子半半径径逐逐渐渐变变小小在周期表中，同一主族的元素，从下到上，同一周期的主族元素，从左到右原子半径依次减小除除H外，外，F的原子半径最小。的原子半径最小。原子和原子和单核单核离子半径大小比较离子半径大小比较先看电子层数先看电子层数，因为其半径大小的决定因素是电子层，因为其半径大小的决定因素是电子层数。数。电子层数越多，其半径越大。电子层数越多，其半径越大。rN rP rAs rSb；rLi rNa rK rRb;rF-rCl-rBr-rI-；rLi+rNa+rK+rRb+；在在电子层数相同电子层数相同的情况下的情况下看核电荷数看核电荷数，因为核电荷数，因为核电荷数的多少是影响半径大小的次要因素。而的多少是影响半径大小的次要因素。而核电荷数越多，核电荷数越多，其半径越小。其半径越小。rNa+rMg2+rAl3+；rS2-rCl-；rO2-rF-；rS2-rCl-rK+r rCa2+；rF-rNa+rMg2+rAl3+；在在核电荷数相同核电荷数相同的情况下的情况下看核外电子数看核外电子数，核外电子数，核外电子数是影响半径大小的最小因素。是影响半径大小的最小因素。核外电子数越多，其半径核外电子数越多，其半径越大。越大。rCl-rCl；rS2-rS；rNa+rNa；rFe rFe2+rFe3+3、元素化合价的周期性变化、元素化合价的周期性变化氧元素和氟元素一般没有正化合价。氧元素和氟元素一般没有正化合价。原子序数原子序数 化合价的变化化合价的变化 12 310 1118 结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现 变化。变化。周期性周期性1015-4-10-4-10+1 +7+1 +7元素的化合价与元素在周期表中的位置关系元素的化合价与元素在周期表中的位置关系1.主族元素的最高正价等于它所处的族序数，主族元素的最高正价等于它所处的族序数，2.非金属元素的最高正价与最低负价的绝对值之和等于非金属元素的最高正价与最低负价的绝对值之和等于8总结：总结：随着原子序数的递增随着原子序数的递增元素原子的核外的电子排布呈现周期性变化元素原子的核外的电子排布呈现周期性变化元素的主要化合价呈现周期性变化元素的主要化合价呈现周期性变化元素的原子半径呈现周期性变化元素的原子半径呈现周期性变化4.元素的元素的金属性、非金属性金属性、非金属性呈现周期变化呈现周期变化元素的元素的原子得失电子能力原子得失电子能力呈现周期性变化呈现周期性变化金属元素性质金属元素性质NaMgAl单质和水单质和水(或酸或酸)的反应情况的反应情况最高价氧化物对最高价氧化物对应水化物碱性应水化物碱性跟冷水剧跟冷水剧烈反应烈反应NaOH强碱强碱跟沸水反跟沸水反应放应放H2；跟酸剧烈跟酸剧烈反应放反应放H2Mg(OH)2中强碱中强碱跟酸较为跟酸较为迅速反应迅速反应放放H2Al(OH)3两性两性氢氧化物氢氧化物结论：结论：金属性金属性NaMgAl Si P S Cl 对应氧化物对应氧化物氧化物的水化物氧化物的水化物酸性强弱酸性强弱单质与单质与H2反应条件反应条件气态氢化物及稳定性气态氢化物及稳定性结论结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸最强酸最强酸逐渐增强逐渐增强高温高温加热加热加热加热点燃或光照点燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强BCNOFAlSiPSClGe As SeBrSbTeIPoAt非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属逐渐增强金属逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 01 2 3 4 5 6 7金属金属非金属非金属稀有气体元素 族周期由第三周期由第三周期(11(111818号号)元素性质的变化元素性质的变化,得出如下的结得出如下的结论：论：NaMgAlSiPSClAr稀有气体稀有气体元素元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。在在右右上上角角找找非非金金属属性性最最强强的的元元素素氟氟。在在左左下下角角找找金金属属性性最最强强的的元元素素铯。（除放射性元素钫）。（除放射性元素钫）。随着原子序数的递增随着原子序数的递增元素原子的核外电子排布呈现周期性变化元素原子的核外电子排布呈现周期性变化元素的原子元素的原子半径半径呈现周期性变化呈现周期性变化元素的元素的主要化合价主要化合价呈现周期性变化呈现周期性变化元素的元素的原子得失电子能力原子得失电子能力呈现周期性变化呈现周期性变化元素的元素的金属性、非金属性金属性、非金属性呈现周期变化呈现周期变化元素的性质随着元素原子序数的递增而元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化呈现周期性的变化元素周期律元素周期律元素周期律的实质：元素周期律的实质：元素的原子核外电子排布的周期性变化。元素的原子核外电子排布的周期性变化。小结：小结：练习：练习：1、下列递变情况、下列递变情况的是：的是：A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单最外层电子数依次增多，其单质的还原性依次减弱质的还原性依次减弱B.P、S、Cl最高正价依次升高，对应气态氢化最高正价依次升高，对应气态氢化物稳定性增强物稳定性增强C.C、N、O原子半径依次增大原子半径依次增大D.Na、K、Rb氧化物对应的水化物碱性依次增强氧化物对应的水化物碱性依次增强不正确不正确C3、同一横行、同一横行X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物三种元素，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性是对应的水化物的酸性是HXO4H2YO4H3ZO4，则，则下列说法判断下列说法判断的是的是A.阴离子半径阴离子半径XYZB.气态氢化物稳定性气态氢化物稳定性HXH2YZH3C.元素的非金属性元素的非金属性XYZD.单质的氧化性单质的氧化性XYZ错误错误A2、写出、写出Na、Al、S、Cl元素的离子半径大小顺序：元素的离子半径大小顺序：阳离子半径比原子半径小，阴离子半径比原子半径大；阳离子半径比原子半径小，阴离子半径比原子半径大；具有相同核外电子层排布的离子，核电荷数大的离子半具有相同核外电子层排布的离子，核电荷数大的离子半径小。径小。元素周期表的应用元素周期表的应用1 1、“构构位位性性”的相互关系的相互关系结构结构位置位置性质性质反映反映决定决定反映反映决定决定判断元素推出位置判断元素推出位置通过位置运用递变规律推出通过位置运用递变规律推出物理性质物理性质元素性质元素性质单质性质单质性质化合物的性质化合物的性质离子性质离子性质核电荷数、原子序数核电荷数、原子序数核外电子核外电子电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数 即即元素原子结构决定元素在周期表位置和元素元素原子结构决定元素在周期表位置和元素的性质；的性质；元素在周期表的位置可推导出原子结构。元素在周期表的位置可推导出原子结构。元素周期表是元素周期律的具体表现形式。元素周期表是元素周期律的具体表现形式。元素位、构、性三者关系1.金属性最强的元素（不包括放射性元素）金属性最强的元素（不包括放射性元素）是是 ；2.最活泼的非金属元素是最活泼的非金属元素是 ；3.最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是素是 ；4.最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元素）是素（不包括放射性元素）是 。CsFClCs1BAlSiGeAsSbTe234567AAAA AA A0PoAt非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强 非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强非金属区非金属区金属区金属区零零族族元元素素1.金属性强弱依据金属性强弱依据:n与水或酸反应置换出氢的难易与水或酸反应置换出氢的难易n最高价氧化物对应水化物的碱性强弱最高价氧化物对应水化物的碱性强弱n置换反应置换反应n离子的氧化性强弱离子的氧化性强弱2.2.非金属性强弱依据非金属性强弱依据:n单质与氢气化合的难易以及氢化物的稳定性单质与氢气化合的难易以及氢化物的稳定性n最高价氧化物对应水化物的酸性强弱最高价氧化物对应水化物的酸性强弱n非金属间的置换反应（非金属性强得置换出非金属间的置换反应（非金属性强得置换出非金属性弱的，如非金属性弱的，如Cl2与与Br-反应）反应）n阴离子的还原性强弱阴离子的还原性强弱一、元素周期表的应用：一、元素周期表的应用：1、根据元素在周期表的位置、根据元素在周期表的位置推测其原子的结构和性质推测其原子的结构和性质，或根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。或根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。2、元素化合价元素化合价与元素在周期表位置关系：与元素在周期表位置关系：（1）主族元素最高化合价）主族元素最高化合价=元素族序数元素族序数（2）最低负化合价）最低负化合价=元素族序数元素族序数-8（3）氧元素的化合价一般是）氧元素的化合价一般是-2 价，而氟元素价，而氟元素无无 正化合正化合价。价。金属金属元素只有正化合价而无负价。元素只有正化合价而无负价。3、在周期表，主族元素从上到下，从左到右，元素金属、在周期表，主族元素从上到下，从左到右，元素金属性和非金属性存在一定的性和非金属性存在一定的递变规律递变规律。从而推测未知元。从而推测未知元素的位置和性质。素的位置和性质。4、周期表给、周期表给金属和非金属分区金属和非金属分区，折线左边是金属，折线，折线左边是金属，折线右边是非金属。右边是非金属。5、位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又、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。能表现出一定的非金属性。小结：小结：6、对角线规则：、对角线规则：在元素周期表中在元素周期表中,某些某些元素元素与右下方的主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的的有些性质是相似的,被称为被称为“对角线规则对角线规则”。锂、镁在空气中燃烧产物都是碱性氧化物，锂、镁在空气中燃烧产物都是碱性氧化物，Be和和Al的氢氧化物都是两性氢氧化物的氢氧化物都是两性氢氧化物，硼和硅硼和硅的含氧的含氧酸均为弱酸，由此可以看出对角线规则是合理的。酸均为弱酸，由此可以看出对角线规则是合理的。这是因为这些处于对角线的元素的得电子能力相差不这是因为这些处于对角线的元素的得电子能力相差不大，故性质相似。大，故性质相似。并不是所有处于对角线的元素的性质都相似的。并不是所有处于对角线的元素的性质都相似的。是元素原子是元素原子核外电子排布核外电子排布随核电荷数递增而随核电荷数递增而呈现周期性变化的必然结果。呈现周期性变化的必然结果。元素周期律的实质元素周期律的实质:研究元素周期律的意义：研究元素周期律的意义：元素周期律是人们在对原子结构和元素性质的长元素周期律是人们在对原子结构和元素性质的长期研究中总结出来的科学规律。它对人们期研究中总结出来的科学规律。它对人们认识原子结认识原子结构与元素性质的关系构与元素性质的关系具有指导意义具有指导意义,也为人们也为人们寻找新材寻找新材料料提供了科学的途径。提供了科学的途径。（1）是学习和研究化学的一种）是学习和研究化学的一种重要工具重要工具。（2）为新元素的发现及预测它们的原子结构和性）为新元素的发现及预测它们的原子结构和性 质提供了新的线索。质提供了新的线索。（3）启发人们在周期表中一定的区域内，寻找新的物）启发人们在周期表中一定的区域内，寻找新的物质。质。二、元素周期律及元素周期表的其他应用二、元素周期律及元素周期表的其他应用在周期表中一定的区域内在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质寻找特定性质的物质根据周期表预言新元素的存在根据周期表预言新元素的存在氟里昂的发现与元素周期表氟里昂的发现与元素周期表元素周期表的实际应用寻找催化剂、耐高温、寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料耐腐蚀的合金材料寻找光电材料寻找光电材料 寻找半寻找半导体材料导体材料寻寻找找用用于于制制取取农农药药的的元元素素根据元素周期表预言新元素的存在n类铝（镓）的发现：类铝（镓）的发现：v1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，测得镓的比重为测得镓的比重为4.7，不久收到门捷列夫的来，不久收到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是信指出镓的比重不应是4.7，而是，而是5.96.0，布，布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比重确实是比重确实是5.94，这结果使他大为惊奇，认真，这结果使他大为惊奇，认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说“我没我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的巨大意义巨大意义”。根据元素周期表预言新元素的存在根据元素周期表预言新元素的存在类铝（类铝（EaEa）镓（镓（GaGa）（18711871年门捷列夫预言）年门捷列夫预言）（18751875年布瓦发现镓后测定）年布瓦发现镓后测定）原子量约为原子量约为6969原子量约为原子量约为69.7269.72比重约为比重约为5.96.05.96.0比重约为比重约为5.945.94熔点应该很低熔点应该很低熔点为熔点为30.130.1不受空气的侵蚀不受空气的侵蚀灼热时略起氧化灼热时略起氧化灼热时能分解水气灼热时能分解水气灼热时确能分解水气灼热时确能分解水气能生成类似明矾的矾类能生成类似明矾的矾类能生成结晶很好的镓矾能生成结晶很好的镓矾可用分光镜发现其存在可用分光镜发现其存在镓是用分光镜发现的镓是用分光镜发现的最高价氧化物最高价氧化物EaEa2 2O O3 3最高价氧化物最高价氧化物GaGa2 2O O3 3门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致氟里昂的发现与元素周期表氟里昂的发现与元素周期表n19301930年美国化学家托马斯年美国化学家托马斯米奇利成功地获得了一种米奇利成功地获得了一种新型的致冷剂新型的致冷剂CClCCl2 2F F2 2（即氟里昂）。这完全是元（即氟里昂）。这完全是元素周期表的指导。在素周期表的指导。在19301930年前，一些气体如氨、二氧年前，一些气体如氨、二氧化硫、氯乙烷、氯甲烷等，被相继作致冷剂。但这些化硫、氯乙烷、氯甲烷等，被相继作致冷剂。但这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为寻找无毒不致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究分析单易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。质及化合物易燃性和毒性的递变规律。n在第三周期，单质的易燃性是在第三周期，单质的易燃性是NaMgAlNaMgAl，n在第二周期中，在第二周期中，CHCH4 4比比NHNH3 3易燃，易燃，NHNH3 3比比H H2 2O O易燃，易燃，再比较氢化物的毒性：再比较氢化物的毒性：AsHAsH3 3PHPH3 3NHNH3 3HH2 2SHSH2 2O O，n根据变化趋势，元素周期表右上角根据变化趋势，元素周期表右上角n氟元素的化合物可能是理想的元素，氟元素的化合物可能是理想的元素，n不易燃的致冷剂。不易燃的致冷剂。n米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的米奇利还分析了其它的一些规律，最终，一种全新的致冷剂致冷剂CClCCl2 2F F2 2终于应运而生了。终于应运而生了。n8080年代，科学家们发现年代，科学家们发现氟里昂会破坏大气的臭氧层氟里昂会破坏大气的臭氧层，危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。人们危害人类的健康的气候，逐步将被淘汰。人们又将在又将在元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。1.1.下列有关元素周期律的叙述，正确的是（下列有关元素周期律的叙述，正确的是（）A.A.元素周期律的本质是元素原子核外电子排布呈周元素周期律的本质是元素原子核外电子排布呈周期性变化期性变化 B.B.元素周期律的本质是原子半径呈周期性变化元素周期律的本质是原子半径呈周期性变化 C.C.元素周期律的本质是元素的性质随原子序数的递元素周期律的本质是元素的性质随原子序数的递增呈周期性变化增呈周期性变化 D.D.元素周期律的本质是元素的性质随原子量的递增元素周期律的本质是元素的性质随原子量的递增而呈周期性变化而呈周期性变化练习：练习：A2 2、下列性质的递变中，正确的是、下列性质的递变中，正确的是()()A A、O O、S S、NaNa的原子半径依次增大的原子半径依次增大 B B、LiOHLiOH、KOHKOH、CsOHCsOH的碱性依次增强的碱性依次增强 C C、HFHF、NHNH3 3、SiHSiH4 4的稳定性依次增强的稳定性依次增强 D D、HClHCl、HBrHBr、HIHI的还原性依次减弱的还原性依次减弱 ABAB错错3、判断正误：每一周期元素中都是以碱金属、判断正误：每一周期元素中都是以碱金属开始，以稀有气体结束。开始，以稀有气体结束。第一周期以第一周期以H元素开始。元素开始。4、下列各组中，属于同位素的是：（、下列各组中，属于同位素的是：（）AH2、D2、T2B.金刚石和足球烯金刚石和足球烯C60C.H2O和和D2OD.16O和和18OD 等电子体等电子体：质子总数相同，电子总数也相同质子总数相同，电子总数也相同的一类粒子互称的一类粒子互称等电子体，它们结构相似，物等电子体，它们结构相似，物质性质相近质性质相近如如N2和和CO，N2O和和CO2。1919年，年，Langmuir提出提出等电子原理：等电子原理：原子数相原子数相同同、电子总数相同电子总数相同的分子，互称为等电子体。的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。等电子体的结构相似、物理性质相近。（1）根据上述原理，仅由第）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：价分子中，互为等电子体的是：_和和 ；和和 。（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其周期元素组成的微粒，只要其原子数相同原子数相同，各，各原子原子最外层电子数之和最外层电子数之和相同，也可互称为等电相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分互为等电子体的分子有：子有：、。CON2CO2N2OO3SO21.下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?2.下列微粒结构示意图是否正确？如有错误，下列微粒结构示意图是否正确？如有错误，指出错误的原因。指出错误的原因。练习 3.某元素的核电荷数是电子层的某元素的核电荷数是电子层的5倍，其质子数是倍，其质子数是最外层电子数的最外层电子数的3倍，试画出该元素的原子结构示意倍，试画出该元素的原子结构示意图。图。该元素为磷元素，外层电子排布为该元素为磷元素，外层电子排布为2，8，5（图略）（图略）4.X、Y、Z三种元素，其核电荷数均小于三种元素，其核电荷数均小于20，X原子最外原子最外层电子数是次外层电子数的层电子数是次外层电子数的2倍，倍，Y原子的次外层电子数原子的次外层电子数是最外层电子数的是最外层电子数的2倍，倍，Z原子的次外层电子数是最外层原子的次外层电子数是最外层电子数的电子数的4倍，则三种元素分别是：倍，则三种元素分别是：X电子排布是电子排布是2，4，是碳元素，是碳元素Y电子排布是电子排布是2，8，4是硅元素是硅元素或或2,1是锂元素是锂元素2，1是锂元素是锂元素Z电子排布是电子排布是2，8，2是镁元素是镁元素 5.X 5.X和和Y Y是原子序数小于是原子序数小于1818的元素，的元素，X X原子比原子比Y Y原子原子多多1 1个电子层；个电子层；X X原子的最外层中只有原子的最外层中只有1 1个电子；个电子；Y Y原子的最外层电子层中有原子的最外层电子层中有7 7个电子。这两种元素个电子。这两种元素形成的化合物的化学式是形成的化合物的化学式是_._.NaF4、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化1）决定原子半径大小因素：）决定原子半径大小因素：核电荷数：核电荷数：2）原子半径的递变规律：）原子半径的递变规律：电子能层数：电子能层数：电子能层数越多，原子半电子能层数越多，原子半径越大。径越大。核电荷数越大，原子半径核电荷数越大，原子半径越小。越小。同周期：从左到右原子半径逐渐减小同周期：从左到右原子半径逐渐减小同主族：从上到下原子半径逐渐增大同主族：从上到下原子半径逐渐增大原因：原因：元素原子元素原子具有相同的电子能层具有相同的电子能层，但随着核电荷数增多，但随着核电荷数增多，核对核外电子的核对核外电子的吸引力变大吸引力变大，从而使原子半径减小；，从而使原子半径减小；原因：原因：同主族元素从上到下，原子具有的电子能层数增多，使原同主族元素从上到下，原子具有的电子能层数增多，使原子半径增大，虽然从上到下核电荷数也增多可使原子半径减小，子半径增大，虽然从上到下核电荷数也增多可使原子半径减小，但由于核电荷数的增多使核对核外电子的吸引但由于核电荷数的增多使核对核外电子的吸引比不上由于能层的比不上由于能层的增多使得电子负电排斥来得大增多使得电子负电排斥来得大，所以最终结果原子半径增大。，所以最终结果原子半径增大。即在即在同周期同周期中影响原子半中影响原子半径的主要因素是核电荷数径的主要因素是核电荷数的多少，而的多少，而同主族同主族中影响中影响原子半径的主要因素是能原子半径的主要因素是能层数的多少层数的多少。寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找半导体材料寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素寻找用于制取农药的元素寻找光电材料寻找光电材料 Si P S Cl 对应氧化物对应氧化物氧化物的水化物氧化物的水化物酸性强弱酸性强弱单质与单质与H2反应条件反应条件气态氢化物及稳定性气态氢化物及稳定性氢化物水溶液的酸性氢化物水溶液的酸性结论结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸弱酸中强酸中强酸强酸强酸最强酸最强酸逐渐增强逐渐增强高温高温加热加热加热加热点燃或光照点燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强