第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
[目标导航] 1.知道元素周期表的简单分区。2.进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。3.了解元素的原子结构、周期表中的位置与元素性质的关系。4.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。
一、元素周期表的分区及元素化合价规律 1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律
请填写出图中序号所示内容。
①增强 ②减弱 ③增强 ④增强 ⑤Al ⑥Si ⑦金属 ⑧非金属
点拨 (1)周期表的左下方是金属性最强的元素(钫)，右上方是非金属性最强的元素(氟)。碱性最强的是FrOH，酸性最强的含氧酸是HClO4。
(2)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。 2．元素的化合价与元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＝族序数＝原子最外层电子数(O、F除外)。 (2)最高正化合价＋|最低负化合价|＝8。 议一议
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(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)√
1
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、磷附近元素，制造新农药。
(3)在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。 议一议
将下面左右两侧对应内容连线
答案
一、元素位置、原子结构、元素性质之间的关系 例1 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( )
①X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 ②Y、Z的气态氢化物的水溶液的酸性：Y B．①②③④⑤ D．只有①④ 2 解析 根据元素周期表的结构，可知R为He，X为N，Y为S，Z为Br；2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4；氢硫酸的酸性小于氢溴酸；Br2在常温下是液体，能与铁粉反应；Br的原子序数为35，S的原子序数为16；Br处于第四周期，该周期包括18种元素。 答案 A 规律总结 同一元素的“位、构、性”关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。 即：元素的原子结构 元素在周期表中的位置 元素的主要性质。 (1)结构与位置互推是解题的基础 ①掌握四个关系式。 a．电子层数＝周期数。 b．质子数＝原子序数。 c．主族元素原子最外层电子数＝主族序数。 d．主族元素的最高正价＝族序数， 最低负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表中的一些特殊规律。 a．各周期元素种类数(分别为2、8、8、18、18、32、26)。 b．稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在一到六周期)。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32等各种情况)。 d．同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。 (2)性质与位置互推是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括： ①原子半径。 ②元素的主要化合价。 ③元素的金属性、非金属性。 ④单质的氧化性、还原性。 ⑤气态氢化物的稳定性。 3 ⑥最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ⑦金属从H2O或酸中置换H2的难易程度。 (3)结构和性质的互推是解题的要素 ①电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性强弱。 ②同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似。 ③正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。 ④判断元素金属性和非金属性强弱。 变式训练1 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HZO4>H2YO4>H3XO4，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 答案 A 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HZO4>H2YO4>H3XO4，知X、Y、Z的原子序数为X 二、元素金属性、非金属性的强弱判断 例2 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表： 元素代号 原子半径/pm 主要化合价 下列叙述正确的是( ) A．X、Y元素的金属性：X B．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2 C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来 解析 根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，故金属性X>Y，A错误；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接反应生成NO，B错误；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错误；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D正确。 答案 D 4 X 160 ＋2 Y 143 ＋3 Z 75 ＋5、＋3、－3 W 74 －2 规律总结 1．元素金属性强弱的判断规律 本质：原子越易失电子，则金属性就越强。 (1)根据元素周期表进行判断： 同一周期：从左到右，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱。 同一主族：从上到下，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐增强。 (2)在金属活动性顺序中越靠前，金属性越强。如Zn排在Cu的前面，则金属性：Zn>Cu。 (3)根据金属单质与水或者与酸(非氧化性酸如盐酸、稀硫酸等)反应置换出氢气的难易(或反应的剧烈)程度。置换出氢气越容易，则金属性就越强。如Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更易置换出氢气，则金属性：Zn>Fe。 (4)根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性的强弱。碱性越强，则原金属单质的金属性就越强。如碱性：NaOH>Mg(OH)2，则金属性：Na>Mg。 (5)一般情况下，金属单质的还原性越强，则元素的金属性就越强；对应金属阳离子的氧化性越强，则元素的金属性就越弱。如还原性：Na>Mg，则金属性：Na>Mg，氧化性：Na 特别提醒 (1)一般来说，在氧化还原反应中，单质的氧化性越强(或离子的还原性越弱)，则元素的非金属性就越强；单质的还原性越强(或离子的氧化性越弱)，则元素的金属性就越强。故一般来说，元素的金属性和非金属性的强弱判断方法与单质的氧化性和还原性的强弱判断方法是相一致的。 (2)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易失去1个电子，而Mg易失去2个电子，但Na的金属性更强。 2．元素非金属性强弱的判断规律 本质：原子越易得电子，则非金属性就越强。 (1)根据元素周期表进行判断： 同一周期：从左到右，随着原子序数的递增，元素的非金属性逐渐增强。 同一主族：从上到下，随着原子序数的递增，元素的非金属性逐渐减弱。 (2)非金属元素单质与H2化合的难易程度：化合越容易，非金属性越强。如F2与H2在黑暗中就可反应，Br2与H2在加热条件下才能反应，则非金属性：F>Br。 (3)形成气态氢化物的稳定性：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。如稳定性：HF>HCl，则非金属性：F>Cl。 (4)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，对应非金属元素的非金属性就越强。如酸性：HClO4>HBrO4，则非金属性：Cl>Br。 (5)一般情况下，非金属单质的氧化性越强，则元素的非金属性就越强；对应阴离子的还原性越强，则元素的非金属性就越弱。如氧化性Cl2>Br2，则非金属性：Cl>Br。 5 2＋ 2＋ ＋ 2＋
高中化学 1.2.2 元素周期表和元素周期律的应用教师用书 新人教版必修2
