資源簡介

5.1 第2課時　元素周期表
【學習目標】
1.知道元素周期表的編排原則,了解周期、族的概念。
2.認識元素周期表是元素周期律的具體表現形式。
【合作探究】
【學習情境】
門捷列夫抓住化學家研究元素分類的歷史脈絡,夜以繼日地分析思考。他剪了很多張卡片,并在每一張卡片上都寫上了元素名稱、相對原子質量和主要性質等。一天,他又坐到桌前擺弄這些卡片,突然像觸電似的站了起來,眼前呈現出完全沒有預料到的現象:每一行元素的性質都按照相對原子質量的增大而逐漸變化著。門捷列夫興奮地在室內踱著步子,然后迅速地抓起記事簿,在上面寫道:“根據元素原子相對原子質量及其化學性質的近似性試排元素表。”就這樣制作出了第一張元素周期表。
任務1　元素周期表的結構
【新知生成】
人們把已經發現的元素按一定的規則排列成　　　　,它直觀地反映了元素的性質隨著　　　　的遞增呈現周期性變化的規律。
1.編排原則
(1)橫行:把　　　　相同的元素,按　　　　遞增的順序從左到右排成行。
(2)縱列:將　　　　相同的元素,按　　　　遞增的順序由上到下排成列。
2.基本結構
(1)周期:元素周期表有　　　　個橫行,每一橫行稱為一個周期。周期序數=該行元素原子的　　　　,第一、二、三周期稱為　　　　;其他周期均為　　　　。
(2)族:元素周期表有　　　　列,分為　　　　個族。
①第1、2列和第13、14、15、16、17列為　　　　族,符號分別為　　　　(其中的金屬元素被稱為　　　　)、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　(統稱為　　　　)。
②第3、4、5、6、7列和第11、12列為　　　　族,符號分別為　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。
③第8、9、10列為　　　　族。
④第18列為　　　　族。
【答案】元素周期表　核電荷數　1.(1)原子核外電子層數　原子序數　(2)原子核外最外層電子數　電子層數　2.(1)7　電子層數　短周期　長周期　(2)18
16　①主　ⅠA　堿金屬　ⅡA　ⅢA　ⅣA　ⅤA　ⅥA　ⅦA　鹵素　②副　ⅢB　ⅣB　ⅤB　ⅥB　ⅦB
ⅠB　ⅡB　③Ⅷ　④0
【核心突破】
典例1　據國外有關資料報道,在“獨居石(一種共生礦,化學成分為Ce、La、Nd等的磷酸鹽)”中含有第116號元素。試判斷116號元素在周期表中的位置。
【答案】第七周期ⅥA族
【解析】根據原子序數確定元素在周期表中位置的方法——稀有氣體定位法:
(1)明確0族元素信息
0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
所在周期序數 1 2 3 4 5 6 7
原子序數 2 10 18 36 54 86 118
　　(2)比大小定周期
比較該元素的原子序數與0族元素的原子序數大小,找出與其相鄰近的0族元素,那么該元素就和原子序數大的0族元素處于同一周期。
(3)求差值定族數
①若某元素原子序數比相應的0族元素多1或2,則該元素應處在該0族元素所在周期的下一個周期的ⅠA族或ⅡA族。
②若比相應的0族元素少5~1,則應處在同周期的ⅢA~ⅦA族。
③若差其他數,則由相應差數找出相應的族。
第七周期若排滿,118號元素應為0族元素,則116號元素位于從0族開始向左第三縱行,故應在第七周期ⅥA族。
歸納總結
1.元素周期表的結構
周 期 短周期 第一周期 2種元素 電子層數相同的元素,按原子序數遞增的順序,從左到右排成行,形成周期
第二周期 8種元素
第三周期 8種元素
長周期 第四周期 18種元素
第五周期 18種元素
第六周期 32種元素
第七周期 32種元素
周期序數=該周期元素的電子層數
族 主族 ⅠA~ⅦA族 由長周期和短周期元素共同組成 不同橫行中原子最外層電子數相同的元素,按電子層數遞增的順序自上而下排成列,形成族
0族 第18列的元素
副族 ⅠB~ⅦB族 完全由長周期元素組成
Ⅷ族 有三列元素(8、9、10三列)
主族序數=該元素原子的最外層電子數
2.元素周期表中的幾個特殊區域
(1)過渡元素:元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族共10列,均為過渡元素,這些元素都是金屬元素,又被稱為過渡金屬元素。
(2)鑭系元素:元素周期表中,第六周期ⅢB族中,57號元素鑭到71號元素镥共15種元素統稱為鑭系元素,它們的化學性質相似。
(3)錒系元素:元素周期表中,第七周期ⅢB族中,89號元素錒到103號元素鐒共15種元素統稱為錒系元素,它們的化學性質相似。
訓練1　俄羅斯科學家用含20個質子的鈣的一種原子轟擊含95個質子的镅原子,結果4次成功合成4個第115號元素的原子。這4個原子生成數微秒后衰變成第113號元素。下列有關敘述正確的是(　　)。
A.115號元素在第六周期
B.113號元素在第七周期ⅢA族
C.115號和113號元素都是非金屬元素
D.镅元素和115號元素不在同一周期
【答案】B
【解析】95號元素镅、115號元素、113號元素,原子序數都大于86而小于118,所以都在第七周期;115號元素原子序數比118號元素少3,應在ⅤA族,113號元素在ⅢA族;113號元素和115號元素都是金屬元素。
任務2　同周期、同主族元素性質的遞變規律
【新知生成】
1.堿金屬元素性質的相似性和遞變性
(1)堿金屬的物理性質
(2)堿金屬單質與水反應
相似性 遞變性
與水 反應 均為活潑金屬,還原性強,易與H2O反應,ROH為強堿 還原性逐漸增強,與水反應劇烈程度增加,ROH堿性逐漸增強
結論 ,金屬性逐漸　　　,單質還原性逐漸　　　
(3)你能說明同主族元素化學性質相似性和遞變性的原因嗎
2.鹵素單質間的置換反應
實驗操作 實驗現象 化學方程式 結論
靜置后,液體分層,上層　　　　　,下層　　　　 2NaBr+Cl2　　　
靜置后,液體分層,上層　　　　　,下層　　　　 2KI+Cl2　　　
(續表)
實驗操作 實驗現象 化學方程式 結論
靜置后液體分層,上層　　　　,下層　　　　 2KI+Br22KBr+I2 Cl2、Br2、 I2的氧化性逐漸　　　
　　3.元素的金屬性、非金屬性變化規律
(1)元素金屬性、非金屬性遞變與元素在周期表中的位置關系
(2)元素的金屬性和非金屬性　　　　(填“有”或“沒有”)嚴格的界限。上圖中的分界線附近的元素　　　　　　　　　　　　。
【答案】1.(1)銀白色　較小　增大　降低　(2)增強
增強　(3)同主族元素原子的最外層電子數相同,所以同主族元素化學性質具有相似性。同主族元素原子的電子層數從上到下逐漸增多,原子半徑逐漸增大,所以元素原子失電子能力逐漸增強,得電子能力逐漸減弱,元素的金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱。　2.接近無色　橙紅色　2NaCl+Br2　接近無色　紫紅色　2KCl+I2　接近無色　紫紅色　減弱　3.(1)①增強　②減弱　③增強　④增強　⑤Al　⑥Si　⑦金屬　⑧非金屬　(2)沒有　既表現一定的金屬性又表現一定的非金屬性
【核心突破】
典例2　根據元素性質的遞變性分析下面的推斷,其中正確的是(　　)。
A.已知Ca是第四周期ⅡA族元素,故Ca(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性弱
B.已知As是第四周期ⅤA族元素,故AsH3的穩定性比NH3的穩定性強
C.已知Cs的原子半徑比Na的原子半徑大,故Cs與水反應不如Na與水反應劇烈
D.已知Cl的核電荷數比F的核電荷數大,故Cl的原子半徑比F的原子半徑大
【答案】D
【解析】同主族元素從上到下金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱,最高價氧化物對應水化物的堿性增強,氣態氫化物的穩定性減弱,A、B、C三項錯誤;同主族元素隨核電荷數增大,原子半徑增大,D項正確。
歸納總結
同周期、同主族元素性質遞變規律(稀有氣體除外)
內容 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子 結構 電子層數 相同 增多
最外層電子數 1→8(第一周期1→2) 相同
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
原子得電子能力 逐漸增強 逐漸減弱
原子失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強
元素 性質 元素的金屬性 逐漸減弱 逐漸增強
元素的非金屬性 逐漸增強 逐漸減弱
金屬單質還原性 逐漸減弱 逐漸增強
非金屬單質氧化性 逐漸增強 逐漸減弱
元素的主要化合價 最高正價由+1→+7(O、F除外),最低負價由-4→-1 最高正價數=主族序數(O、F除外)
非金屬氣態氫化物　 形成 難→易 易→難
穩定性 逐漸增強 逐漸減弱
還原性 逐漸減弱 逐漸增強
元素 性質 最高價氧 化物對應 的水化物 (O、F除外) 酸性 逐漸增強 逐漸減弱
堿性 逐漸減弱 逐漸增強
金屬陽離子氧化性 逐漸增強 逐漸減弱
非金屬陰離子還原性 逐漸減弱 逐漸增強
訓練2　英國研究人員認為,全球將有1.4億人因為用水受到砷中毒之害,導致更多的人患癌癥。下列對砷(As)的有關判斷正確的是(　　)。
A.砷原子序數為33,它與鋁同主族
B.砷的原子半徑小于磷的原子半徑
C.砷酸的酸性比硫酸的強
D.砷化氫的穩定性比溴化氫的弱
【答案】D
【解析】砷原子序數為33,位于ⅤA族,A項錯誤;砷、磷同主族,砷的原子半徑大于磷的原子半徑,B項錯誤;由于非金屬性:S>P>As,因此砷酸的酸性比硫酸的弱,C項錯誤;砷、溴同周期,砷的非金屬性比溴弱,因此砷化氫的穩定性比溴化氫的弱,D項正確。
課堂小結
【隨堂檢測】
1. 下列關于元素周期表的說法正確的是(　　)。
A.元素周期表有8個主族
B.ⅠA族的元素全部是金屬元素
C.元素周期表有7個周期
D.短周期是指第一、二周期
【答案】C
【解析】元素周期表有7個主族,A項錯誤;ⅠA族中的氫元素是非金屬元素,B項錯誤;短周期是指第一、二、三周期,D項錯誤。
2.Se、Br兩種元素的部分信息如圖所示,下列說法正確的是(　　)。
A.原子半徑:Br>Se>P
B.Se、Br位于同一主族
C.還原性:S2->Se2->Br-
D.Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族
【答案】D
【解析】由圖示信息可知,Se為34號元素,Br為35號元素,Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左側,原子半徑:Se>Br,A、B兩項錯誤;Se和S位于同一主族,且Se位于S的下一周期,故還原性:Se2->S2-,C項錯誤;由圖示信息可知Se位于第四周期ⅥA族,D項正確。
3.下列關于鹵族元素由上到下性質遞變的敘述,正確的是(　　)。
①單質的氧化性增強　②單質的顏色加深　③氣態氫化物的穩定性增強　④單質的沸點升高　⑤陰離子的還原性增強
A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.①④⑤
【答案】C
【解析】
鹵族元素從上到下
4.A、B、C為短周期元素,它們在周期表中所處的位置如圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數之和等于B元素原子的質子數。
(1)分別寫出A、B元素的名稱:A　　　　　　,B　　　　　　。
(2)B位于元素周期表中第　　　　　周期　　　　族。
(3)C的原子結構示意圖為　　　　。
【答案】(1)氮　硫
(2)三　ⅥA
(3)
2

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