2020版新教材高中化学第1章原子结构元素周期律第2节第2课时元素周期表课件鲁科版必修第二册 37页

第 2 课时　元素周期表 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 在 1~18 号元素的原子核外 , 随着原子序数的递增 , 元素原子最外层电子数呈现 周期性 变化 , 最外层电子数由 1 递增到 8 ( 若 K 层为最外层时 , 电子数由 1 递增到 2 ) 。 2 . 随着原子序数的递增 , 元素的原子半径呈周期性的变化。在核外电子层数相同的情况下 , 随着原子序数的递增原子半径 逐渐减小 ( 稀有气体除外 ) 。 3 . 在 1~18 号元素中 , 随着原子序数的递增 , 元素的化合价呈现周期性变化。最高化合价从 +1 到 +7 (O 一般不显正化合价、 F 无正价 ), 最低化合价从 -4 到 -1 ( 稀有气体除外 ) 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 一、元素周期表 1 . 元素周期表与元素周期律的关系 元素周期表是元素周期律的具体表现形式 , 是学习和研究化学的重要工具。 2 . 元素周期表的编排原则 (1) 把 电子层 数目相同的元素 , 按原子序数递增的顺序 从左向右 排成横行。 (2) 把不同横行中 最外层电子数 相同、性质相似的元素 , 按原子序数递增的顺序 从上向下 排成一纵列。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 元素周期表的结构 (1) 周期。 知识铺垫 新知预习 自主测试 (2) 族。 元素周期表共有 18 个纵列 , 16 个族 , 包括 7 个主族 , 7 个副族 , 1 个 0 族 , 1 个 Ⅷ 族。元素周期表中族的划分如下表 : 知识铺垫 新知预习 自主测试 (3) 元素周期表中的其他信息。 ① 每一格中包含的信息。 ② 元素周期表中金属元素与非金属元素的分区。 沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条线 , 即为金属元素和非金属元素的分界线 ( 氢元素除外 ) 。 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。 知识铺垫 新知预习 自主测试 二、元素周期表中的部分重要元素及其焰色试验 ( 焰色反应 ) 1 . 部分重要元素 (1) Ⅱ A 族元素。 知识铺垫 新知预习 自主测试 (2) Ⅴ A 族元素。 (3) 过渡元素。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 焰色试验 ( 焰色反应 ) 多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色 , 这在化学上叫作 焰色试验 , 亦称 焰色反应 。如钠的焰色呈 黄 色 , 钾的焰色呈 浅紫 色等。焰色试验的操作步骤 : 洗 — 将铂丝 ( 或光洁无锈的铁丝 ) 用稀盐酸冲洗 烧 — 把稀盐酸冲洗过的铂丝 ( 或铁丝 ) 放在火焰上灼烧至无色 蘸 — 用红热的铂丝 ( 或铁丝 ) 蘸取试样 烧 — 将蘸取试样的铂丝 ( 或铁丝 ) 放在火焰上灼烧 , 观察火焰的颜色 洗 — 将铂丝 ( 或铁丝 ) 用稀盐酸冲洗干净后备用 知识铺垫 新知预习 自主测试 【微思考 1 】 短周期元素中族序数与周期序数相同的元素有哪些 ? 提示 : 短周期元素中族序数与周期序数相同的有三种元素 , 分别是氢、铍、铝。若族序数 ( 或周期序数 ) 为 1, 则为氢 ; 若族序数 ( 或周期序数 ) 为 2, 则为铍 ; 若族序数 ( 或周期序数 ) 为 3, 则为铝。 【微思考 2 】 最外层有两个电子的元素一定是 Ⅱ A 族元素吗 ? 提示 : 不一定。原子最外层电子数为 2 的元素包括 Ⅱ A 族、 0 族元素的氦及部分过渡元素。 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) Ⅰ A 族全部是金属元素。 ( 　　 ) (2) 原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数。 ( 　　 ) (3) 最外层电子数等于或大于 3 且小于 8 的元素一定是主族元素。 ( 　　 ) (4) 原子的最外层有 1 个或 2 个电子 , 则可能是 Ⅰ A 、 Ⅱ A 族元素 , 也可能是副族、 Ⅷ 族元素或 0 族元素氦。 ( 　　 ) (5) 原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第 2 周期。 ( 　　 ) (6) 两短周期元素原子序数相差 8, 则周期序数一定相差 1 。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2)× 　 (3) √ 　 (4) √ 　 (5) √ 　 (6) √ 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 坦桑石是一种被世界公认的新兴宝石 , 这种宝石于 1967 年在坦桑尼亚的阿鲁沙地区被发现。其组成为 Ca 2 Al 3 (SiO 4 ) 3 (OH), 该宝石的成分中所含的元素不属于短周期元素的是 ( 　　 ) A.Ca B.Al C.Si D.O 答案 : A 解析 : 短周期元素是指前三周期的元素 ,Al 、 Si 在第 3 周期 ,O 在第 2 周期 ,B 、 C 、 D 项不符合题意 ;Ca 在第 4 周期为长周期元素 ,A 项符合题意。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 根据中学化学教材中所附元素周期表判断 , 下列叙述不正确的是 ( 　　 ) A. 短周期元素中既有金属元素 , 又有非金属元素 B.L 层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的 L 层电子数相等 C. 所有主族元素的最高化合价与它的族序数数值相等 D. 某元素原子的核电荷数为 53, 则该元素位于第 5 周期 ⅦA 族 答案 : C 解析 : 氟元素没有正价 , 氧元素一般不显正价 ,C 项错误。 知识铺垫 新知预习 自主测试 4 . 下列有关元素周期表的认识正确的是 ( 　　 ) A. Ⅰ A 族元素又可称为碱金属元素 B. 每一族只包含一个纵列 C.0 族元素的原子最外层均有 8 个电子 D. 前三个周期为短周期 , 其余为长周期 答案 : D 解析 : Ⅰ A 族包含碱金属与氢元素 , 除氢之外的其他元素属于碱金属 ,A 项错误 ; Ⅷ 族包括三个纵列 (8,9,10 三个纵列 ),B 项错误 ; 稀有气体氦元素的原子最外层只有 2 个电子 , 所以并不是所有 0 族元素原子的最外层上均有 8 个电子 ,C 项错误 ; 短周期包括 1 、 2 、 3 三个周期 , 其余周期为长周期 ,D 项正确。 知识铺垫 新知预习 自主测试 5 . 短周期元素 X 、 Y 、 Z 、 M 的原子序数依次增大 , 元素 X 的一种高硬度单质是宝石 ,Y 2+ 电子层结构与氖相同 ,Z 的质子数为偶数 , 室温下 M 单质为淡黄色固体 , 回答下列问题 : (1)M 元素位于周期表中的第 　　　　 周期 , 　　　　　 族。   (2)Z 元素是 　　　　 ( 填元素符号 ),Z 的最高价氧化物的化学式是 　　　　 。   (3)X 与 M 的单质在高温下反应的化学方程式为 　　　　　　　 。   (4) 四种元素中的 　　　　 ( 填元素符号 ) 可用于航空航天合金材料的制备 , 其单质与稀盐酸反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　 。   知识铺垫 新知预习 自主测试 解析 : 元素 X 的单质是一种高硬度的宝石 , 则 X 应是碳元素 ;Y 2+ 电子层结构与 Ne 相同 , 则 Y 是 Mg; 室温下 M 单质为淡黄色固体 , 则 M 是硫元素 ;Z 的质子数是偶数 , 介于 Mg 和 S 之间 , 则 Z 是硅元素。 (1)M 元素是 S, 位于元素周期表第 3 周期、 Ⅵ A 族。 (2)Z 元素是 Si,Si 的最高价氧化物的化学式为 SiO 2 。 (3)X(C) 与 M(S) 的单质在高温下反应生成 CS 2 , 该反应的化学方 (4) 四种元素中只有 Mg 是金属元素 , 密度比较小 , 是制取航空航天合金材料的原料 , 该金属比较活泼 , 能与盐酸反应生成 H 2 , 反应的化学方程式为 Mg+2HCl=MgCl 2 +H 2 ↑ 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 有关原子序数的推断 问题探究 根据元素周期表中指出的部分元素回答问题。 (1) 表中 c 与 f 、 e 与 h 两组元素的原子序数差各是多少 ? (2) 表中 d 与 e 、 g 与 h 两组元素的原子序数差各是多少 ? 提示 : (1)c 与 f 原子序数相差 8;e 与 h 原子序数相差 18 。 (2)d 与 e 原子序数相差 1;g 与 h 原子序数相差 11 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识归纳 原子序数的关系 (1) 同周期 Ⅱ A 族元素与 Ⅲ A 族元素的原子序数的差值。 (2) 同主族相邻周期元素的原子序数差值。 每周期元素的种类如下表 : 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 A 、 B 为同主族元素 ,A 所在周期有 m 种元素 ,B 所在周期有 n 种元素 ,A 在 B 的上一周期 , 设 A 元素的原子序数为 a 。 ① 若 A 、 B 位于 Ⅰ A 族或 Ⅱ A 族 ( 位于过渡元素左边的元素 ), 则 B 的原子序数为 a + m 。 ② 若 A 、 B 位于 Ⅲ A 至 ⅦA 族 ( 位于过渡元素右边的元素 ), 则 B 的原子序数为 a + n 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 典例剖析 例 1 已知 A 、 B 是元素周期表中同主族相邻的两种元素 ,A 、 B 所在周期分别有 a 、 b 种元素。若 A 的原子序数为 x , 则 B 的原子序数可能为 ( 　　 ) ① x + a ② x - a ③ x + b ④ x - b A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ①②③④ 答案 : D 解析 : 以 Ⅶ A 族的元素 F 、 Cl 、 Br 、 I 、 At 为例进行分析 , 它们的原子序数分别为 9 、 17 、 35 、 53 、 85, 所在周期元素种数分别为 8 、 8 、 18 、 18 、 32 。如 9 号为氟元素 ,9+8=17 号为氯元素 , 即 ① x + a 正确 ; 如 17 号为氯元素 ,17-8=9 号为氟元素 , 即 ② x - a 正确 ; 同理 ③ 、 ④ 都正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 - 1 下列有关元素周期表的说法正确的是 ( 　　 ) A. 原子序数之差为 2 的两种元素不可能位于同一主族 B. 若 D - 核外有 36 个电子 , 则元素 D 位于第 4 周期 ⅦA 族 C. 第 3 、 4 周期同主族元素的原子序数一定相差 8 D. 位于同一周期的甲、乙两种元素 , 甲位于 Ⅰ A 族 , 原子序数为 x , 乙位于 Ⅲ A 族 , 乙的原子序数一定为 x +2 答案 : B 解析 : 原子序数之差为 2 的两种元素可能位于同一主族 , 例如 H 和 Li,A 项错误 ; 若 D - 核外有 36 个电子 , 则元素 D 是 Br, 位于第 4 周期 Ⅶ A 族 ,B 项正确 ; 第 3 、 4 周期同主族元素的原子序数不一定相差 8, 也可能相差 18, 例如 Cl 与 Br 的原子序数相差 18,C 项错误 ; 位于同一周期的甲、乙两种元素 , 甲位于 Ⅰ A 族 , 原子序数为 x , 乙位于 Ⅲ A 族 , 则乙的原子序数不一定为 x +2, 还有可能为 x +12 或 x +26,D 项错误。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 - 2 ( 双选 ) 在元素周期表中的前四个周期 , 两两相邻的 5 种元素如图所示 , 若 B 元素的核电荷数为 a 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.B 、 D 的原子序数之差不可能为 2 B.E 、 B 的原子序数之差可能是 8 、 18 或 32 C.5 种元素的核电荷数之和可能为 5 a +10 D.A 、 E 的原子序数之差可能是 7 答案 : AC 解析 : 由题中所给 5 种元素的位置关系可以看出 D 一定不是第 1 周期元素 ,A 项正确 ; 由题意可知 5 种元素在前 4 周期 , 所以 D 、 B 、 E 分别为第 2 、 3 、 4 周期的元素 , 由元素周期表的结构可知 5 种元素一定在过渡元素右边 , 所以 D 、 E 的原子序数分别为 a- 8 、 a +18,A 、 C 的原子序数分别为 a- 1 、 a+ 1,C 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 推断元素在周期表中的位置 问题探究 第 114 号元素具有良好的力学、光学、电学性质。推断该元素在周期表中的位置、其主要化合价以及最高价氧化物的性质。 提示 : 第 7 周期稀有气体元素的原子序数为 118, 可知 114 号元素位于第 7 周期 Ⅳ A 族 , 应为金属元素 , Ⅳ A 族元素主要化合价为 +2 、 +4 价 ,114 号元素的最高价氧化物易得到电子 , 有较强的氧化性。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识归纳 推断元素在周期表中的位置方法归纳 (1) 利用原子结构与周期表的关系进行推断。 原子结构与元素 周期表的关系 例如 , 某原子核外最外层有 7 个电子 , 有 3 个电子层 , 则可推出该元素位于第 3 周期 ⅦA 族 , 是氯元素。 (2) 利用稀有气体元素的位置和原子序数进行推断。 各周期 0 族元素的原子序数 : 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 ① 若某元素的原子序数比邻近的 0 族元素大 1 或 2, 则该元素应处在相应 0 族元素所在周期的下一个周期的 Ⅰ A 族或 Ⅱ A 族。如确定 88 号元素的位置 :88-86=2, 则 88 号元素位于第 7 周期 Ⅱ A 族。 ② 若某元素的原子序数比邻近的 0 族元素小 1 、 2 、 3 、 4 、 5 时 , 则应分别处在相应 0 族元素同周期的 ⅦA 、 ⅥA 、 ⅤA 、 Ⅳ A 、 Ⅲ A 族 , 如确定 84 号元素的位置 :86-84=2, 则 84 号元素应位于第 6 周期 ⅥA 族。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 典例剖析 例 2 (2019 北京理综 ,8)2019 年是元素周期表发表 150 周年 , 期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟 ( 49 In) 等 9 种元素相对原子质量的新值 , 被采用为国际新标准。铟与铷 ( 37 Rb) 同周期。下列说法不正确的是 ( 　　 ) A.In 是第 5 周期 Ⅲ A 族元素 C. 原子半径 :In>Al D. 碱性 :In(OH) 3 >RbOH 答案 : D 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 解析 : In 与 Al 同主族 , 是第 5 周期 Ⅲ A 族元素 ,A 正确 In 的中子数是 66, 电子数是 49, 差值为 17,B 正确 ; 根据元素周期律 , 主族从上到下 , 元素原子半径依次增大 , 故原子半径 :In>Al,C 正确 ; 根据元素周期律 , 同周期从左到右 , 主族元素原子半径依次减小 , 金属性渐弱 , 最高价氧化物对应水化物碱性渐弱 , 故碱性 :RbOH>In(OH) 3 ,D 项错误。 ① 副族元素最外层电子数一般不等于族序数 ( Ⅰ B 族、 Ⅱ B 族除外 ), 副族元素最外层电子数为 1~2( 钯除外 ) 。 ② 最外层电子数大于或等于 3 而又小于 8 的元素一定是主族元素 ; 最外层电子数为 1 或 2 的元素可能是主族、副族或 0 族 He 元素。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 2 - 1 1995 年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤 -239, 并测知其原子核内有 148 个中子。现有 A 元素的一种同位素 , 比镤 -239 的原子核内少 54 个质子和 100 个中子 , 则 A 元素在元素周期表中的位置是 ( 　　 ) A. 第 3 周期 Ⅰ A 族 B. 第 3 周期 Ⅱ A 族 C. 第 4 周期 ⅦA 族 D. 第 5 周期 Ⅰ A 族 答案 : D 解析 : 镤 - 239 的原子核内有 148 个中子 , 则镤 - 239 的原子核内质子数为 91,A 的同位素比镤 - 239 的原子核内少 54 个质子 ,A 元素的质子数为 37,A 元素的原子序数为 37 。 A 元素的原子序数比第 4 周期的 0 族元素氪的原子序数 (36) 大 1, 则 A 元素位于第 5 周期 Ⅰ A 族 ,D 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 A. 元素 R 位于周期表中 ⅤA 族 答案 : D 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1 . 稀土元素是一类有重要用途的资源。铈 (Ce) 是一种常见的稀土元素 , 下列有关说法错误的是 ( 　　 ) A. 铈的原子序数是 58 B. 铈属于非金属元素 C. 铈原子中的质子数是 58 D. 铈的相对原子质量是 140.1 答案 : B 解析 : 根据示意图可知铈的原子序数是 58,A 正确 ; 根据元素名称 “ 铈 ” 可判断该元素属于金属元素 ,B 错误 ; 根据示意图可知铈原子中的质子数是 58,C 正确 ; 根据示意图可知铈元素的相对原子质量是 140.1,D 正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 假设 x 是第 Ⅱ B 族中某元素的原子序数 , 那么原子序数为 x +1 的元素在 ( 　　 ) A. Ⅰ B 族 B. Ⅲ A 族 C. Ⅲ B 族 D. Ⅰ A 族 答案 : B 解析 : x 是第 Ⅱ B 族中某元素的原子序数 , 根据元素周期表的结构可知 , 同周期 Ⅱ B 族后面是第 Ⅲ A 族 , 则原子序数为 x +1 的元素位于 Ⅲ A 族。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是 ( 　　 ) A. 整个元素周期表中 , 非金属元素约占五分之一 B. 第 2 周期元素从 Li 到 F, 原子半径逐渐增大 C. 因为 Al 比 Na 失去电子数多 , 所以 Al 比 Na 的还原性强 D. 整个元素周期表由 7 个主族、 7 个副族、 1 个 0 族和 3 个 Ⅷ 族组成 答案 : A 解析 : 整个元素周期表中共有 118 种元素 , 其中非金属元素有 24 种 , 非金属元素约占五分之一 , 故 A 正确 ; 根据元素周期律 , 同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小 , 故 B 错误 ; 物质的还原性的强弱与失去电子数的多少无关 , 与失去电子的能力有关 ,Na 比 Al 容易失去电子 , 则 Na 比 Al 的还原性强 ,C 错误 ; 元素周期表有 7 个主族 ,7 个副族 ,1 个 0 族 ,1 个 Ⅷ 族 , Ⅷ 族包含 8 、 9 、 10 三个纵列 , 其余各族均为 1 列 , 共有 18 纵列 , 故 D 错误。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4 .(2017 北京理综 ,7)2016 年 IUPAC 命名 117 号元素为 Ts( 中文名 “ ”, tián ),Ts 的原子核外最外层电子数是 7 。下列说法不正确的是 ( 　　 ) A.Ts 是第 7 周期第 ⅦA 族元素 B.Ts 的同位素原子具有相同的电子数 C.Ts 在同族元素中非金属性最弱 答案 : D 解析 : 117 号元素位于第 7 周期第 Ⅶ A 族 , 根据同主族从上到下 , 元素的非金属性逐渐减弱可知 ,Ts 在同族元素中非金属性最弱 ,A 项、 C 项正确 ; 同位素原子的质子数相同 , 中子数不同 , 由于原子的质子数 = 核外电子数 , 故电子数也相同 ,B 项正确 ; 核素符号左上角的数字表示质量数 , 根据质量数 = 质子数 + 中子数 , 则中子数为 176 的 Ts 核素的 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5 .A 、 B 、 C 为短周期元素 , 在周期表中所处的位置如图所示。 A 、 C 两种元素的原子核外电子数之和等于 B 原子的质子数 ,B 原子核内质子数和中子数相等。 (1)A 、 B 、 C 三种元素的名称分别为 　　　　　　 、 　　　　　　 、 　　　　　　 。   (2)B 位于元素周期表中第 　　　　 周期 　　　 族。   (3)C 的单质与 H 2 反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　 。   (4) 写出 A 的气态氢化物与 B 的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式 : 　　　　　　　　　　 。   任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : (1) 氮　硫　氟 (2)3 　 ⅥA (3)F 2 +H 2 =2HF (4)2NH 3 +H 2 SO 4 =(NH 4 ) 2 SO 4 解析 : A 、 B 、 C 为短周期元素 , 从 A 、 B 、 C 的相对位置看 ,A 、 C 只能处在第 2 周期 , 而 B 处在第 3 周期。设 A 的原子序数为 x -1, 则 C 的原子序数为 x +1,B 的原子序数为 x +8, 则有 x -1+ x +1= x +8, x =8 。所以 A 、 B 、 C 的原子序数分别为 7 、 16 、 9, 对应的元素分别为 N 、 S 、 F 。