·元素周期表和元素周期律.ppt

化学基本理论 元素周期表 元素周期律,一、元素周期表,编排的原则,1.按原子序数递增的顺序从左到右排列 2.将电子层数相同元素排成一个横行（7行） 3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行（18列）,周期,具有相同电子层数而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的一系列元素。,周期序数由原子核外电子层数决定： 周期数 = 电子层数,短周期,长周期,不完全周期,第7周期：,三短三长一不全,周期,2 种元素,8 种元素,8 种元素,18 种元素,18 种元素,32 种元素,26 种元素,族,主族序数由最外层电子数决定:主族序数最外层电子数,不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。,主族：,副族：,A , A , A , A ,A , A , A,第VIII 族：,稀有气体元素,零族：,共七个主族,B , B ,B , B , B ，B , B,共七个副族,包含三列（Fe,Co,Ni）,七主七副零八族,族 （纵向）,同周期元素性质变化规律,族 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 最外电子数 1 2 3 4 5 6 7 原子半径 大小 得(失)电子能力 弱（强）强（弱） 氧化(还原)性 弱（强）强（弱） 最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 对应氧化物 R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 对应水化物 ROH R(OH)2 R(OH)3 H4RO4 H3RO4 H2RO4 HRO4 酸碱性 碱性渐弱， 酸性渐强 最低负价 -4 -3 -2 -1 对应氢化物 RH4 RH3 H2R HR 稳定性 逐渐增强 溶于水酸碱性 碱性渐弱，酸性渐强,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,从上到下,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强,同主族元素性质变化规律,根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是 A. K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等 B. L层电子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. L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 D. M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等,1、元素的金属性和非金属性没有严格的界限；位于分界线附近的元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性,3、由于电子层结构和性质相似， 镧系元素(第六周期、B): 57-71， 15种元素， 锕系元素(第七周期、B): 89-103, 15种元素。,金属元素位于元素周期表的左下方： 11222 = 90种,过渡元素：第族和全部副族元素,（过渡金属）,元素分类,2、室温：以气态存在的单质共11种, N2、O2、H2、F2、Cl2、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn；以液态存在的二种, Br2、Hg(金属),1.下列叙述正确的是 A同周期元素的原子半径，A族的为最大 B在周期表中零族元素的单质全部是气体 CA、A族元素的原子，其半径越大越容易失去电子 D所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等,2.下列说法中错误的是 A. 原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数 B. 元素周期表中从IIIB族到IIB族 10个纵行的元素都是金属元素 C. 除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8 D. 同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同,周期表中左右相邻两主族元素 原子序数间的关系,例：已知A为A元素，B为A元素，它们的原子序数分别为 a、b ，若A、B为同一周期元素，则a和b的关系如何？,b = a +1,b = a +11,b = a +25,周期表中上下相邻两元素 原子序数间的关系,例：同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为 A6 B18 C26 D36,BCD,例：A、B、C是周期表中相邻的3种元素，其中A、B同周期，B、C同主族，此3种元素原子最外层电子数之和为17，质子数总和为31，则A、B、C是 。,A为N; B为O; C为S,二、元素周期律,1.原子核外电子排布的周期性变化,最外层电子数：从18的周期性变化（第一周期例外）,2.原子半径的周期性变化,同周期元素，随原子序数的递增，原子半径依次减小（稀有气体原子除外）,3.元素主要化合价的周期性变化,正价：+1 +7；负价：-4 -1,4.元素金属性和非金属性的周期性变化,本质：原子核外电子排布的周期性变化,1869年，门捷列夫最先提出,元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。,元素金属性和非金属性的递变规律,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,族,元素的金属性和非金属性强弱的判断依据,金属性,元素单质与酸反应的难易 易则强,元素单质与水反应的难易 易则强,元素最高价氧化物的水化物（氢氧化物） 的碱性强弱 强则强,元素最高价氧化物的水化物 （含氧酸） 的酸性强弱 强则强,元素单质与氢气反应的难易 易则强,气态氢化物的稳定性 稳定则强,非金属性,X、Y是元素周期表A族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是（ ） A、 X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B、 X的氢化物沸点比Y的氢化物的沸点低 C、 X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定 D、 Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来。,微粒半径大小的比较,原子半径,概念：成键原子核间距离的一半。,变化规律：,与离子半径关系：原子半径相应的阳离子半径,意义：原子半径的大小可判断得失电子的难易，大易失,比较微粒大小的依据（三看） 一看电子层数：电子层数越多半径越大 Na Na+ F Cl Br I 二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。 S2- Cl- Ar K+ Ca2+; O2- F- Ne Na+ Mg2+ Al3+ H He Li+ 三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。 Cl Cl; Fe Fe2+ Fe3+,微粒半径大小的比较,1.已知短周期元素的离子。aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 A.原子半径 ABDC B.原子序数 dcba C.离子半径 CDBA D.单质的还原性 ABDC,2.下列化合物中阳离子与阴离子半径比最小的是 A. NaF B. MgI2 C.BaI2 D.KBr,即满足：阳离子小阴离子大,三、元素周期律的应用,（一）预测元素的性质,常见题目是给出一种不常见的主族元素（如砹、碲、铅等），或尚未发现的主族元素，推测该元素及其单质或化合物所具有的性质。,解题的关键：,1、必须了解各主族元素性质的相似性和递变性；,2、确定该元素的位置,根据元素原子序数推断元素在周期表中的位置,预备知识1：熟悉稀有气体的原子序数,He:2 Ne:10 Ar:18 Kr:36 Xe:54 Rn:86,预备知识2：熟悉元素周期表的结构,第1、2纵行为A、A； 第13-17纵行为A-A； 第18纵行为零族,若序数小于56，则序数减去比它小而相近的稀有气体的原子序数，既得该元素所在的纵行数。,若序数大于56，则序数减去比它小而相近的稀有气体的原子序数后，再减去14，既得该元素所在的纵行数。,周期数：相近的稀有原子所在周期数加1。,1. “北大富硒康”中含有微量元素硒(Se)，对人体有保健作用。已知硒为第四周期第A族元素，根据它在周期表中的位置推测，硒不可能具有的性质为( )。 A硒化氢很稳定 B硒化氢的水溶液显弱酸性 C非金属性强于硫 D其最高价氧化物的水化物酸性强于砷弱于溴,2.现代隐形飞机表面涂有钋，可以吸收和屏蔽雷达波和红外辐射。已知 20984Po 20682X + 42.对元素X的推断中错误的是（ ）,A. X原子核外有6个电子层；,B. X的碳酸正盐不溶于水；,C. X的高价化合物比低价化合物稳定；,D. X是金属；,3.美国劳仑斯国家实验室曾在1999年宣布用86Kr离子轰击208Pb靶得到118号元素的一种原子，其质量数为293。其后，反复实验均未能重现118号元素的信号，因此该实验室在2001年8月宣布收回该论文。但是科学家们相信，完成的第七周期包含的元素数目与第六周期相同。若118号元素将来被确认，则下列预测合理的是： A.它的中子数是118 B.它是第八周期元素 C.它是活泼的金属元素 D.它的最外层电子数是8,（二）在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质,寻找制造农药的元素：,寻找半导体材料：,寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料：,在磷附近:含Cl、P、S、N、As等元素的化合物,在“折线”附近如：Ge、Si、Ga、Se,催化剂：MnO2 、TiO2、 Pt 合金材料：钛、钽、钼、钨、铬,在过渡元素区域：,（三）找元素之最,最活泼金属Cs、最活泼非金属F2 最轻的金属Li、最轻的非金属H2 最高熔沸点是C、最低熔沸点是He 最稳定的气态氢化物HF，含H%最大的是CH4 最强酸HClO4、最强碱CsOH 地壳中含量最多的金属和非金属：Al O,溶于水后酸性最强的气态氢化物：HI,最易溶于水的气态氢化物： NH3 溶于水后碱性最强的气态氢化物：NH3,中学常见的13种元素的特殊结构和特殊性质小结,(2) 2He：该元素的单质的沸点是已知物质中最低的,(3) 3Li：是原子半径最小的碱金属元素，其密度(0.5348g / cm3)比 煤油的密度(0.88g / cm3)还小，所以不能保存在煤油中，而通常 保存在液体石蜡中。,(4) 6C：最高正价与最低负价绝对值相等；最难形成离子。该元素 的一种单质金钢石在天然物质中硬度最大。另一种单质 石墨具有金属光泽且能导电但不是金属。形成化合物种类最多 的元素；气态氢化物中氢的质量分数最大的元素,(1)1H：在周期表中唯有第一周期从非金属H开始，普通 H 原子只有 质子和电子构成；H 原子半径是所有原子半径中最小的。周期表 中位于左上角，H2是所有气体中最轻的气体。,(5) 7N： 同周期元素中未成对电子数最多的元素之一。气态氢化物 水溶液显碱性。气态氢化物易与它的最高价氧化物的水化物化合。,(6) 8O： 未成对电子数与电子层数相等，是地壳中含量最高的元素。,(7) 9F： 无正化合价，该元素是与水反应最剧烈的非金属单质。也 是使水表示还原性的一个典型反应；氢化物水溶液是一种弱酸， 可腐蚀玻璃。阴离子的还原性最弱的元素；气态氢化物最稳定的 元素,(8) 12Mg：其单质能在CO2气体中燃烧，也能在氮气中燃烧。,(9) 13Al：是地壳中含量最高的金属元素；该金属单质在冷浓 H2SO4或冷浓HNO3中钝化；该元素具有两性。,(11) 15P：该元素的一种单质白磷，有剧毒，不溶于水，易溶于CS2 能自燃，它的分子具有正四面体结构；另一种单质红磷不溶于 水，也不溶于CS2，是制造安全火柴的原料；在一定条件下，两 种单质可以相互转化。,(12) 16S：该元素的氢化物与它的最高价氧化物对应的水化物的浓 溶液作用。,(13) 17Cl：同周期元素中成对电子数最多的元素之一，其单质有剧 毒，最高价氧化物对应的水化物的酸性最强。,(10) 14Si： 电子层结构跟同族碳相似。该元素在地壳中含量居第二 位，其单质是良好的半导体材料。该单质又能与强碱作用放出H2,1.周期表前20号元素中有A、B、C、D、E五种元素。已知它们都不是稀有气体元素，且原子半径依次减小，其中A和E同族，A与C、B与E原子的电子层数都相差2，A、B原子最外层电子数之比为1 ：4。 （1）写出元素符号： B_、 D_、 E_。 （2）A和C能以原子数1 ：1形成一种化合物，写出该化合物的化学式：_。,Si F H,K2O2,2. X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下有如下反应：Y + X A（气）；Y+ Z B（气） 请针对以下两种不同情况回答： （1）若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成固体C时有白烟产生，则： Y的化学式是_； 生成固体C的化学方程式是_。,H2,（2）若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则： B的化学式是_； 向苛性钠溶液中通入过量的A，所发生反应的离子方程式是_； 将Y与（1）中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是_。,NH3 + HCl = NH4Cl,S+ 3Cl2 + 4H2O = H2SO4 + 6HCl,H2S+ OH- = HS- + H2O,SO2,3.短周期的三种元素X、Y、Z，原子序数依次变小，原子核外电子层数之和是5。X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子