高二化学元素周期律复习

初识元素周期律原子序数为了研究方便，我们把不同的元素按核电荷数由小到大的顺序对其进行编号，这种编号叫原子序数。原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数原子序数是人为给的编号,不是原子固有的一、元素的性质元素的性质主要包括：原子半径元素主要化合价（最高价、最低价）元素金属性和非金属性等今天，我们以元素的原子半径、主要化合价、金属性和非金属性等性质为代表研究元素性质随原子序数增加的变化规律。想一想元素的性质为什么会随着原子序数的递增而出现周期性的变化呢？画出1-18号元素的核外电子排布示意图原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1～23～1011～18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变化。123121818882周期性随着原子序数的递增，原子的最外层电子数呈现周期性的变化规律。随着核电荷数的增加，原子的最外层电子数每隔一定数目的原子就重复1→8的变化。性质的周期性变化和原子的最外层电子数呈现周期性变化，两者之间有无联系？结论:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。——元素周期律的实质结构周期性变化决定性质周期性变化•1—18号元素（稀有气体除外）原子半径随原子序数递增变化关系曲线。随着原子序数的递增，重复出现原子半径由大→小的变化。[探究活动1]原子半径的变化规律[思考讨论]能否只根据1—18号元素（稀有气体除外）原子半径随原子序数递增变化关系曲线，就可以总结出元素原子半径随原子序数递增的规律？不行。还应看18号以后元素原子半径随原子序数递增的变化情况而定。主族元素原子半径随原子序数递增变化关系曲线[归纳]随着原子序数递增，每隔一定数目的原子，元素的原子半径便重复呈现由大→小的变化。周期性我们把随着原子序数递增，每隔一定数目原子，元素原子半径重复由大到小的变化规律称为周期性。可以说元素的原子半径随着原子序数的递增而呈现周期性变化。重复相同的变化[探究活动2]元素的主要化合价的变化规律阅读:pag29图9.21—18号元素的主要化合价随原子序数递增的变化关系主要指元素的最高价和最低价。[思考]你认为随着元素原子序数的递增，元素的化合价呈现什么规律性的变化？将讨论的结果填入表中。原子序数主要化合价变化1——23——911——17+1→0+1→+5-4→-1+1→+7-4→-1[说明]对于稀有气体元素，由于它们的化学性质不活泼，在通常状况下难以与其他物质发生化学反应，因此，把它们的化合价看作0。[归纳]每隔一定数目的原子，元素的最高价由低到高，最低价由低到高也重复相同的变化，我们把这种重复相同变化的规律也称作周期性。随着元素原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性的变化。[探究活动3]元素的金属性和非金属性阅读课本pag29寻找相关资料思考与练习结论:随着元素原子序数的递增，元素的金属性和非金属性强弱呈现周期性的变化。钠、镁、铝单质和化合物的性质递变规律钠镁铝与水反应与冷水剧烈反应与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应与冷水很难反应，与沸水缓慢反应与酸反应剧烈反应迅速反应氧化物Na2O和Na2O2MgOAl2O3对应碱NaOH为强碱Mg(OH)2为中强碱Al(OH)3为两性氢氧化物结论钠、镁、铝单质和化合物的性质呈周期性变化14Si15P16S17Cl对应氧化物氧化物的水化物酸性强弱单质与H2反应条件气态氢化物及稳定性结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4弱酸中强酸强酸最强酸逐渐增强高温加热加热点燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强非金属性逐渐增强二、元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。这个规律叫做元素周期律。元素周期律揭示了元素性质的变化规律。表明:元素之间必定存在一定的内在联系[小结]本节课我们主要讨论了元素的主要化合价、原子半径两个性质，了解了随原子序数递增，元素的原子半径、主要化合价呈现周期性变化的规律。这初步表明元素性质变化是有规律的。元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的本质是元素原子的最外层电子排布呈周期性变化。[问题］如何简单清晰地将元素性质随着原子序数的递增呈周期性变化的规律表现出来呢？科学家为此作了许多探索,绘制了各种各样的元素周期表。1907年1月27日，俄罗斯彼得堡寒风凛冽，温度降到零下20多度。太阳暗淡无光。街道上到处点着蒙上黑纱的灯笼。原来，他们是在悼念伟大的俄罗斯化学家门捷列夫。门捷列夫最伟大的成就就是发明了化学元素周期表。元素周期表是元素周期律的具体表现形式，反映了元素之间相互联系的规律。一、元素周期表的编排原则：从左到右元素的原子序数依次递增电子层数相同的元素排在同一行最外层电子数相同的元素排在同一列把电子层数相同，又按照原子序数递增顺序排成横行的一系列元素称为一个周期。最外层电子数相同，按原子序数递增顺序（电子层数递增顺序）自上而下排列的一系列纵行元素称为一个族。二、元素周期表的结构元素周期表族周期主族副族零族第Ⅷ族短周期长周期不完全周期（7个）（7个）（1个）（1个）（第一、二、三周期）（第四、五、六周期）（第七周期）３个纵行，8、9、10三列总称１个纵行，稀有气体元素７个纵行，用Ａ表示７个纵行，用Ｂ表示（16个族）（18个纵行）•由短周期元素和长周期元素共同构成的族，叫做主族；•完全由长周期元素构成的族，叫做副族。288183218纵行序数123~78910111213~1718族序数分类ⅠAⅡA主族ⅢB~ⅦB第Ⅷ族ⅠBⅡB副族第八族副族ⅢA~ⅦA0零族IAHLiNaKRbCsIIABeMgCaSrBaIIIABAlGaInTlIVACSiGeSnPbVANPAsSbBiVIAOSSeTePoVIIAFClBrIAt元素周期表的中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共六十多种元素，通称为过渡元素。因为这些元素都是金属，所以又把它们叫做过渡金属。原子核电荷数=原子序数核外电子层数=周期序数主族序数=最外层电子数=主族元素的最高正价（特殊：O、F无正价）小结1、最外层电子数与族序数、化合价的关系最外层电子数=主族的族序数=主族元素的最高正价数2、非金属元素的最低负价数=其达到最外层8电子结构所需的电子数非金属元素的最低负化合价绝对值=8-主族序数（或最高正价）3、正价与负价的关系除O、F、H、B外，其余非金属元素：|最低负化合价|+最高正化合价=84、金属无负价、氟无正价，氧无正价[练习]下列元素位于元素周期表中第几周期，第几主族？周期表中位置元素a.某元素处于第三周期，第VIA族b.某元素处于第二周期，第IIIA族SB核外电子排布的递变规律同主族元素核外电子排布有什么规律?用卤素、氧族元素来分析说明。同周期元素核外电子排布有什么规律？用第二、第三周期来分析说明。结论：同周期元素电子层数相同，随着核电荷数递增，最外层电子数逐渐增多。同主族元素最外层电子数相同，电子层数递增。三、元素性质的递变规律原子半径：同一周期中，从左到右由大→小同一主族中，从上到下由小→大原子半径由小到大原子半径由大到小为什么？三、元素性质的递变规律1、原子半径①同一周期（除第一周期外）元素的原子半径从左到右，随原子序数的递增而逐渐减小（稀有气体元素除外）。原因是：随着核电荷数的递增，电子层数不变，核对外层电子引力增大。②同一族元素从上到下，原子半径逐渐增大。2、元素化合价元素主要化合价的周期性变化决定于原子最外层电子数的周期性变化①同周期（除第一周期外），从左至右，元素最高正价由碱金属的+1价递增至+7价，非金属元素由碳族-4价递变为卤素的-1价②同主族元素的最高正价或负价均相同ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA最高正价+1+2+3+4+5+6+7最低负价-4-3-2-13.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系（1）同一周期从左→右:原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。∴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Li3锂Be4铍B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Na11钠Mg12镁Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯（2）同一主族从上到下:电子层数增加，原子半径增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。∴元素金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。Na11钠Li3锂K19钾Rb37铷Cs55铯F9氟Cl17氯Br35溴I53碘At85砹金属性逐渐增强非金属性逐渐增强以碱金属和卤族元素为例：同一主族中，从上到下原子半径由小→大原子核对核外电子的吸引能力由小→大，失电子能力减弱，元素的金属性减弱。得电子能力增强，元素的非金属性增强。原子核对核外电子的吸引能力由大→小，失电子能力增强，元素的金属性增强；得电子能力减弱，元素的非金属性减弱。金属性增强金属性增强铯是金属性最强的金属氟是非金属性最强的非金属非金属性增强非金属性增强同一周期中，从左到右原子半径由大→小元素金属性强弱的判断方法金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强。判断依据1．单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，置换出氢气越容易，金属性越强。2．最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。钠、镁、铝单质和化合物的性质递变规律钠镁铝与水反应与冷水剧烈反应与冷水不易反应，与沸水迅速反应与冷水很难反应，与沸水缓慢反应与酸反应剧烈反应迅速反应最高价氧化物Na2OMgOAl2O3最高价氧化物对应水化物（对应碱）NaOH为强碱Mg(OH)2为中强碱Al(OH)3为两性氢氧化物结论钠、镁、铝单质和化合物的性质呈周期性变化元素非金属性强弱的判断方法非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强。判断方法1、与H2化合越易，非金属性越强。2、气态氢化物越稳定，非金属性越强。3、最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。14Si15P16S17Cl最高价氧化物最高价氧化物对应水化物（最高价含氧酸）酸性强弱单质与H2反应条件气态氢化物及稳定性结论SiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4弱酸中强酸强酸最强酸逐渐增强高温加热加热点燃或光照SiH4PH3H2SHCl逐渐增强非金属性逐渐增强项目同周期（左－右）同主族（上－下）原子结构性质核电荷数最外层电子数电子层数原子半径主要化合价元素的金属性和非金属性单质的氧化性、还原性最高价化合物对应水化物的酸碱性气态氢化物的热稳定性同周期、同主族元素的递变规律逐渐增大逐渐增多相同逐渐减小（零族除外）最高价由+1—+7最低价绝对值=8-主族序数金属性减弱，非金属性增强还原性减弱，氧化性增强碱性减弱，酸性增强逐渐增强逐渐增大相同逐渐增多逐渐增大最高价、最低价相同最高价=主族序数(O、F除外)非金属性减弱，金属性增强氧化性减弱，还原性增强酸性减弱，碱性增强逐渐减弱1.金属性最强的元素（不包括放射性元素Fr）是；2.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素是；4.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。CsFClCs5、周期表中金属元素和非金属元素的分布原子序数=核电荷数周期序数=电子层数主族序数=最外层电子数相似性递变性(从上至下,金属性增强,非金属性减弱)同周期同主族递变性(从左到右,金属性减弱,非金属性增强)原子半径最外层电子数决定原子得失电子能力质子数决定元素种类最外层电子数与元素分类有关原子结构表中位置元素性质原子结构决定元素在周期表中的位置和性质。元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。6、元素周期表的应用在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质寻找用于制取农药的元素寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找半导体材料第三周期元素ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦANaMgAlSiPSCl最高正价+1+2+3+4+5+6+7最高正价氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对应水化物NaOHMg(OH)2Al(OH)3H2SiO3H3P