元素周期表

第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表授课人：董啸元素周期表3元素周期表1869年，俄国化学家门捷列夫试着按相对原子质量递增的顺序，把当时的63种元素排成几行，再把各行中性质相似的元素上下对齐，制得第一张元素周期表。结果发现：每一横行元素性质从从金属到非金属，每一纵行元素化学性质相似。还预言十几种尚未发现的元素，十几年后，事实证明了他的预见准确令人惊奇。元素周期律的发现史——1829年德贝莱纳(德)三素组1865年纽兰兹(英)的八音律1868年迈尔(德)的原子体积周期性图解1869.10迈尔(德)的第三张周期表1869年2月门捷列夫(俄)的第一张周期表1871年门捷列夫(俄)的第二张周期表1930年发现稀有气体后的周期表1981年中国长式1995年中国长式1998年IUPAC推荐1999年长式周期表远景图1829年德贝莱纳(德)的三素组幻灯片19№1865年纽兰兹(英)的八音律1868年迈尔(德)的原子体积周期性图解1869年10月迈尔(德)的第三张周期表1869年2月门捷列夫(俄)的第一张周期表1871年门捷列夫(俄)的第二张周期表1930年发现稀有气体后的周期表1981年中国长式1995年中国长式1998年IUPAC推荐1999年长式元素周期表周期表远景图一、元素周期表1、原子序数（1）定义：将元素按照核电荷数依次递增的顺序进行编号所得的序号叫做元素的原子序数。（2）关系：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数元素周期表2、编排原则【探索发现】请大家仔细观察周期表，思考周期表的编排依据是什么？周期和族划分的依据是什么？元素周期表的编排原则：①将电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列排成横行。②将最外层电子相同的元素按电子层的递增的顺序从上到下排成纵行。钾（K）钙（Ca）＋192881＋202882请画出1－20号元素的原子结构示意图。Na11钠H1氢He2氦Li3锂Be4铍B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Mg12镁Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氩K19钾Ca20钙IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA01234族：具有相同的最外层电子数的列周期：具有相同的电子层数的行元素周期表（1-20号元素）A：主族元素周期表3、周期表的结构（1）周期：①定义：将具在相同电子层数的元素，按照原子序数递增的顺序排列的一个横行，称为一个周期。序号：周期序数=电子层数[学生活动]阅读教材P4页，数一数元素周期表有多少个横行？思考周期表中有多少周期？每周期有多少种元素？元素周期表类别核外电子层数起止元素周期序数元素种数1H—He2Li—Ne3Na—Ar4K—Kr5Rb—Xe6Cs—Rn7Fr～118②分类：类别核外电子层数起止元素周期序数元素种数1H—He12Li—Ne23Na—Ar34K—Kr45Rb—Xe56Cs—Rn67Fr～1187②分类：类别核外电子层数起止元素周期序数元素种数1H—He122Li—Ne283Na—Ar384K—Kr4185Rb—Xe5186Cs—Rn6327Fr～118732②分类：类别核外电子层数起止元素周期序数元素种数短周期1H—He122Li—Ne283Na—Ar38长周期4K—Kr4185Rb—Xe5186Cs—Rn6327Fr～118732②分类：②分类：7个横即7个周期。周期分为短周期和长周期，短周期包括第一、二、三周期，长周期包括第四、五、六、七周期。③特点：a.每一周期元素电子层数相同；b.每一周期都是以活泼金属碱金属元素开始逐渐过渡到活泼非金属，最后以稀有气体元素结束。元素周期表（2）族：①定义：将不同横行中最外层电子数相同的元素，按照电子层的递增的顺序，从上到下排成纵行，称为一个族。周期表中的每一个纵行称为一族，族的序号一般用罗马数字表示。【学生活动】请同学们数一数周期表中有多少个纵行。元素周期表②分类：周期表中共有18个纵行，16个族。主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族，用符号A表示。主族：IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA。副族：由长周期元素共同构成的族，用符号B表示。副族：IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB。特殊族：第VIII族包括8、9、10三个纵行的元素；0族为稀有气体元素。元素周期表③规律：主族的序数=最外层电子数④特殊名称：IA：碱金属元素；IVA：碳族元素；VA：氮族元素；VIA：氧族元素；VIIA：卤族元素；0族：稀有气体元素。元素周期表【观察与思考】在周期表中，元素最多的周期是哪一周期？共有多少种元素？元素最多的族是哪一族？共有多少种元素？4、主族元素的原子结构与位置的关系分析：电子层数决定元素所在的周期，最外层电子排布决定元素的所在的族。周期序数=电子层数主族序数=最外层电子数(1)已知某主族元素的原子结构示意图如下，判断位于第几周期,第几族?（2）已知某元素位于周期表中第三周期，第ⅦA族，画出该元素的原子结构示意图。XY第三周期第ⅥA族第五周期第ⅦA族练习：（3）填写下表元素甲乙丙丁原子序数1320元素符号Mg周期2族ⅥA【小贴士】一句话概括元素周期表的结构：三短四长七周期；七主七副两特殊。[思考]分析元素周期表中从ⅢB到ⅡB之间的元素名称，它们的偏旁部首有什么特点？说明什么？[结论]其偏旁均为“金”，说明它们均为金属。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。布置作业1、写出1-20号元素的原子结构示意图。2、画出元素周期表的框架，并将1-20号元素填入其中。二、元素的性质与原子结构的关系1、碱金属元素【科学探究1】请同学们查阅有关信息，并完成P5表。由此可以得出碱金属元素的原子结构有何异同？〖结论〗碱金属元素的原子结构特点：①共同点：最外层电子数都相同为1。②不同点：核电荷数从Li到Cs逐渐增多；电子层数依次增多；原子半径依次增大。（1）物理性质：【科学探究2】根据表1-1碱金属的物理性质，请总结碱金属的物理性质有什么相似性和递变性？〖结论〗碱金属的物理性质：①相似性：银白色（除铯外），柔软，有延展性，熔沸点低，密度小，导电导热性好。②递变性：随核电荷数增加，密度逐渐增大（K除外），熔沸点逐渐降低。【方法指导】金属性强弱的判断方法：①利用单质与水反应置换出氢的难易程度判断；②利用单质与酸反应置换出氢的难易程度判断；③利用最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）的碱性强弱判断。④利用单质之间的置换反应判断。（2）化学性质钠和钾分别与氧气和水反应比较。【实验1】取钾、钠各一粒，分别放在石棉网上的左、右两边，同时加热。观察实验的现象。【实验现象】钾首先熔化（熔点低），先与氧气发生反应，后钠再熔化与氧气反应。【学生活动】请写出钠与氧气在加热条件下的化学反应方程式，并尝试的写出锂和钠与氧气在加热条件下的化学反应方程式。〖实验探究〗【实验2】钾、钠与水的反应：取两烧杯，放入相同量的水，然后分别取绿豆大的钾、钠各一粒同时分别放入两烧杯中，观察实验的现象。【实验现象】钾燃烧，后消失；钠熔化，后消失。【学生活动】请写出钠与水反应的化学反应方程式，并依此为根据写出锂、钾与水反应的化学反应方程式。【思考与交流】从钾、钠分别与氧气和水的反应实验中，请总结出碱金属与氧气与水的反应有什么相似性、递变性？碱金属与水反应【结论】相似性：碱金属都能与氧气和水反应，生成相似的产物，产物中碱金属元素的化合价均为+1。递变性：周期表中碱金属从上往下，与氧气和水的反应越来越剧烈。反应越来越剧烈Li、Na、K、Rb、Cs【科学探究3】碱金属有这样的相似性、递变性的本质原因在哪里？物质的结构决定性质，所以我们一起在结构中寻找原因。【探究结论】由于碱金属元素的原子最外层电子数都为1，所以性质有相似之处。随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小，最外层电子易失去，金属性增强，表现在参加化学反应时越来越剧烈。2、卤族元素〖科学探究1〗阅读教材第7页，分析卤族元素的原子结构，比较它们的相似性和递变性。卤族元素的原子结构示意图：〖结论〗卤族元素的原子结构:相似性:最外层电子数都为7。不同点：核电荷数从F到I逐渐增多；电子层数依次增多；原子半径依次增大。（1）物理性质：〖科学探究2〗阅读教材第8页，分析卤族元素的性质，比较它们的相似性和递变性。请大家根据表，总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。〖结论〗卤素单质的物理性质：①相似性：卤素单质都是双原子分子，有颜色，密度较小，熔沸点较低。不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂（萃取原理）。②递变性：颜色：由浅变深；状态：气→液→固；密度：小→大；熔沸点：低→高；水中的溶解性：大→小。规律：从氟到碘单质的颜色逐渐加深，密度依次增大，熔沸点依次升高。【方法指导】非金属性强弱的判断方法：①利用非金属单质与氢气反应生成氢化物的难易程度；②利用非金属元素氢化物的稳定性判断；③利用最高价氧化物对的水化物的酸性强弱判断；④利用单质之间的置换反应判断。（2）化学性质（2）化学性质：①卤素单质与H2的反应卤素单质与氢气的反应化学方程式F2在冷、暗处就能剧烈化合而爆炸，生成的氟化氢很稳定。F2＋H2＝2HFCl2在光照或点燃下发生剧烈反应，生成的氯化氢较稳定。Cl2＋H2＝2HClBr2在加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定Br2＋H2＝2HBrI2持续加热，缓慢的化合，生成的碘化氢不稳定同时发生分解I2＋H2＝2HI【结论】相似性：卤素单质都与氢气反应，生成卤化物。递变性：随着核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应剧烈程度：F2Cl2Br2I2逐渐减弱随着核电荷数的增多，生成氢化物稳定性：HFHClHBrHI稳定性减弱②卤素单质与水反应的比较与水的反应F22F2＋2H2O＝4HF＋O2↑（剧烈）Cl2Cl2＋H2O＝HCl＋HClO（能跟水能发生反应）Br2Br2＋H2O＝HBr＋HBrO（比氯气跟水反应弱）I2I2＋H2O＝HI＋HIO（只有很微弱的反应）【结论】随着核电荷数的增多，卤素单质与水反应剧烈程度：F2Cl2Br2I2逐渐减弱③卤素单质间的置换反应[实验1-1]完成下列实验，观察现象。写出有关反应的方程式。实验现象化学方程式①将少量新制的饱和氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。②将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。【结论】随核电荷数的增加,卤素单质氧化性强弱顺序：溶液分层，上层无色，下层为橙色或紫色。溶液分层，上层无色，下层为紫色。Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2KI=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2【探究结论】由于卤族元素的原子最外层电子数都为7，所以性质有相似之处，能与氢气水等反应。随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小，最外层不易得到电子，单质的氧化性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱，参加氧化还原反应时越来越缓慢。【探究总结】①元素的性质与原子结构有密切关系，主要是与原子核外电子排布，特别是最外层电子数有关。②在元素周期表中，同一主族元素从上到下，随着原子核外电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子失电子的能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。【学以致用】1、砹(At)是原子序数最大的卤族元素，对砹和砹的化合物的叙述中，正确的是（）A.与H2化合的能力：At2＞I2B.砹在常温下为白色固体C.砹原子的最外层有7个电子D.砹易溶于水，难溶于四氯化碳C2、下列关于碱金属的叙述中，不正确的是（）A.随着原子序数的增加，元素的金属性逐渐增强B.随着原子序数的增加，单质的还原性逐渐