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经典力学的局限性授课教师：docer读秀高中化学新人教版必修第一册4.1原子结构与原子周期表第2课时元素周期表和元素周期律的应用门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下了空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。门捷列夫作出这些伟大预言的科学依据是什么？1.元素周期表的金属区和非金属区(1)分界线的划分：沿着周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之间画一条斜线，斜线的左面是_____元素，右面是_______元素。(2)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，故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。金属非金属一、元素周期表的分区及化合价规律2.元素化合价与元素在周期表中位置的关系(1)主族元素最高正化合价＝_________＝______________。(2)非金属元素的化合价①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。②最低负价等于使它达到8电子稳定结构所需要得到的电子数。③最高正价与最低负价绝对值之和等于8(O、F除外)。主族序数最外层电子数一、元素周期表的分区及化合价规律(1)金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性()(2)Si是非金属，故Si元素只表现非金属性()(3)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素()(4)最外层电子数是2的元素，都是第ⅡA族元素()(5)氧元素为第ⅥA族元素，其最高正化合价为＋6价()(6)第三周期元素的最高正价等于它所处的主族序数()×××××√一、元素周期表的分区及化合价规律正误判断(1)根据周期表中元素的金属性和非金属性递变规律分析：什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？分别位于元素周期表中的什么位置？提示铯的金属性最强，氟的非金属性最强，分别位于元素周期表的左下角和右上角。(2)元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n－2，在其气态氢化物中，R元素的化合价为__________。－(12－3n)一、元素周期表的分区及化合价规律深度思考(3)短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是___(填字母)。A.X、Y、Z三种元素中，X的非金属性最强B.Y的氢化物的稳定性比Z的氢化物弱C.Y的最高正化合价为＋7价D.X单质的熔点比Z的低D一、元素周期表的分区及化合价规律解析由题目信息(短周期图示位置关系)，可确定X、Y、Z三种元素分别为He、F、S。A项，非金属性最强的是F，错误；B项，HF比H2S更稳定，错误；C项，元素F无正化合价，错误；D项，因常温常压下He为气体，S为固体，正确。一、元素周期表的分区及化合价规律1.在科技生产中的应用二、元素周期表和周期律的应用2.元素推断的应用模型(1)由元素原子或离子的核外电子排布推断核外电子排布——→推知电子层数、最外层电子数——→推知周期序数、族序数——→推知单质及化合物的性质(2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断元素单质及化合物的特性——→推知元素名称或符号——→推知原子结构——→推知元素周期表中的位置二、元素周期表和周期律的应用(3)由元素在周期表中的位置推断二、元素周期表和周期律的应用(1)A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。则4种元素的符号依次是A_______，B________，C________，D________。SClKCa解析由A、D两元素核外电子排布的特点可知：A为S，D为Ca；由核电荷数的相对大小及它们离子的电子层结构，可知B为Cl，C为K。二、元素周期表和周期律的应用深度思考(2)X、Y、Z三种短周期元素，原子序数依次增大，其中Z的单质溶于水所得的溶液具有漂白性，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物，两两之间都能反应。则X、Y、Z的元素名称分别为______、_____、____。钠铝氯解析由Z单质水溶液有漂白性，可知Z为Cl，X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间可以反应，则Y为Al，X为Na。二、元素周期表和周期律的应用(3)X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是______(填字母)。A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z＜Y＜XB.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C.三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定D.原子半径由大到小的顺序为Z＜Y＜XA二、元素周期表和周期律的应用解析X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z为磷元素。它们在周期表中的位置如图。元素非金属性由弱到强的顺序为P＜S＜O，A项正确；S元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4，B项错误；非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，因此X的气态氢化物最稳定，C项错误；根据元素周期律，原子半径由大到小的顺序为P＞S＞O，D项错误。二、元素周期表和周期律的应用1.下列说法正确的是A.原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素B.某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期C.第三周期元素的主族序数等于它们的最高正化合价D.最外层电子数相同的元素的性质一定相似√解析由元素周期表的分区知，第四、五、六主族既包含金属元素又包含非金属元素，A项错误；某元素离子的最外层和次外层电子数相同，可能是，若为阴离子，则为第三周期元素；若为阳离子，则为第四周期元素，B项错误；最外层电子数相同的元素，如Mg和He，不在同一主族，元素性质没有相似性，D项错误。2.下列元素最高正化合价依次增大的是A.Al、Si、P、ClB.C、N、O、FC.Si、P、S、SeD.Si、Al、Mg、Na√解析B项中F没有正化合价，错误；C项中S和Se的最高正化合价相同，错误；D项中最高正化合价依次减小，错误。3.已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是A.单质有氧化性B.最高正价一定为＋7价C.是非金属元素D.同周期元素中原子半径最小√解析某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期元素从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。4.如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是A.元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②B.气态氢化物的稳定性：⑤＞②C.最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤D.元素的最高正化合价：③＝⑥√解析元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：H2O＞H2S，酸性：HClO4＞H2SO4，B项错误、C项正确；F无正价，D项错误。5.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是A.最简单气态氢化物的热稳定性：R＞QB.最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜WC.原子半径：T＞Q＞RD.单质T与NaOH溶液不反应√解析短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：R(N)T(Al)Q(Si)W(S)氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al＞Si＞P，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P＞N，即Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。6.已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性，W、X两种元素可形成两种二元化合物，Y的简单离子半径在同周期中最小。则W、X、Y、Z四种元素中，X的原子结构示意图：_________，Y简单离子的结构示意图：________，Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为_______。H2SO4解析由题目描述可知，W、X、Y、Z之间的位置关系为，可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期；由于Y的离子半径在同周期中最小，则Y为Al。由于金属元素X与非金属元素W可形成两种二元化合物，可知X为Na，W为O，则Z为S。可根据要求完成问题。WX、Y、Z7.我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。(1)它位于元素周期表中第_____周期______族。(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是____(填序号)。①它与硅位于同一主族②它位于周期表中金属与非金属分界线附近③它位于边界线附近④它是两性物质(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是____(填字母)。A.左上角B.右上角C.过渡元素D.金属与非金属分界线附近四ⅣA②D解析根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期ⅣA族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素。