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第四章物质结构元素周期律第二节元素周期律第2课时元素周期表和元素周期律的应用目标与素养：1.知道元素周期表的简单分区。(宏观辨识)2.进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。(宏观辨识)3.了解元素的原子结构、周期表中的位置与元素性质的关系。(宏观辨识与微观探析)4.体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。(科学态度与社会责任)自主预习探新知一、元素周期表的分区及元素化合价规律请填写出图中序号所表示内容。①；②；③；④；⑤；⑥；⑦；⑧。增强减弱增强增强AlSi金属非金属微点拨：①周期表的左下方是金属性最强的元素(钫)，右上方是非金属性最强的元素(氟)。碱性最强的是FrOH，酸性最强的含氧酸是HClO4。②由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线，因此，位于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。③元素的化合价与元素在周期表中的位置之间关系主族元素的最高正化合价，等于原子所能失去或偏移的最外层电子数；而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8。即：a．最高正化合价＝族序数＝原子最外层电子数(O、F除外)；b.最高正化合价＋最低负化合价绝对值＝8。二、元素周期表和元素周期律的应用1．根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的______(或)。2．应用于元素“——”的相互推断。3．预测新元素为新元素的发现，以及预测它们的提供线索。强弱大小位置结构性质原子结构和性质4．寻找新物质(1)在金属与非金属分界处可以寻找材料。(2)研究附近元素，制造新农药。(3)在中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。过渡元素半导体氟、氯、硫、磷、砷(1)从第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹连成一条斜线，即为金属元素和非金属元素的分界线，分界线附近元素的性质有何特点？这些元素可制取什么材料？[提示]分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性。这些元素可以制取半导体材料。(2)短周期元素R的氢化物的化学式为H2R，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是什么？[提示]该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)根据元素周期律可知金属性最强的是钫，非金属性最强的是氦()(2)金属不可能具有非金属性，非金属不可能具有金属性()(3)锗元素属于金属元素，但也具有一定的非金属性()(4)在金属与非金属分界线附近寻找催化剂材料()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×2．根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是()A．Si、KB．C、SiC．Si、GeD．As、SeC[在元素周期表中，在金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如Si、Ge可用作半导体材料。]3．主族元素锗的最高化合价为＋4价，且锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________。硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________(填“硅”或“锗”)。[答案]第四周期ⅣA族半导体材料锗核心突破攻重难同一元素的“位、构、性”关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。1.结构与位置互推是解题的基础(1)掌握四个关系式①电子层数＝周期数。②质子数＝原子序数。③主族元素原子最外层电子数＝主族序数。④主族元素的最高正价＝族序数，最低负价＝主族序数－8。(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律①各周期元素种类数(分别为2、8、8、18、18、32、32)。②稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分别在一到七周期)。③同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32、32)。④同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。2．性质与位置互推是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：(1)原子半径。(2)元素的主要化合价。(3)元素的金属性、非金属性。(4)单质的氧化性、还原性。(5)气态氢化物的稳定性。(6)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(7)金属从H2O或酸中置换H2的难易程度。3．结构和性质的互推是解题的要素(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性强弱。(2)同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似。(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。(4)判断元素金属性和非金属性强弱。【典例】下图中，a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是()abcdeA.元素b位于ⅥA族，有＋6、－2两种常见化合价B．五种元素中，元素e的性质最稳定C．原子半径有dcbD．元素e参与形成的化合物可以作为一种半导体材料D[根据各元素在周期表中的物质可知，a、b、c、d、e分别是He、O、P、Cl、As。元素b是O元素，位于ⅥA族，只有－2、－1两种常见化合价，没有＋6价，A错误；五种元素中，元素a的原子具有最外层2个电子的稳定结构，所以它的性质最稳定，B错误；同一周期的元素，原子序数越小，原子半径越大，不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以原子半径有cdb，C错误；元素e处于金属与非金属交界处，所以该元素参与形成的化合物可以作为一种半导体材料，D正确。]1．下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断，正确的是()A．金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力越强B．若存在简单阴离子R2－，则R一定位于ⅥA族C．P和As都是ⅤA族元素，则PH3的还原性比AsH3的还原性强D．铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料B[金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力不一定越强，例如锂的金属性弱于钡，A错误；若存在简单阴离子R2－，R的最低价是－2价，则R一定位于ⅥA族，B正确；P和As都是ⅤA族元素，同主族从上到下非金属逐渐减弱，氢化物还原性逐渐增强，则PH3的还原性比AsH3的还原性弱，C错误；铅位于第六周期第ⅣA族，不位于周期表中金属和非金属的交界处，铅是金属，不可作半导体材料，D错误。]2．短周期中三种元素a、b、c在周期表中的位置如图，下列有关这三种元素的叙述正确的是()A．a是一种活泼的非金属元素B．c的最高价氧化物的水化物是一种强酸C．b的氢化物不稳定D．b元素的最高化合价为＋7价B[根据周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S。He是稀有气体，化学性质稳定，A项错误；c的最高价氧化物的水化物是H2SO4，H2SO4是强酸，B项正确；b的氢化物为HF，HF很稳定，C项错误；F无正价，D项错误。]当堂达标提素养1．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。下列说法正确的是()A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构D．同一主族元素的原子、最外层电子数相同，化学性质完全相同B[位于周期表中金属与非金属分界线上的元素(如Al)既能表现金属性，又能表现非金属性，A错；H＋最外层无电子，H－、Li＋最外层只有两个电子，C错；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，D错；第三周期元素的最高正化合价由ⅠA～ⅦA族分别为＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋6、＋7价等于它所处的主族序数，B正确。]2．科学家已正式将原子序数为114的元素命名为钅夫，下面关于它的原子结构和性质预测不正确的是()A．该元素原子的最外层电子数为4B．其常见价态为＋2、＋4C．它的金属性比铅强D．它的原子半径比第115号元素的原子半径小D[根据114号元素的原子序数，可推知该元素在周期表中位于第七周期，第ⅣA族，其与碳是同一主族元素，该元素最外层电子数为4，其有＋2价、＋4价，A、B项正确；114号元素与铅为同一主族元素，根据同主族元素从上到下金属性逐渐增强，可知该元素的金属性比铅强，C项正确；114号元素与115号元素位于同一周期，根据同周期元素原子半径逐渐减小可知，114号原子半径大于115号原子半径，D项不正确。]3．第ⅡA族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于ⅡA族元素预言可能正确的是()①常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2②常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2③Be(OH)2易溶于水④Ba(OH)2易溶于水⑤SrCO3易溶于水A．①②③B．③⑤C．②④D．①②③④⑤C[同主族从上到下，金属性逐渐增强，与水反应越来越剧烈，即常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2，①错误，②正确；Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，推出Be(OH)2难溶于水，③错误；Ba(OH)2是易溶于水的强碱，④正确；根据MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水，因此SrCO3难溶于水，⑤错误。]4．如图所示，元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是()A．虚线左下方的元素均为非金属元素B．紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)D．可在虚线的右上方，寻找耐高温材料C[A项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；B项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；C项，元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，也具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，正确；D项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。]5．A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题：(1)C在元素周期表中的位置为________，G的原子结构示意图是________。(2)D与E按原子个数比1∶1形成化合物甲，其化学式为_____，向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是________________。(3)E、F、G形成的简单离子，半径由大到小顺序是____________________________________。(用离子符号表示)[解析](1)由题给信息知A为H，B为C，D为O，E为Na，F为S，G为Cl，由B、D可知C为N。(2)Na与O可形成Na2O、Na2O2，Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。(3)Na＋核外电子排布示意图为，Cl－、S2－核外电子排布示意图为，故离子半径：S2－Cl－Na＋。[答案](1)第二周期ⅤA族(2)Na2O22Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(3)S2－Cl－Na＋