第1節(jié)-元素周期表第1、23課時

第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律第一節(jié)元素周期表第2課時元素周期表概述元素周期表的發(fā)展第一張元素周期表是由俄國化學(xué)家門捷列夫制出的。其依據(jù)是將元素按照相對原子質(zhì)量由小到大依次排列，將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個縱行，通過分類歸納，制出第一張元素周期表，揭示了化學(xué)元素間的內(nèi)在聯(lián)系，開創(chuàng)了化學(xué)歷史新紀(jì)元。當(dāng)原子結(jié)構(gòu)的奧秘被發(fā)現(xiàn)后，元素的排序依據(jù)由相對原子質(zhì)量改為原子的核電荷數(shù)。門捷列夫相對原子質(zhì)量由小到大化學(xué)性質(zhì)縱行核電荷數(shù)二、元素周期表結(jié)構(gòu)1．周期表的編排原則：把相同電子層數(shù)的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左至右排成橫行。不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上到下排成縱行。我們把元素周期表中的每一個橫行稱作一個周期，每一個縱行稱作一族。電子層數(shù)原子序數(shù)遞增最外層電子數(shù)電子層數(shù)遞增周期族周期族周期數(shù)七個周期(七個橫行)周期種類短周期長周期不完全周期周期序數(shù)及元素種數(shù)第1、2、3周期，元素種數(shù)分別為2、8、8第4、5、6周期，元素種數(shù)分別為18、18、32第7周期，目前已發(fā)現(xiàn)元素種數(shù)為26短周期長周期不完全周期七七第1、2、3周期，元素種數(shù)分別為2、8、8第4、5、6周期，元素種數(shù)分別為18、18、32第7周期，目前已發(fā)現(xiàn)元素種數(shù)為262．周期的分類及每一周期中的元素種類仔細(xì)閱讀元素周期表，思考：周期表中有多少周期？每周期有多少種元素？按各周期中元素種類的多少可將進(jìn)行怎樣的分類？完成下表3．族的分類仔細(xì)閱讀元素周期表，思考：在周期表中共有多少列？分為哪些族？族數(shù)十六個族（18個縱行）族類主族(A)副族(B)VIII族零族族數(shù)相關(guān)定義共7個主族，由長周期元素和短周期元素組成共7個副族，族中只有長周期元素包括8、9、10三個縱行的元素稀有氣體元素十六18主族(A)副族(B)VIII族零族共7個主族，由長周期元素和短周期元素組成共7個副族，族中只有長周期元素包括8、9、10三個縱行的元素稀有氣體元素觀察與思考：（1）在周期表中，各族從左到右的排列順序如何？各族從左到右依次是：IA族、IIA族、IIIB族、IVB族、VB族、VIB族、VIIB族、VIII族、IB族、IIB族、IIIA族、IVA族、VA族、VIA族、VIIA族、0

族。IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIII

IBIIB

IIIA

IVA

VAVIA

VIIA

0

（2）周期表中,只有18個縱行,但第六周期和第七周期的元素種類都超過了18種。這是因為：在第六周期中，從57號鑭（La）到71號元素镥(Lu)，共15種元素，它們的最外層和次外層電子層結(jié)構(gòu)及元素的化學(xué)性質(zhì)十分相似，這15種元素總稱為鑭系元素。排在周期表第六行，第三列。在第七周期中，89號元素錒(Ac)到103號鐒(Lr)這15種元素總稱為錒系元素，排在第七行，第三列。57

71最外層和次外層電子層結(jié)構(gòu)及元素的化學(xué)性質(zhì)鑭系三

103

錒系三（3）通過周期表，我們還可以對元素進(jìn)行分區(qū)，如硼、硅、砷、碲、砹和鋁、鍺、銻、釙的交界處畫一條虛線，虛線的左下側(cè)為金屬元素，共90

種；右上側(cè)為非金屬元素，共22種。位于虛線附近的元素，既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)為非金屬元素的性質(zhì)。(4)IIA族、IIIA族同周期元素的原子序數(shù)之差可能為1、11、25。金屬非金屬22

901、11、2526Fe鐵3d64s255.85(5)周期表中元素的有關(guān)信息原子序數(shù)元素名稱相對原子質(zhì)量元素符號外圍電子(6)主族元素的族序數(shù)與該元素原子的最外層電子數(shù)存在怎樣的關(guān)系？族序數(shù)=最外層電子數(shù)(7)小結(jié)：你能用一句話來概括元素周期表的結(jié)構(gòu)嗎？三短三長一不全；七主七副一零一Ⅷ；橫行同層序遞增，縱行同價層遞增。族序數(shù)=最外層電子數(shù)三短三長一不全；七主七副一零一Ⅷ；橫行同層序遞增，縱行同價層遞增。(8)下列為1-18號元素的幾種不同格式的元素周期表，請分別說一說各種不同的排列方式的依據(jù)。指出哪一種更加合理。表一

HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr表二

HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr表三

表四

HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr結(jié)論：表二最合理

表二最合理知識過關(guān)：1.根據(jù)周期表的有關(guān)知識，完成下表類別周期序數(shù)電子層數(shù)起止元素元素種數(shù)零族元素原子序數(shù)短周期11H—He2222Li—Ne81033Na—Ar818長周期44K—Kr183655Rb—Xe185466Cs—Rn3286不完全周期77Fr—112號261234567H—HeLi—NeNa—ArK—KrRb—XeCs—RnFr—112號28818183226210183654862.推算原子序數(shù)為3、13、34、53、85、114的元素在周期表中的位置。原子序數(shù)313345385114周期數(shù)二三四五六七族IAIIIAVIAVIIAVIIAIVA二三四五六七IAIIIAVIAVIIAVIIAIVA3.下列各組中的元素用原子序數(shù)表示，其中都屬于主族的一組元素是（C）A.14、24、34B.26、31、35C.5、15、20D.11、17、184.下列各表為周期表的一部分（表中為原子序數(shù)），其中正確的是（D）CD

ABCD5．同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是（D）A．16B．26C．36D．466．已知A為第IIA族元素，B為第IIIA族元素，它們的原子序數(shù)分別為m和n，下列關(guān)系錯誤的是（D）A．n=m+1B．n=m+11C．n=m+25D．n=m+10DD7．周期表中有相鄰的主族元素A、B、C，A與B同周期，B與C同主族，它們的原子最外電子數(shù)電子數(shù)之和為19，原子序數(shù)之和為41，則A、B、C三種元素的符號分別是Cl、S、O

。Cl、S、O第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律第一節(jié)元素周期表第2課時元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)一、堿金屬元素1.堿金屬元素科學(xué)探究:查閱元素周期表中的有關(guān)信息，填寫下表。元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑(nm)堿金屬元素鋰Li3120.125鈉Na11130.186鉀K19140.227銣Rb37150.248銫Cs55160.265Li312Na1113K1914Rb3715Cs5516由上表可知,堿金屬元素在原子結(jié)構(gòu)上有相同的地方,也有不同之處。相同點：最外層電子數(shù)均為1個。不同點：隨核電荷數(shù)的遞增，電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大。這與堿金屬的性質(zhì)有何聯(lián)系呢？最外層電子數(shù)均為1個電子層數(shù)原子半徑2.堿金屬的性質(zhì)I．堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性與遞變性實驗(1):將一干燥的坩堝加熱，同時取一小塊鉀，擦干表面的煤油后，迅速的投入到熱坩堝中，觀察現(xiàn)象。同鈉與氧氣的反應(yīng)比較。加熱后,金屬鉀熔化成小球，劇烈燃燒，發(fā)出紫色火光(透過藍(lán)色鈷玻璃)。實驗(2):在培養(yǎng)皿中放入一些水，然后取綠豆大的鉀，吸干表面的煤油，投入到培養(yǎng)皿中，觀察現(xiàn)象。

金屬鉀浮在水面上，劇烈反應(yīng)，聽到微弱的爆鳴聲，并且出現(xiàn)紫色的火光(透過藍(lán)色鈷玻璃)同鈉與水的反應(yīng)進(jìn)比較，完成表格。鈉鉀與氧氣反應(yīng)現(xiàn)象劇烈反應(yīng)，生成淡黃色的固體，并發(fā)出黃色火焰劇烈反應(yīng)(比鈉與氧氣反應(yīng)劇烈)，透過藍(lán)色鈷玻璃可觀察到紫色火焰。原理2Na+O2==Na2O2K+O2==KO2與水反應(yīng)現(xiàn)象浮、熔、游、動、響浮、熔、游、動、響(更劇烈)原理2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑結(jié)論常溫下，鈉鉀都能與O2和水反應(yīng)，但鉀比鈉更活潑。劇烈反應(yīng)，生成淡黃色的固體，并發(fā)出黃色火焰2Na+O2==Na2O2浮、熔、游、動、響2Na+2H2O=2NaOH+H2↑劇烈反應(yīng)(比鈉與氧氣反應(yīng)劇烈)，透過藍(lán)色鈷玻璃可觀察到紫色火焰。K+O2==KO2浮、熔、游、動、響(更劇烈)2K+2H2O=2KOH+H2↑常溫下，鈉鉀都能與O2和水反應(yīng)，但鉀比鈉更活潑思考與交流：⑴根據(jù)實驗討論鈉與鉀的性質(zhì)有什么相似性和不同，并結(jié)合前面所學(xué)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)知識找出元素的性質(zhì)與他們的原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系完成下表。結(jié)構(gòu)的相似性性質(zhì)的相似性結(jié)構(gòu)的遞變性性質(zhì)的遞變性Li最外層電子數(shù)均為1都能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)，表現(xiàn)出金屬性電子層數(shù)依次增多，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的引力依次減弱從鋰到銫金屬性依次增強NaKRbCs結(jié)論原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)，元素的性質(zhì)反映原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)均為1都能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)，表現(xiàn)出金屬性電子層數(shù)依次增多，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的引力依次減弱從鋰到銫金屬性依次增強原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)，元素的性質(zhì)反映原子結(jié)構(gòu)⑵試寫出堿金屬元素(用R表示)與水反應(yīng)的通式:2R+2H2O=2ROH+H2↑2R+2H2O=2ROH+H2↑單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度(g/cm3)熔點(0C)沸點(0C)Li銀白色固體，柔軟0.534180.51347Na銀白色固體，柔軟0.9797.81882.9K銀白色固體，柔軟0.8663.65774Rb銀白色固體，柔軟1.53238.89688Cs略帶金色光澤固體，柔軟1.87928.40678.4II．堿金屬物理性質(zhì)的相似性與規(guī)律性相似性：堿金屬單質(zhì)除銫外，其余都呈銀白色；它們都較柔軟，密度較小，熔點較低；與其它金屬一樣，它們的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性好；如液態(tài)鈉可做核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。規(guī)律性：隨電子層數(shù)增加、原子半徑增大，單質(zhì)的熔點、沸點依次降低。思考：鋰可保存于煤油中嗎？為什么？

不能。鋰的密度比煤油的小。銀白柔軟密度熔點導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展核反應(yīng)堆電子層數(shù)原子半徑降低不能。鋰的密度比煤油的小二、鹵族元素1．鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)F2Cl2Br2I2顏色淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)熔沸點熔點、沸點低，隨相對分子質(zhì)量的增大，熔點、沸點逐慚升高；溴易揮發(fā)，碘易升華。密度隨相對分子質(zhì)量的增大，密度增大。淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)熔點、沸點低，隨相對分子質(zhì)量的增大，熔點、沸點逐慚升高；溴易揮發(fā)，碘易升華。隨相對分子質(zhì)量的增大，密度增大。2．鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)（如下圖）FClBrI根據(jù)鹵素的原子結(jié)構(gòu)可知：鹵素原子最外層電子數(shù)相同；隨原子序數(shù)的增大，電子層數(shù)的增加，原子半徑增大，得電子能力減弱，非金屬性減弱。最外層電子數(shù)原子半徑得電子能力非金屬3．鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)名稱反應(yīng)條件方程式氫化物的穩(wěn)定性F2冷暗處爆炸H2+F2===2HFHF很穩(wěn)定Cl2光照或點燃H2+Cl2===2HClHCl穩(wěn)定Br2加熱H2+Br2===2HBrHBr較不穩(wěn)定I2持續(xù)加熱H2+I2===2HIHI很不穩(wěn)定冷暗處爆炸光照或點燃加熱持續(xù)加熱H2+F2=2HFH2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBrH2+I2=2HI光HF很穩(wěn)定HCl穩(wěn)定HBr較不穩(wěn)定HI很不穩(wěn)定從鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)可知，隨原子半徑的增大，鹵素原子的非金屬性依次減弱，鹵素單質(zhì)的氧化性依次減弱。具體體現(xiàn)在如下幾個方面：⑴單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件依次增加⑵單質(zhì)與H2反應(yīng)的劇烈程度依次減少⑶生成的的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減少。非金屬氧化性條件依次增加劇烈程度依次減少穩(wěn)定性依次減少4．鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)：(實驗1-1)操作現(xiàn)象化學(xué)方程式將少量新制的飽和氯水分別注盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后，在注入少量四氯化碳，振蕩，靜置。液體分為兩層,上層無色,下層分別為橙紅色、紫紅色①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2②2NaI+Cl2=2NaCl+I2將少量的溴水注入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量的四氯化碳，振蕩，靜置。液體分為兩層,上層無色,下層為紫紅色2NaI+Br2=2NaBr+I2液體分為兩層,上層無色,下層分別為橙紅色、紫紅色①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2②2NaI+Cl2=2NaCl+I2液體分為兩層,上層無色,下層為紫紅色

2NaI+Br2=2NaBr+I2實驗結(jié)論

隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，即：(氧化性)F2>Cl2>Br2>I2

隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，即：(氧化性)F2>Cl2>Br2>I2

思考與交流：⑴若實驗中將換成苯或汽油,現(xiàn)象有何不同?元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，主要與原子核外電子的排布，特別是最外層電子數(shù)有關(guān)。原子結(jié)構(gòu)相似的一族元素，它們在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出相似性和遞變性。同一主族中，隨原子核外電子層數(shù)增加，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。原子結(jié)構(gòu)核外電子的排布最外層電子數(shù)原子結(jié)構(gòu)相似性和遞變核外電子層數(shù)得電子失電子非金屬金屬⑵討論主族元素隨著原子核外電子層數(shù)增加，它們得失電子能力、金屬性、非金屬性的遞變趨勢。元素的金屬性和非金屬性強弱的判斷依據(jù)

元素金屬性元素單質(zhì)與酸反應(yīng)的難易（易～強）元素單質(zhì)與水反應(yīng)的難易（易～強）元素最高價氧化物的水化物（氫氧化物）的堿性強弱（強～強）

元素最高價氧化物的水化物（含氧酸）

的酸性強弱

（強～強）

元素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易

（易～強）

氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

（穩(wěn)定～強）

元素非金屬性同一周期元素金屬性和非金屬變化非金屬性逐漸增強，金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強Li3鋰Be4鈹B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Na11鈉Mg12鎂Al13鋁Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氬同一主族元素金屬性和非金屬變化Na11鈉Li3鋰K19鉀Rb37銣Cs55銫F9氟Cl17氯Br35溴I53碘At85砹金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強元素的金屬性和非金屬性遞變小結(jié)HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸增強價電子——元素原子的最外層電子或某些元素的原子的次外層或倒數(shù)第三層的部分電子。主族元素的最高正化合價等于它所在族的序數(shù)。

非金屬最高正價+|負(fù)化合價|=8副族和第VⅢ族化合價較復(fù)雜原子結(jié)構(gòu)與化合價的關(guān)系元素的化合價族IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA主要化合價氣態(tài)氫化物的通式最高價氧化物的通式+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-1RH4RH3H2RHRR2OROR2O3RO2R2O5RO3R2O7原子半徑的遞變規(guī)律

IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA1234567族周期原子半徑逐漸變小原子半徑逐漸變小在周期表中，同一主族的元素，從下到上，同一周期的主族元素，從左到右原子半徑依次減小第三周期元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性族IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA元素NaMgAlSiPSCl氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7水化物NaOHMg（OH）2Al（OH）3H2SiO4H3PO4H2SO4HClO4酸堿性強堿堿兩性弱酸酸強酸最強酸酸性逐漸增強，堿性減弱同一主族元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA2LiLi2OLiOH3NaNa2ONaOHCl2O7HClO4Cl4KK2OKOHBr2O7HBrO4Br5RbRb2ORbOHI2O7HIO4I6CsCs2OCsOHAt2O7HAtO4At酸性增強堿性增強元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt酸性逐漸增強堿性逐漸增強堿性逐漸增強酸性逐漸增強元素氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性BCNOFSiPSClAsSeBrTeIAt熱穩(wěn)定性逐漸增強熱穩(wěn)定性逐漸減弱熱穩(wěn)定性逐漸減弱熱穩(wěn)定性逐漸增強已知元素在周期表中的位置推斷原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)推測它在周期表中的位置元素在周期表中的

位置、性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系元素位、構(gòu)、性三者關(guān)系周期表中位置元素a.某元素處于第四周期，第VI主族b.某元素處于第六周期，第I主族c.某元素處于第三周期，0族d.某元素處于第二周期，第IIIA族SeCsArB元素位、構(gòu)、性三者關(guān)系金屬性最強的元素（不包括放射性元素）是

；最活潑的非金屬元素是

；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強的元素是

；最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強的元素（不包括放射性元素）是

。CsFClCs元素位、構(gòu)、性三者關(guān)系處于同周期的相鄰兩種元素A和B，A的最高價氧化物的水化物的堿性比B弱，A處于B的

邊（左或右）；B的原子半徑比A

；若B的最外層有2個電子，則A最外層有

個電子。處于同周期的相鄰兩種元素A和B，A的最高價氧化物的水化物的酸性比B弱，A處于B的

邊（左或右）；B的原子半徑比A

；若B的最外層有3個電子，則A最外層有

個電子。右大3左小2在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定性質(zhì)的物質(zhì)根據(jù)周期表預(yù)言新元素的存在氟里昂的發(fā)現(xiàn)與元素周期表元素周期表的實際應(yīng)用在周期表中一定的

區(qū)域內(nèi)尋找特定性質(zhì)的物質(zhì)尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導(dǎo)體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導(dǎo)體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料尋找用于制取農(nóng)藥的元素尋找半導(dǎo)體材料尋找催化劑、耐高溫、耐腐蝕的合金材料根據(jù)元素周期表預(yù)言新元素的存在類鋁（鎵）的發(fā)現(xiàn)：1875年，法國化學(xué)家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，命名為鎵，測得鎵的比重為4.7，不久收到門捷列夫的來信指出鎵的比重不應(yīng)是4.7，而是5.9~6.0，布瓦博德朗是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道鎵的比重的呢？經(jīng)重新測定鎵的比重確實是5.94，這結(jié)果使他大為驚奇，認(rèn)真閱讀門捷列夫的周期論文后，感慨地說“我沒有什么可說的了，事實證明了門捷列夫理論的巨大意義”。根據(jù)元素周期表預(yù)言新元素的存在類鋁（Ea）鎵（Ga）（1871年