2023-2023學(xué)年蘇教版必修第一冊 5-1-3 元素周期表的應(yīng)用 學(xué)案

第3課時(shí)元素周期表的應(yīng)用

［研習(xí)重難］

1.推測元素的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測元素的主要性質(zhì)

(1)利用元素周期表、周期律發(fā)現(xiàn)新元素：如類鋁、類硼、類硅

等。利用A1的性質(zhì)及周期律發(fā)現(xiàn)錢等。后人逐漸將元素周期表補(bǔ)全。

(2)根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)推斷

由元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖確定主族元素在周期表中的位置：

周期序數(shù)=電子層數(shù)；主族序數(shù)=最外層電子數(shù)。

領(lǐng)28187

如該元素位于元素周期表中第4周期VHA族。

⑶根據(jù)原子序數(shù)，以0族為基準(zhǔn)給元素定位

稀有氣體元素HeNeArKrXeRnOg

周期數(shù)1234567

原子序數(shù)21018365486118

①原子序數(shù)大于18的元素中，用原子序數(shù)一稀有氣體元素的原

子序數(shù)(相近且小于該原子序數(shù))=元素的縱列數(shù)。第1、2縱列為IA、

IIA族，第3?7縱列為IHB?WB族，第8?10縱列為皿族，第11、

12縱列為IB、HB族，第13?17縱列為IIIA?VHA族，第18縱列

為。族。而該元素的周期數(shù)=稀有氣體元素的周期數(shù)+1。

例如判斷原子序數(shù)為41的元素在周期表中的位置：

41與36接近，有41-36=5,則該元素在周期表中位于第5周

期的VB族。

②用稀有氣體元素的原子序數(shù)(相近且大于定位元素原子序數(shù))

一原子序數(shù)=18—該元素的縱列數(shù)。該元素的周期數(shù)=稀有氣體元素

的周期數(shù)。

例如推斷新發(fā)現(xiàn)的114號(hào)元素在周期表中所處的位置：

根據(jù)118—114=4可知，該元素在順數(shù)第14縱列或倒數(shù)第5縱

列，故114號(hào)元素位于第7周期WA族。

(4)具有相同電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子對應(yīng)的元素在周期表中的

相對位置

具有相同電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子滿足“陰上陽下、序大徑小”

的規(guī)律:與稀有氣體同周期的陰離子與下一周期的陽離子具有相同的

電子層結(jié)構(gòu)，且原子序數(shù)大者，其離子半徑小。如處于下列相對位置

的陰、陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。

陰離子

陽離子

2.“位一構(gòu)一性”關(guān)系突破元素性質(zhì)

（1）“位一構(gòu)一性”關(guān)系模型

|原了結(jié)構(gòu)|

最外層電子數(shù)\決定得失

質(zhì)子數(shù)=電子總數(shù)=核電荷數(shù)=原子序必反映晚于半徑/電子能力

最外層電子數(shù)=主族序熨〃

電子發(fā)數(shù)=周期序數(shù)中必外層電子數(shù)決定元案分

原予結(jié)構(gòu)一表中的位孫?

決定次.質(zhì)廣數(shù)決定元素種類

示意圖反火

同周期：左+右,金屬性

元素在周期二渡期,非金屬性增強(qiáng)一元素

表中的位置-,的性質(zhì)

同主族性庾具G遞變性

艮行相似性

⑵解題關(guān)鍵——元素的推斷

正確推斷元素，常用方法有:

①根據(jù)原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖推斷。

a.已知原子結(jié)構(gòu)示意圖，可由下列等式確定元素在周期表中的位

置和元素的種類：電子層數(shù)=周期數(shù)，最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。

如果已知離子的結(jié)構(gòu)示意圖，則需將其轉(zhuǎn)化為原子結(jié)構(gòu)示意圖來

確定。

b.電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒：陰離子對應(yīng)的元素在具有相同電子層

結(jié)構(gòu)的稀有氣體元素的前面，陽離子對應(yīng)的元素在具有相同電子層結(jié)

構(gòu)的稀有氣體元素的下一周期的左邊位置，簡稱“陰前陽下”。

②根據(jù)元素化合價(jià)的特征關(guān)系推斷。

a.根據(jù)等式確定元素在周期表中的位置：最高正化合價(jià)數(shù)=最外

層電子數(shù)=主族序數(shù)9、F除外）。

b.如果已知負(fù)化合價(jià)（或陰離子的符號(hào)），則需用等式先求出最高

正化合價(jià)：最高正化合價(jià)=8—頃化合價(jià)再確定元素在周期表中的

位置。

③根據(jù)原子半徑的遞變規(guī)律推斷。

根據(jù)原子半徑來推斷元素的相對位置：同周期中左邊元素的原子

半徑比右邊元素的原子半徑大，同主族中下邊元素的原子半徑比上邊

元素的原子半徑大。

④根據(jù)元素的特征來推斷元素的位置:如根據(jù)“形成化合物最多

的元素”“空氣中含量最多的元素”“地殼中含量最多的元素”等

特征來推斷。

⑤根據(jù)稀有氣體的原子序數(shù)推斷。

各周期最后的元素都是稀有氣體元素,其原子序數(shù)的數(shù)值實(shí)際上

等于前幾周期的元素種數(shù)之和。熟記這些原子序數(shù)，對推斷某元素在

周期表中的位置很有幫助。

⑥根據(jù)元素周期表中短周期特殊結(jié)構(gòu)推斷。

a.元素周期表中第一周期只有兩種元素H和He,H所在的第IA

族左側(cè)無元素分布。

b.He為0族元素，0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界，0族元素

右側(cè)沒有元素分布。

利用這個(gè)關(guān)系可以確定元素所在的周期和族。

3.指導(dǎo)人們尋找新材料和稀有礦產(chǎn)

(1)非金屬元素與金屬元素分界線附近——半導(dǎo)體材料如硅、楮。

(2)過渡元素——優(yōu)良的催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料，

如鈦?zhàn)骰鸺l(fā)動(dòng)機(jī)殼體、人造衛(wèi)星殼體。

(3)周期表右上方的非金屬元素——制農(nóng)藥的材料，如氟、磷等。

(4)相鄰元素的性質(zhì)相似——尋找共生礦，發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的稀有元

素，如金、鉗左右相鄰，在金礦中發(fā)現(xiàn)的；利用鐲系性質(zhì)相似，尋找

稀土元素。

［演習(xí)經(jīng)典］

1.已知短周期元素的離子小3+、麻+、1一、m一具有相同的電子

層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()

A.原子半徑：A>B>D>C

B.原子序數(shù)：d>c>b>a

C.離子半徑：C2->D>B+>A3+

D.A、B、C、D為同一周期元素

答案：C

解析：四種元素在元素周期表中的相對位置應(yīng)為詔丁C衛(wèi)D，則原

子序數(shù)的關(guān)系應(yīng)為a>b>d>c,B、D錯(cuò)誤；根據(jù)同一周期元素的原子

半徑從左到右逐漸減小，同一主族元素的原子半徑從上到下逐漸增大

的規(guī)律，則原子半徑：B>A>C>D,A錯(cuò)誤；因?yàn)榫哂邢嗤娮訉咏Y(jié)

構(gòu)的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以離子半徑：C2->D->B

+>A3+,C正確。

2.（2021?麗水高一檢測）在“世界硒都”——恩施，硒資源相對豐

富和集中，屬于高硒區(qū)，該地盛產(chǎn)富硒茶，含有人體所必需的硒元素,

有一定的保健作用。

已知硒元素與氧元素同族，與鈣元素同周期。下列關(guān)于硒的描述

不正確的是（）

A.原子序數(shù)為24

B.最高價(jià)氧化物是SeCh,是酸性氧化物

C.原子半徑比鈣小

D.氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是HzSe,穩(wěn)定性比HCI差

答案：A解析：根據(jù)題意可知該元素在第4周期VIA族，原子

序數(shù)為16+18=34,A項(xiàng)錯(cuò)誤；最高價(jià)氧化物化學(xué)式為SeO3,是酸

性氧化物，B項(xiàng)正確；同周期元素從左到右，原子半徑依次減小，C

項(xiàng)正確；氫化物穩(wěn)定性：HCl>H2S>H2Se,D項(xiàng)正確。

3.（2021?河北定州高一測試）下列說法正確的是（）

A.原子序數(shù)之差為2的兩種元素不可能位于同一主族

B.D一核外有36個(gè)電子，則元素D位于第4周期VDA族

C.位于同一主族相鄰的甲、乙兩種元素，甲的原子序數(shù)為",則

乙的原子序數(shù)可能為x+4

D.位于同一周期的甲、乙兩種元素，甲位于IA族，原子序數(shù)為

X,乙位于IIIA族，則乙原子序數(shù)可能為x+19

答案：B

解析：氫和鋰兩種元素的原子序數(shù)之差為2,都位于IA族，A

錯(cuò)誤；D-核外有36個(gè)電子，則D與第4周期0族元素Kr處于同一

周期，且D原子核外比Kr少一個(gè)電子，即在WA族，B正確；甲、

乙同主族，根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)可知，乙的原子序數(shù)可能為x+2、x

+8、x+18或x+32,C錯(cuò)誤；同一周期的IA族和IHA族元素的原

子序數(shù)之差分為三種情況：①第2、3周期為2,②第4、5周期為12,

③第6、7周期為26,D錯(cuò)誤。

4.我國著名化學(xué)家張青蓮精確地測定了錯(cuò)(Ge)、鋅等九種元素的

相對原子質(zhì)量，得到的新值被作為國際新標(biāo)準(zhǔn)。已知楮的原子序數(shù)為

32o回答下列問題：

(1)它位于元素周期表中第周期族。

(2)楮類似于鋁,能溶于氫氧化鈉溶液,其主要原因是________(填

序號(hào))。

①它與硅位于同一主族

②它與鋁屬于同一周期

③它位于周期表中金屬與非金屬分界線附近

(3)材料科學(xué)是目前全世界研究的熱點(diǎn)，為了尋找催化劑，科學(xué)

家應(yīng)在元素周期表中某區(qū)域?qū)ふ以亟M成材料，該區(qū)域是

(填字母)。

A.左上角

B.右上角

C.過渡元素

D.金屬與非金屬分界線附近

(4)氫化物的穩(wěn)定性GeH4(填“>”或“<”)CH4,楮酸

(WGeCM是________(填"難”或“易”)溶于水的(填

“強(qiáng)”或“弱”)酸