高1下册人教版化学 第一章第2节元素周期律 第6课 元素周期表和元素周期律的应用 逐字稿-4,587字

  师:同学们好,今天我们学习高一化学必修2第一章第二节元素周期律的第三课时。在第一节,我们学习了元素周期表,它反映的是位置和结构的关系。在第二节的前两个课时,我们学习了元素周期律,它反映的是位置和性质的关系。那么,结构、位置、性质之间到底有怎样的关系?我们该如何运用元素周期表和元素周期律呢?这就是本节课我们要学习的内容。

  首先,我们来梳理一下位置、结构、性质之间的关系。我们知道,原子结构决定了元素在周期表中的位置,即结构决定位置。这里常常用到的关系式有:核电荷数等于原子序数,电子层数等于周期序数,最外层电子数等于主族序数,质量数等于质子数加中子数。下面我们来看一道例题。

  题目给出了a、b、c在周期表中的大致位置,我们判断出a是第二周期元素,b、c是第三周期元素。如果设a的值为x,那么b的值应该是x + 8 - 1,c的值应该是x + 8 + 1。根据题目所给信息列出方程并求解,得出a是氧元素,b是磷元素,c是氯元素。请写出b在周期表中的位置。

  我们要了解b的结构,b的原子结构示意图如下。所以b在周期表中的位置是第三周期第五主族。Si是14号硅元素,它的原子结构示意图也如下。通过这道题,我们发现结构决定位置,而位置也能反映结构。好,下面我们再来看一下结构与性质之间的关系。结构决定性质,性质也能反映结构。我们知道,最外层电子数和电子层数决定了原子得失电子的能力,而原子得失电子的能力又决定了原子金属性和非金属性的强弱,还决定了单质氧化性和还原性的强弱。让我们来看一道例题。

  根据题目所给信息,判断Se应该具有较强的金属性。因为Se的金属性较强,所以氢氧化硒的碱性较强。由于硒的金属性较强,所以硒能和水剧烈反应。因为硒的金属性较强,所以硒单质具有很强的还原性。特别提醒,单质还原性越强,其阳离子对应的氧化性就越弱。所以此题应该这样选择。

  这道题目说明了结构决定性质。我们再来看下一个问题。碳单质的化学性质在常温下比较稳定,用原子结构来解释,碳是第6号元素,它的最外层有4个电子,不易得失电子,所以碳单质在常温下化学性质较稳定。这道题说明了性质可以反映结构。

  我们再来看第三组关系,位置推测性质、判断位置。我们来看一下元素的金属性和非金属性。首先要对元素周期表进行分区,我们沿着硼、铝、硅、锗、砷、锑、钋元素画出一道分界线,左边为金属元素,右边为非金属元素,金属和非金属的金属性与非金属性没有明显界限,所以介于分界线上的元素既表现出一定的金属性,又表现出一定的非金属性,典型例子是氢氧化铝为两性氢氧化物。对元素周期表进行分区后,我们再来看它们的递变规律。我们发现,同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。我们再来看下一道题。

  题目给出了Fr在周期表中的位置,第七周期第一主族元素,让我们推测它与水反应和钠与水反应的剧烈程度对比。根据题目信息,我们知道Fr与钠为同主族元素,且Fr在钠的下方,所以Fr的金属性要强于钠,与水反应的剧烈程度也强于钠。这道题说明了位置可以推测性质。我们再接着看。

  这道题希望我们推测出在周期表中,第一周期到第六周期里,非金属性最强的元素在什么位置。我们知道,非金属性最强的元素应该位于周期表同周期的右方(除稀有气体外)、同主族的上方。所以非金属性最强的元素是第二周期第七主族元素,也就是氟元素。这道题说明了根据性质可以判断位置。好,下面我们再来看一道练习。

  题目告诉我们甲、乙、丙、丁、戊在周期表中的大致位置,让我们推测它们的性质变化。原子半径方面,根据前面所学,原子半径最大的应该在同周期的左方、同主族的下方,所以这里原子半径最大的应该是丙,因此A选项不正确;金属性方面,金属性最强的应该在同周期的左方、同主族的下方,所以金属性最强的是丙,B选项不正确;氢氧化物的碱性实质上考查的是元素的金属性,刚才在B选项中分析过了,所以这里金属性最强的是丙,其次是乙,最后是甲,C选项正确;同周期元素从左到右最外层电子数逐渐增多,所以D选项不正确,本题应该选择C答案。我们再来看下一道题。

  XYZW为短周期元素,这道题给出了它们在周期表中的大致位置,并且给出了y的具体结构。根据题目信息,我们知道y是氧元素,从而判断出x是氮元素,z是硫元素,w是氯元素。A选项,最简单气态氢化物的稳定性考查的是非金属性,氧元素在硫元素的上方,非金属性强于硫,所以A答案正确;B选项,x最简单氢化物为氨气,氨气的水溶液的确呈碱性,所以B答案正确;C选项,在元素周期表中,一个周期里最高价氧化物对应水化物酸性最强的应该是本周期的第七主族元素(氟元素除外),氯元素恰好是第三周期的第七主族元素,所以C答案正确;D选项,x元素是第五主族元素,并非本周期原子半径最大的,所以D答案不正确,本道题目应该选择D答案。除了元素的金属性和非金属性,我们再来看看元素的化合价。主族元素化合价常用关系式有:最高正化合价等于主族序数等于最外层电子数(氧氟例外),非金属元素最高正化合价加上最低负化合价的绝对值之和等于8。下面让我们来看一道例题。

  在这道例题里,给出了WXYZ在周期表中的位置,题目告知z的最高正价与最低负化合价的代数和等于4。我们假设它的最高正价为正a价,那么它的最低负化合价即为 -(8 - a),列出关系式并解出答案。所以我们可以判断出z为硫元素,从而确定其他三个元素分别为氮元素、铝元素、硅元素。A选项,气态氢化物的稳定性比较的是非金属性,y和w虽然不在同一个周期、同一个主族,但是非金属性最强的应该在同周期的右方、同主族的上方,所以w非金属性比y强,A答案不正确;B选项,y是硅元素,第四主族元素,它的最高正价为正四价,最低负价为负四价,所以它的最高正价和最低负价的代数和应该为0,B答案正确;C选项,XYZ的原子半径,根据前面所学,原子半径最大的应该在同周期的左方、同主族的下方,所以C答案不正确;D选项,w的最高价氧化物对应水化物为硝酸,它的氢化物为氨气,硝酸和氨气可以发生化学反应,所以D选项正确。因此,本道题目选择B答案。

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