4、 元素周期表的三大規(guī)律
(1) 遞變性規(guī)律
若A、B、C、三種元素位于周期表中所示位置如圖所示:
原子半徑:C>A>B
金屬性:C>A>B
非金屬性:B>A>C
(2) 相似性規(guī)律
1 同族元素性質(zhì)相似,如A和C
2 對角線相似,如A和D
(3) “陰前陽小,序大徑小”
1 即與稀有氣體元素同周期的陰離子,該稀有氣體元素下周期的元素的陽離子,這種稀有氣體元素的原子,三者具有相同的電子層結(jié)構(gòu)
2 原子序數(shù)越大,粒子半徑越小。
[自我評價]
3、 確定性的方法
1 先推斷元素在周期表中的位置
2 族序數(shù)---2 == 本族非金屬元素的種數(shù)(IA除外)
3 若主族序數(shù)為m,周期數(shù)為n,則:
<1時,為金屬,值越小,金屬性越強
>1時,為非金屬,值越大,非金屬性越強
|
A |
B |
|
C |
D |
==1 時,兩性元素
2、 根據(jù)原子序數(shù)推斷,元素在周期表中的位置,記住稀有氣體的原子序數(shù):2、10、18、36、54、86
1、 原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置關系規(guī)律
核外電子層數(shù)==周期數(shù)
最外層電子數(shù)==主族序數(shù)==無數(shù)的最高正價
質(zhì)子數(shù)==原子序數(shù)==核外電子數(shù)==核電荷數(shù)
最高正價+|負價|==8
4、 若某氧化物既能和酸反應生成鹽和水,又能和堿反應生成鹽和水,稱其為兩性氧化物。
[講]Na2O、MgO只與酸反應生成鹽和水,屬堿性氧化物。Al2O3既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水,屬兩性氧化物。
[過]Na、Mg、Al對應的最高價氧化物的水化物是NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3。其中NaOH是強堿,Mg(OH)2是難溶于H2O的中強堿,Al(OH)3是兩性氫氧化物。
[講]由以上我們可以知道,
[板書]堿性強弱:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
[過]上面我們研究了11-18號元素中金屬元素的金屬性,下面我們來研究非金屬元素的非金屬性。
[講]請大家根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識,判斷下列元素的非金屬性強弱。
[板書]非金屬性:Si<P<S<Cl
[講]請大家根據(jù)我們剛學過的判斷元素非金屬性強弱的依據(jù),分別從幾個方面進行分析,首先我們從氫化物的角度分析
[投影]
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[板書]氫化物的穩(wěn)定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
[講]從最高價氧化物的水化物方面分析
[投影]
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[板書]酸性強弱:H4SiO4 <H3PO4<H2SO4 <HClO4
[講]因18號元素Ar是一種稀有氣體元素,一般情況下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,因此,不研究它的性質(zhì)
[講]綜上所述,可以從11-18號元素性質(zhì)的變化中得出如下結(jié)論
[板書]
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[講]如果我們對其他元素進行同樣的研究,也會得出類似的結(jié)論,元素的金屬性和非金屬笥隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化。
[投影小結(jié)]隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化;元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化;元素化合價呈現(xiàn)周期性變化;元素的化學性質(zhì)呈現(xiàn)周期性變化。
[講]綜上所述,我們可以得到結(jié)論:
[板書]元素周期律:元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化
元素周期律的實質(zhì):元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。
[投影小結(jié)]元素金屬性和非金屬性的遞變
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[講]根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律可推知:金屬性最強的元素是銫(Cs),位于第6周期第ⅠA族(左下角),非金屬性最強的元素是氟(F),位于第2周期第ⅦA族(右上角)。位于分界線附近的元素既有一定的金屬性,又有一定的非金屬性,如Al、Si、Ge等
[小結(jié)]元素周期律具有重要的應用和意義。首先,元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式,是學習化學的一種重要工具。其次,可預測或推測元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。再次,在科學研究和生產(chǎn)上也有廣泛的應用。而且,在哲學方面,元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實,有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。
[投影小結(jié)]位、構(gòu)、性三者之間的關系
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[點擊試題]位置決定性質(zhì)
某主族元素的原子有四個電子層,它的最外層上有兩個電子,下列關于此元素的敘述正確的是
A、原子半徑比鉀的原子半徑大
B、其氯化物難溶于水
C、原子半徑比鎂的原子半徑大
D、其碳酸鹽難溶于水
[知識拓展]解答元素推斷題的規(guī)律和方法
3、 判斷酸性氧化物的標準是看該氧化物能否和堿反應生成鹽和水。
2、 判斷堿性氧化物的標準是看該氧化物能否和酸反應生成鹽和水。
1、 堿性氧化物均為金屬氧化物,但金屬氧化物不一定是堿性氧化物。
4、對應陰離子的還原性越強,元素的非金屬性就越弱
[過]下面,我們就按照這個標準以11-18號元素為例,來研究元素的金屬性和非金屬性的變化情況,請先填寫下表。
[投影]填寫下列各元素的氣態(tài)氫化物、最高價氧化物及最高價氧化物對應的水化物的化學式:
|
原子序數(shù) |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
元素符號 |
Na |
Mg |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
Ar |
|
氣態(tài)氫化物 |
-- |
-- |
-- |
SiH4 |
PH3 |
H2S |
HCl |
--- |
|
最高價氧化物 |
Na2O |
MgO |
Al2O3 |
SiO2 |
P2O5 |
SO3 |
Cl2O7 |
-- |
|
對應的水化物 |
NaOH |
Mg(OH)2 |
Al(OH)3 |
H4SiO4 |
H3PO4 |
H2SO4 |
HClO4 |
--- |
[講]一般,對于金屬我們主要研究其金屬性,對于非金屬元素我們主要研究其非金屬性,下面我們通過一系列探究性實驗來探究本節(jié)的研究主題
[投影]實驗1 鈉、鎂、鋁與水反應的實驗
(1) Na與水反應的現(xiàn)象:常溫下,與H2O劇烈反應,浮于水面并四處游動,同時產(chǎn)生大量無色氣體,溶液變紅。
方程式:2Na+2H2O==2NaOH+H2 ↑
(2) 放少許鎂帶于試管中,加2mL水,滴入2滴酚酞試液,觀察現(xiàn)象;過一會加熱至沸,再觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象:鎂與冷水反應緩慢,產(chǎn)生少量氣泡,滴入酚酞試液后不變色。
加熱后鎂與沸水反應較劇烈,產(chǎn)生較多氣泡,溶液變?yōu)榧t色。
方程式:Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑
結(jié)論:鎂元素的金屬性比鈉弱
(3) 鋁與水反應現(xiàn)象:在常溫下或加熱條件下,遇水無明顯現(xiàn)象,很難與水發(fā)生反應。
[問]上述現(xiàn)象說明了Na、Mg、Al的金屬性強弱順序怎樣?
[板書]金屬性:Na>Mg>Al
[講]請大家預測一下,Mg、Al分別與稀鹽酸反應時,現(xiàn)象是否會相同呢?若不同,應有什么樣的區(qū)別?
Mg與鹽酸反應要比Al劇烈
[講]實踐是檢驗真理的唯一標準,下面,我們通過實驗來進行驗證。
[投影]實驗2取鋁片和鎂帶,擦去氧化膜,分別和2mL 1mol/L鹽酸反應。
現(xiàn)象:鎂與鋁均能與鹽酸反應產(chǎn)生氣泡。但鎂反應更劇烈
[講]從剛才的實驗現(xiàn)象我們可知,Mg與稀鹽酸的反應,比Al與稀鹽酸的反應要劇烈得多,同時放出大量的熱。說明大家預測的是正確的。根據(jù)Na、Mg、Al三者金屬性可推出,Na與鹽酸反應將會更劇烈,甚至發(fā)生爆炸,請大家寫出反應方程式。
[投影]Mg+2HCl==MgCl2+H2 ↑ 2 Al+6HCl==2 AlCl3+3H2 ↑
2Na+2H+==2Na++H2 ↑ Mg+2H+==Mg2++H2 ↑
2 Al+6H+==2 Al3++3H2 ↑
反應速率逐漸減慢
[過]現(xiàn)在我們再來認識一下,Na、Mg、Al的氧化物及其最高價氧化物的水化物的性質(zhì)。
[問]Na2O、MgO、Al2O3 分別屬于哪類氧化物?為什么?
[投影---知識回顧]
3、非金屬單質(zhì)間的置換反應。單質(zhì)氧化性越強,非金屬性越強
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