第一章第三節元素周期表的應用（1）高一年級化學主講人張穎北京市豐臺區豐臺第二中學1871年門捷列夫元素周期表含63種已發現的元素和幾十個空位1871年門捷列夫元素周期表含63種已發現的元素和幾十個空位類硼類鋁類硅鎵（1875）鍺（1875）鈧（1879）預測證實元素性質遞變規律第3周期研究問題：同周期元素的性質有怎樣的遞變規律？化合價、原子半徑、原子的得失電子能力第3周期原子失電子能力Na＞Mg＞Al，原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl預測：第3周期元素原子失電子能力或得電子能力的相對強弱解釋：預測原子得失電子能力的依據是什么呢？元素符號NaMgAlSiPSCl電子層數核電荷數核對最外層電子的引力原子半徑原子結構最外層電子數得失電子能力元素性質元素位置元素符號NaMgAlSiPSCl第三周期從左到右，從第IA族到VIIA族NaMgAl＜4SiPSCl≥4電子層數相同核電荷數從左到右逐漸增大核對最外層電子的引力從左到右逐漸增大原子半徑從左到右逐漸減小Na→Mg→Al，失電子能力減弱Si→P→S→Cl，得電子能力增強原子結構最外層電子數得失電子能力元素性質元素位置元素位置原子結構元素符號NaMgAlSiPSCl第三周期從左到右，從第IA族到VIIA族NaMgAl＜4SiPSCl≥4電子層數相同核電荷數從左到右逐漸增大核對最外層電子的引力從左到右逐漸增大原子半徑從左到右逐漸減小Na→Mg→Al，失電子能力減弱Si→P→S→Cl，得電子能力增強原子結構最外層電子數得失電子能力元素性質元素位置決定原子得失電子趨勢主要決定因素元素符號NaMgAlSiPSCl第三周期從左到右，從第IA族到VIIA族NaMgAl＜4SiPSCl≥4電子層數相同核電荷數從左到右逐漸增大核對最外層電子的引力從左到右逐漸增大原子半徑從左到右逐漸減小Na→Mg→Al，失電子能力減弱Si→P→S→Cl，得電子能力增強原子結構最外層電子數得失電子能力元素性質元素位置依據原子結構Na到Cl處于同一周期，從左到右，原子的電子層數相同，核電荷數越大，原子半徑逐漸減小，原子失電子能力減弱，得電子能力增強。預測：原子失電子能力Na＞Mg＞Al，原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl元素性質元素位置最外層電子數，電子層數，核電荷數周期，主族原子半徑原子得失電子能力方法如何驗證預測是正確的呢？原子失電子能力Na＞Mg＞Al，原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl預測抽象元素性質具體實驗事實元素位置原子結構元素性質活動：設計實驗方案比較鈉、鎂、鋁三種元素原子失電

子能力的相對強弱方案1將金屬鈉、鎂條分別放入滴有酚酞溶液的水中，觀察現象。方案2將表面積相同的鎂條、鋁條打磨后放入試管中，分別放入等濃度等體積鹽酸，觀察現象。原子單質和水、酸反應評價方案：2Na+2H2O2NaOH+H2

Mg+2H2OMg(OH)2+H2

Mg+2H+Mg2+

+H2

2Al+6H+2Al3+

+3H2

2e-2e-2e-6e-金屬單質+水或酸還原劑氧化劑原子失電子能力方案1將金屬鈉、鎂條分別放入滴有酚酞溶液的水中，觀察現象。方案2方案3將金屬鈉、鎂條、鋁條分別放入滴有酚酞的蒸餾水中，觀察現象。將金屬鈉、鎂條、鋁條分別放入等濃度等體積的鹽酸中，觀察現象。評價方案：多種方案的討論將表面積相同的鎂條、鋁條打磨后放入試管中，分別放入等濃度等體積鹽酸，觀察現象。方案4三種元素一起比較取局部兩兩比較證據組合思維方案實施：比較鈉、鎂單質分別與水反應的難易程度方案實施：比較鎂、鋁單質分別與鹽酸反應置換出氫氣的難易程度實驗結論：鈉熔成銀白色小球,浮在水面，四處游動,溶液變紅。鎂與水反應緩慢，少量氣泡，鎂條周圍溶液略微變紅。鎂與鹽酸劇烈反應，產生大量氣泡。鋁與鹽酸混合一段時間后出現少量氣泡。實驗現象：原子失電子能力：Na＞Mg＞Al金屬單質的還原性：Na＞Mg＞Al查閱資料：一般來說，一種元素最高價氧化物對應水化物的堿性越強，表明這種元素原子失電子的能力越強。推測：堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3實驗驗證：設計實驗比較Mg(OH)2和Al(OH)3堿性的強弱已知：Mg(OH)2和Al(OH)3均難溶于水實驗1：向盛有Mg(OH)2和Al(OH)3的試管中分別加入鹽酸，觀察現象。實驗2：向盛有Mg(OH)2和Al(OH)3的試管中分別加入NaOH溶液，觀察現象。方案設計：方案實施：向MgCl2和AlCl3溶液中分別滴加NaOH溶液，均產生較多白色渾濁后，分別滴加鹽酸，白色濁液均變澄清。實驗1：實驗2：向盛有Mg(OH)2和Al(OH)3的試管中分別加入NaOH溶液Mg(OH)2溶于鹽酸，不溶于氫氧化鈉溶液。Al(OH)3溶于鹽酸，也溶于氫氧化鈉溶液。實驗現象：Mg(OH)2溶于鹽酸，不溶于氫氧化鈉溶液。Al(OH)3溶于鹽酸，也溶于氫氧化鈉溶液。實驗現象：現象解釋：Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]四羥基合鋁酸鈉Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2OAl(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

[Al(OH)4]-四羥基合鋁酸根兩性氫氧化鋁堿性氫氧化鎂Mg(OH)2溶于鹽酸，不溶于氫氧化鈉溶液。Al(OH)3溶于鹽酸，也溶于氫氧化鈉溶液。實驗現象：現象解釋：Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]四羥基合鋁酸鈉Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2OAl(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

[Al(OH)4]-四羥基合鋁酸根兩性氫氧化鋁實驗結論：原子失電子能力：Mg＞Al堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3堿性氫氧化鎂研究思路元素位置原子結構元素性質原子失電子能力Na＞Mg＞Al預測驗證金屬鈉、鎂條與水反應的難易程度鎂條、鋁條與酸反應的難易程度金屬單質還原性氫氧化鎂、氫氧化鋁與鹽酸、氫氧化鈉能否反應最高價氧化物對應水化物的堿性物質性質體現研究思路元素位置原子結構元素性質原子失電子能力Na＞Mg＞Al預測驗證金屬鈉、鎂條與水反應的難易程度鎂條、鋁條與酸反應的難易程度金屬單質還原性氫氧化鎂、氫氧化鋁與鹽酸、氫氧化鈉能否反應最高價氧化物對應水化物的堿性物質性質實驗目的的轉化實驗設計采用證據組合的方式預測原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl如何證明預測是正確的呢？你的方法與手段是什么？物質的性質采用實驗探究、查閱資料的方式元素的性質查閱資料利用有關物質的性質來判斷元素原子得電子能力的強弱時，可以采用以下方法：1.比較元素的單質與氫氣化合的難易程度，以及所生成的氣態氫化物的穩定性。一般來說，反應越容易進行，生成的氣態氫化物越穩定，表明元素原子得電子能力越強。2.比較元素最高價氧化物對應水化物的酸性。一般來說，一種元素最高價氧化物對應水化物的酸性越強，表明這種元素原子得電子的能力越強。通過上述資料，如何進一步查找資料尋找證據？元素：Si

P

S

Cl物質：單質，氣態氫化物，最高價氧化物對應的水化物物質的性質：單質與氫氣化合的難易氣態氫化物的穩定性最高價氧化物對應水化物的酸性1.硅的最高價氧化物（SiO2）對應的水化物是硅酸（H2SiO3）。硅酸難溶于水，是一種很弱的酸。2.磷的最高價氧化物（P2O5）對應的水化物是磷酸（H3PO4）。磷酸屬于中強酸。磷蒸氣與氫氣能反應生成氣態氫化物——磷化氫（PH3）。收集相關材料3.硫的最高價氧化物（SO3）對應的水化物是硫酸（H2SO4）。硫酸是一種強酸。硫在加熱時能與氫氣反應生成氣態氫化物——硫化氫（H2S）。硫化氫在較高溫度時可以分解。4.氯的最高價氧化物（Cl2O7）對應的水化物是高氯酸（HClO4）。高氯酸的酸性比硫酸強。氯氣與氫氣能在光照或點燃的條件下反應生成穩定的氣態氫化物——氯化氫。收集相關材料有序梳理材料元素最高價氧化物最高價氧化物對應的水化物酸性強弱SiSiO2硅酸（H2SiO3）很弱的酸PP2O5磷酸（H3PO4）中強酸SSO3硫酸（H2SO4）強酸ClCl2O7高氯酸（HClO4）酸性比硫酸強酸性：H2SiO3＜H3PO4

＜H2SO4

＜HClO4結論有序梳理材料元素單質與氫氣化合的難易氫化物穩定性P磷蒸氣與氫氣能反應生成氣態氫化物——磷化氫（PH3）S硫在加熱時能與氫氣反應生成氣態氫化物——硫化氫（H2S）。硫化氫在較高溫度時可以分解。Cl氯氣與氫氣能在光照或點燃的條件下反應生成穩定的氣態氫化物——氯化氫。氯化氫是穩定的氣態氫化物單質與氫氣化合的難易程度：P

S

Cl2難

易結論:有序梳理材料元素單質與氫氣化合的難易氫化物穩定性P磷蒸氣與氫氣能反應生成氣態氫化物——磷化氫（PH3）S硫在加熱時能與氫氣反應生成氣態氫化物——硫化氫（H2S）。硫化氫在較高溫度時可以分解。Cl氯氣與氫氣能在光照或點燃的條件下反應生成穩定的氣態氫化物——氯化氫。氯化氫是穩定的氣態氫化物單質與氫氣化合的難易程度：P

S

Cl2難

易結論:氣態氫化物穩定性：H2S＜HCl有序梳理材料元素單質與氫氣化合的難易氫化物穩定性P磷蒸氣與氫氣能反應生成氣態氫化物——磷化氫（PH3）S硫在加熱時能與氫氣反應生成氣態氫化物——硫化氫（H2S）。硫化氫在較高溫度時可以分解。Cl氯氣與氫氣能在光照或點燃的條件下反應生成穩定的氣態氫化物——氯化氫。氯化氫是穩定的氣態氫化物單質與氫氣化合的難易程度：P

S

Cl2難

易結論:氫氣是還原劑,磷單質、硫單質、氯氣是氧化劑梳理材料得到的結論（1）酸性：H2SiO3＜H3PO4

＜H2SO4

＜HClO4（2）單質與氫氣化合的難易程度：最高價氧化物對應水化物的酸性單質的氧化性：與氫氣化合的難易原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl物質性質元素性質（3）氣態氫化物穩定性：H2S＜HCl氣態氫化物的穩定性P

S

Cl2難易研究思路元素位置原子結構元素性質預測驗證(實驗+查資料）單質還原性：與水的或酸反應的難易單質氧化性：與氫氣化合的難易最高價氧化物對應水化物的酸堿性物質性質原子失電子能力Na＞Mg＞Al，原子得電子能力Si＜P＜S＜Cl氣態氫化物的穩定性體現總結第3周期元素原子的得失電子能力具有什么規律？結論：在第3周期中，從Na到Cl，各元素原子的核外電子層數相同，核電荷數增多，原子半徑逐漸減小，元素原子的失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強。而氬為稀有氣體元素，性質十分穩定，其原子既不易得電子也不易失電子。其他周期你能得出什么結論呢？比如第2周期鋰（Li）鈹（Be）硼（B）碳（C）氮（N）氧（O）氟（F）氖（Ne）在第2周期中，從Li到F，各元素原子的核外電子層數相同，核電荷數增多，原子半徑逐漸減小，元素原子的失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強。Ne為稀有氣體元素，性質穩定，其原子既不易得電子也不易失電子。鋰（Li）鈹（Be）硼（B）碳（