4.2.2 元素周期表和元素周期律的应用（自主学案）-2021-2022学年高一化学同步学习高效学与练（人教版2019必修第一册）

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2021-2022 学年高一化学同步学习高效学与练（自主学
案）
第四章 物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
课程学习目标
1．知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。
2．学会运用元素周期表、元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。
学科核心素养
1．通过对“元素周期表的简单分区”的学习，增强宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的能力。
2．通过对“元素周期表、元素周期律应用”的学习，培养科学探究精神和社会责任感。
【知识回顾】
1．元素周期表中，同一周期从左到右，金属性逐渐__减弱__，非金属性逐渐__增强__；同一主族自上而下，金
属性逐渐__增强__，非金属性逐渐__减弱__。
2．元素周期表中，第三周期中金属与非金属分界处的元素是__铝 (Al) __和__硅 (Si) __。
3．常用作半导体材料的硅，在元素周期表中的位置是__第三周期第Ⅳ
A
族 __。
【新知学习】
一．元素周期律
1.元素的金属性和非金属性的递变情况：图表中虚线表示金属元素和非金属元素的
分界线，其左下角区域为金属元素，右上角区域为非金属元素。
2.元素周期表中同周期、同主族元素原子结构和元素性质的递变规律
周期表中位置 同周期(左→右)同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数 依次增加 增大
电子层数 相同 依次增加
最外层电子数 依次增加 相同
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
性
质
主要化合价
最高正价由＋ 1 →＋ 7 (O、F除
外)
最低负化合价＝
－ (8 －主族序数 )
相同，最高正化合价＝主族序数
(O、F除外)
元素的金属性
和非金属性 金属性减弱，非金属性增强 金属性增强，非金属性减弱
最高价氧化
物对应水化物
的酸、碱性
最高价氧化物对应水化物的
碱（酸）碱性减弱（酸性增
强）
最高价氧化物对应水化物的
碱（酸）碱性增强（酸性减弱）
气态氢化物
的稳定性 非金属气氢化物稳定性增强 非金属气氢化物稳定性减弱
原子得失
电子能力
原子得电子能力增强，
失电子能力减弱
原子得电子能力减弱，
失电子能力增强
【注意】以上变化规律中，不包括稀有气体元素
思考题 1：元素周期表中除放射性元素外，什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？
Cs 的金属性最强； F 的非金属性最强
二．元素常见化合价与元素在周期表中位置的关系
1．主族元素：最高正价＝最外层电子数(价电子数)＝ 主族序数
2．非金属主族元素化合价一般规律：
(1)最低负价＝ 主族序数－ 8
(2)最高正价＋|最低负价|＝8
思考题 2：氢元素的最高正价为＋1，最低负价是否应为－7?
氢元素的最低负价为-1
三．元素周期表与元素周期律的关系
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，即元素周期表是依据元素周期律而编排出来的。
元素周期表中“位”、“构”、“性”三者的辩证关系
1～20 号元素中某些元素的特性
1．与水反应最剧烈的非金属单质是 F ，即非金属性最强的元素是 F 元素；所形成的气态氢化物最稳定的是
HF 。
2．与水反应最剧烈的金属单质是 K ；原子半径最大的主族元素是 K 元素。
3．自然界中硬度最大的单质是含 C 元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含
氢的百分含量最高的元素是 C 元素。
4．常温下有颜色的气体单质是 Cl 2 。
5．原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为 H 元素；同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是
H 元素。
6．最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是 Cl 元素。
7．密度最小的金属单质是 Li 。
8．最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是 Al 元素；地壳中含量最高的金属元素是 Al 元素。
9．地壳中含量最高的元素是 O 元素，次者是 Si 元素。
四．元素周期表和周期律的应用
1．便于对元素性质进行系统研究。
2．为发现新元素及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
3．在周期表中 金属和非金属分界线 处寻找半导体材料。
4．农药中含有的 As、F、Cl、S、P等元素集中在周期表 非金属 区域。
5．在 过渡元素 中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
6．在周期表一定区域内寻找元素，发现物质的新用途。
思考题 3：钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素，根据它在周期表中的位置预言其性质。
(写出两点即可)
钫(Fr)的金属性非常强，与水反应十分剧烈，生成的 FrOH 是强碱。
【典例 1】请运用元素周期表的有关理论分析判断，下面几种元素及其化合物性质的推断中正确的是(　　)
A．铊(Tl)的氧化物的水化物可能具有两性
B．砹(At)为无色固体，HAt 不稳定，AgAt 具有感光性，且不溶于水
C．硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
D．H2Se 是无色、有毒、比H2S稳定的气体
【答案】C　
【解析】
同主族元素从上到下金属性增强，Tl 的金属性大于 Al 的金属性，则铊(Tl)的氧化物的水化物为强碱，故A错误；
同主族元素从上到下非金属性减弱，且化合物性质相似，则砹 (At)为有色固体，HAt 不稳定，AgAt 具有感光性，
且不溶于水，故B错误；硫酸钡、硫酸钙均不溶于水，则硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体，故C正确；非
金属性：S＞Se，可知H2Se 是无色、有毒、不如H2S稳定的气体，故D错误。
（变式训练 1）砷(As)为第四周期第ⅤA族元素，根据元素周期表和元素周期律的知识，下列有关推测不正确的
是(　　)
A．砷有－3、＋3、＋5等多种化合价
B．原子半径：As＞P
C．酸性：H3AsO4＞H2SO4
D．热稳定性：HBr＞AsH3
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