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第2课时元素周期表和元素周期律的应用1新情境•激趣引航元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。
门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。
例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”,并预测了它的性质。
1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镣。
镣的性质与门捷列夫推测的一样。
门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅” ,15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名“错”。
你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的吗？门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？元素周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢？请让我们一起走进教材深入探究吧！2新知识•预习探索。
学习目标1.了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。
2.认识元素周期表是元素周期律的具体体现。
3 •体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。
新知预习1 •周期表中金属元素区和非金属元素区(1)分界线的划分：沿着周期表中遡跟克之间画一条虚线，虚线的左面是金属元素,右面是非金属元素。
(2)各区域金属性、非金属性的强弱特点周期表的左下方是金属性最强的元素，是铉元素；右上方是非金眞性最强的元素，是氟元素；最后一个纵行是稀有气体元素。
在分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。
2.位、构、性关系在生产实践中的应用(1)元素的性质、元素在周期表中的位置和元素的原子结构三者之间的密切关系，除了能指导人们进行化学学习和化学研究外，对于指导生产实践也具有十分重要的意义。
(2)在探寻新材料中的应用①根据在元素周期表中位置靠近的元素具有相似的性质这一规律，可以利用元素周期表寻找新材料。
②人们可以在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料，还可以在过渡元素中寻找优良的催化剂。
（人教版必修2）第一章《物质结构元素周期律》教学设计第二节元素周期律（第三课时元素周期表和周期律的应用）【解析】构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。
【典例2】元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。
下列说法正确的是( )A．事物的性质总在不断的发生明显的变化B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料【答案】 C【解析】同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。
【板书】活动三、元素位置、原子结构、元素性质之间的关系【问题探究1】（1）推测原子结构示意图为的原子,在周期表中的位置及最高正化合价是什么？【交流】该元素位于周期表中第四周期ⅥA族,根据其在周期表中的位置推测,该元素的最高正价是+6,其最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4(该元素用X代替),其酸性比硫酸弱。
【问题探究2】（2）如何比较氢氧化钙和氢氧化铝的碱性强弱?【交流】钙与铝既不在同一周期也不在同一主族,可借助镁来比较,三种元素在周期表中的位置如图,金属性:Ca>Mg>Al,故碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。
【讨论】利用元素“位—构—性”间的关系进行推导的基本思维模型是什么？【交流板书】【问题探究】利用元素“位、构、性”关系解题时应注意哪些问题？【交流1】(1)掌握四个关系式：①电子层数=周期数；②质子数=原子序数；③最外层电子数=主族序数；④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外);负价=主族序数-8 。
【交流2】(2)熟练周期表中一些特殊规律：①各周期元素种数；②稀有气体元素的原子序数及其在周期表中的位置；③同主族上下相邻元素原子序数的关系【交流3】（3）性质与位置互推是解题的关键：熟悉元素周期表中同周期及同主族元素性质的递变。
第三课时元素周期表和元素周期律的应用——————————————————————————————————————[课标要求]1．了解元素周期表中金属元素、非金属元素的分区。
2．体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。
1．对于主族元素(1)周期序数＝电子层数(2)主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|(其中，F无正价，O无最高正价)。
2．金属与非金属分界线处的元素(1)Al Ge Sb Po；B Si As Te At(2)在金属和非金属分界线附近的元素既有金属性，又有非金属性。
3．金属与非金属分界处半导体材料过渡元素催化剂、合金材料周期表右上角制取农药的元素元素周期表和元素周期律的应用)1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律位于周期表中金属和非金属元素分界线两侧的元素(如Al、Si等)既能表现金属性，又能表现非金属性。
2．元素化合价与其在周期表中位置的关系3．元素周期表和元素周期律的应用(1)科学预测：为新元素的发现和预测它们的原子结构和性质提供线索。
(2)指导其他与化学相关的科学技术研究①在金属与非金属分界线附近的元素中寻找半导体材料。
②在周期表中的非金属区域探索研制农药的材料。
③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
[特别提醒]元素既具有金属性，又具有非金属性，不能称为元素具有两性，两性指的是酸、碱两性，而不是指金属性和非金属性。
1．结合元素周期律分析，在现有元素中金属性和非金属性最强的分别是什么元素？提示：由元素周期律可知，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。
所以金属性最强的元素位于元素周期表的左下角，非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，即金属性最强的应该为钫元素，但由于钫是放射性元素，在自然界中不能稳定存在，所以一般认为铯的金属性最强，氟的非金属性最强。
2．从第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹连成一条斜线，即为金属元素和非金属元素的分界线，分界线附近元素的性质有何特点？这些元素可制取什么材料？提示：分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，这些元素可以制取半导体材料。
3．短周期元素R的氢化物的化学式为H2R，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是什么？提示：该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。
(1)元素周期表的左下方元素的金属性最强，右上方元素的(稀有气体元素除外)非金属性最强。
(2)由于元素的金属性和非金属性没有严格的界限，因此，位于分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。
(3)元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系。
(4)①与同周期前、后元素相比较，依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。
②与同主族上、下元素相比较，依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。
③比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。
若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。
如原子半径：C>A>B；金属性：C>A>B；非金属性：B>A>C。
1．科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，称为类铅。
关于它的性质，预测错误的是()A．它的最外层电子数为4B．它的最高价氧化物的水化物是强酸C．它具有＋2、＋4价D．它的金属性比铅强解析：选B由题意知，该元素位于ⅣA族铅元素下面，金属性比铅强，D正确，B不正确；因处于ⅣA族，其原子最外层有4个电子，A正确；由ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C正确。
2．元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
答案：(b)(d)(a)(c)“位、构、性”关系及应用1．“位、构、性”三者关系的解读(1)原子结构――→决定元素在周期表中的位置结构⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫最外层电子数＝主族序数电子层数＝周期序数位置 (2)原子结构――→决定元素的化学性质结构⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫最外层电子数越少，电子层数越多，越易失电子，还原性越强最外层电子数越多，电子层数越少，越易得电子，氧化性越强性质 (3)位置――→体现或推测原子结构和元素性质2．主族元素在周期表中的特殊位置(1)族序数等于周期数的元素：H 、Be 、Al ；(2)族序数等于周期数2倍的元素：C 、S ；(3)族序数等于周期数3倍的元素：O ；(4)周期数是族序数2倍的短周期元素：Li ；(5)周期数是族序数3倍的短周期元素：Na ；(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C 、Si ；(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S ；(8)除H 外，原子半径最小的元素：F ；(9)最高价不等于族序数的元素：O 、F 。
3．元素“位、构、性”规律中的特例(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(11H)无中子。
(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。
(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。
(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。
(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na 2O 2中氧显－1价；在NaH 中氢显－1价。
1．四种短周期主族元素W 、X 、Y 、Z 的原子序数依次增大，W 、X 的简单离子具有相同电子层结构，X 的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W 与Y 同族，Z 与X 形成的离子化合物的水溶液呈中性。
下列说法正确的是( )A．简单离子半径：W＜X＜ZB．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性C．气态氢化物的热稳定性：W＜YD．最高价氧化物的水化物的酸性：Y＞Z解析：选B四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z 为Cl元素；因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N(或O)元素、Y可能为P(或S)元素。
A项，Na＋与N3－(或O2－)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：Na＋＜N3－(或O2－)＜Cl－。
B项，W与X形成的化合物Na2O、Na2O2(或Na3N)溶于水后的溶液均为NaOH溶液(或NaOH和NH3的混合溶液)，呈碱性。
C项，元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：W＞Y。
D项，最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。
2．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知()A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YB．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YC．X元素形成的单核阴离子还原性大于YD．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性解析：选A由题意可知，W是N，X是O，Y是S，Z是Cl。
H2S的稳定性小于H2O 的，也小于HCl的，A正确；HClO的酸性比H2SO4的弱，B错误；S2－的还原性强于O2－的，C错误；Cl2和H2O反应时，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，D错误。
[三级训练·节节过关]1．下列说法中不正确的是()A．19世纪中叶，门捷列夫的突出贡献是发现元素周期律B．在金属和非金属元素交界处最容易找到半导体材料C．在过渡元素中容易找到各种优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料D．根据硼在元素周期表中的位置，推测硼的最高价含氧酸的化学式可能是HBO3解析：选D A项，19世纪中叶，门捷列夫的突出贡献是发现元素周期律，正确；B 项，在金属和非金属元素交界处的元素具有金属性、非金属性，因此最容易找到半导体材料，正确；C项，过渡元素中的元素都是金属元素，从中可以找到各种优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，正确；D项，硼与铝同主族，铝的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3或H3AlO3，则硼的最高价含氧酸的化学式可能是H3BO3，错误。
2．根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是() A．Si、K B．C、SiC．Si、Ge D．As、Se解析：选C在元素周期表中，在金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如Si、Ge可用作半导体材料。
3．某元素的最高正价与负价的代数和为4，则该元素可能为()A．C B．PC．O D．S解析：选D元素的最高正价与负价的绝对值相加等于8，再由题意最高正价与负价的代数和等于4，所以该元素的最高正价为＋6，即最外层有6个电子，但O无最高正价，故只选D。
4．锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线处，下列叙述正确的是()A．锗是一种金属性很强的元素B．锗的单质具有半导体的性能C．锗化氢(GeH4)稳定性很强D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸解析：选B依据同主族元素性质的递变规律，气态氢化物的稳定性为CH4>SiH4>GeH4，酸性H2CO3>H4GeO4；锗处于金属、非金属分界线处，故具有半导体的性能。
5．利用元素周期表，我们可以认识更多元素的性质。
(1)根据元素周期表来比较Mg和Cs的金属性，要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较，这种元素是______(填元素符号)。
(2)元素周期表位于对角线的两种元素其性质相似称之为对角线规则。
根据元素周期表对角线规则，金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。
①已知2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
②鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可选用的试剂为_______________________________。
(3)元素周期表中某一元素具有如下性质：①该元素单质常被用作半导体材料。
②其单质与稀盐酸不反应，与氢氧化钠溶液反应可以放出氢气。
③其最高价氧化物既可以溶于浓盐酸，也可以溶于氢氧化钠溶液。
④其最高价氧化物对应的水化物既可以和酸反应，也可以和碱反应。
在与盐酸反应时，1 mol这种最高价氧化物对应的水化物最多消耗4 mol·L－1的盐酸1 L。
请你写出这种元素在周期表中的位置：________。
