必修②
2016年8月4日星期四
门捷列夫（1834－1907）俄国化学家。 1834年2月7日生于西伯利亚托博尔斯克，1907年2月2日卒于彼得堡（今列宁格勒）。1850年入 彼得堡师范学院学习化学，1855年毕业后任敖德萨中学教师。1857年任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授，1865年获化学博士学位。1866年任彼得堡大学普通化学教授，1867年任化学教研室主任。1893年起，任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。
门捷列夫简介
门捷列夫的最大贡献是发现了化学元素周期律。他在前人的基础上，总结出一条规律：元素（以及由它所形成的单质和化合物）的性质随着原子量（相对原子质量）的递增而呈周期性的变化,这就是元素周期律。他根据元素周期律于1869年编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮，元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑，人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。1955年科学家们为了纪念元素周期律的发现者门捷列夫，将101号元素命名为钔。
一、元素周期表
原子序数：按元素核电荷数由小到大的顺序给元素的编号。
如：氢元素的原子序数为1，镁元素的原子序数为12。则：
对任意元素的原子：
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
对任意元素的阳离子：
原子序数=核电荷数=质子数>核外电子数
对任意元素的阴离子：
原子序数=核电荷数=质子数<核外电子数
一)、元素周期表编排原则：
1、把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序由左到右排成一个横行。
2、把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。
二)、元素周期表的结构：
1、周期：
具有相同电子层数而又
按照原子序数递增顺序
由左往右排列的一系列
元素。
周期数 = 电子层数
短周期
长周期
(不完全周期)
第七周期：26种元素
三短四长
2
10
18
36
54
86
118
每周期最后一元素的原子序数
2、族：
主族序数＝最外层电子数
——不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。
族
主族：
副族：
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
第VIII 族：
稀有气体元素
零族：
共七个主族
ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB ，ⅠB , ⅡB
共七个副族
包含三列
七主七副零八族
镧系元素:
57—71号，共15种
锕系元素:
89—103号，共15种
超铀元素:
92号以后（由人工合成之故）
过渡元素：第Ⅷ族和全部副族元素
镧系与锕系
主族元素在周期表中所处的
位置，取决于该元素的
（A）最外层电子数和原子量
（B）原子量和核外电子数
（C）次外层电子数和电子层数
（D）电子层数和最外层电子数
D
【课堂练习】
下列叙述错误的是
（A）把最外层电子数相同的元素按
电子层数递增排成8行
（B）主族元素在周期表中的位置决定
于该元素原子的电子层数和最外
层电子数
（C）元素周期表是元素周期律的具体
表现形式
（D）把电子层数相同的各元素按原子
序数递增排成七个横行
A
国际无机化学命名委员会在1989年做出决定，把长式元素周期表原先的主副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。下列说法错误的是（ ）
A、第9列元素中没有非金属元素
B、只有第2列元素原子最外层有2个电子
C、第15列元素的最高价氧化物的化学式为R2O5
D、在整个18列元素中，第3列的元素种类最多
B
练习
推算原子序数为6,13,34,53,88,82的
元素在周期表中的位置。
第6号元素： 6-2=4 第二周期第ⅣA 族。
第13号元素： 13-10=3 第三周期第ⅢA 族。
第34号元素： 34-18=16 第四周期第ⅥA 族。
第53号元素： 53-36=17 第五周期第ⅦA 族。
第88号元素： 88-86 =2 第七周期第ⅡA 族。
第82号元素： 82-54 =28
第六周期第ⅣA 族。
28-14=14
①基本组成(行、列、周期、族） ②上下,左右相邻元素序数的关系;③性质的递变规律；④记1~36号元素；⑤主族元素的位置与原子结构的关系;(周期序数=电子层数; 主族序数=最外层电子数)
牢记短周期元素：
熟记主族元素和0族元素：
Na
11钠
Li
3锂
K
19钾
Rb
37铷
Cs
55铯
它们的性质具有哪些相似点？又有什么样的不同呢？
碱金属元素单质：
三、元素的性质与原子结构
1、碱金属元素
（1）碱金属的原子结构
【自主学习】
教材第5页“科学探究”，填写第5页表格
碱金属的原子结构示意图
碱金属原子结构有何异同？
①相同点：碱金属元素原子结构的
　　　　　　相同， 都为　　　。
②递变性：从Li到Cs，碱金属元素
的原子结构中，　　 　依次
增多。
最外层电子数
1个
电子层数
思考与交流
物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的构可推知其化学性质如何？是否完全相同？
最外层上都只有一个电子，化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。
思考
取一小块钾，擦干表面的煤油后放在石棉网上加热，观察现象。同钠与氧气的反应比较。
探究实验1
取一小块钾，擦干表面的煤油后放在石棉网上加热，观察现象。同钠与氧气的反应比较。
钾在空气中燃烧
钠、钾化学性质比较
黄
淡黄色
紫
浮
浮
熔
熔
游
游
红
红
根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同性。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗？其余碱金属的性质又如何？
思考
钠与钾都能与氧气、水发生反应，但反应的剧烈程度不同
（1）碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似
①与O2的反应
结论
更为复杂
K2O、K2O2、KO2
Li2O
更为复杂
Na2O、Na2O2
②与水的反应
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2R +2H2O = 2ROH + H2↑
结论
某碱金属3.9g与足量水反应，生成氢气0.1g，则该金属是什么？
（2）碱金属元素从上到下（Li 、Na、K、Rb、Cs），随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐　　　，原子核对　　　　　　的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐　　　　　。
结论
增多
最外层电子
增强
元素的金属性逐渐　　　，与水和氧气的反应越来越　　　，生成的氧化物越来越　　　。最高价氧化物对应水化物的碱性越来越　　。
增强
剧烈
复杂
强
元素金属性强弱判断依据：
1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。
例：已知金属A可与冷水反应，金属B和热水才能反应，金属C和水不能反应，判断金属A、B、C金属性强弱如何？
金属性　A 〉 B 〉 C
元素金属性强弱判断依据：
1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。
2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
例：已知NaOH为强碱、Mg(OH)2为中强碱、 Al(OH)3为两性氢氧化物，则Na、Mg、Al的金属性强弱顺序如何？
金属性　Na〉Mg〉Al
元素金属性强弱判断依据：
3、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。
例：氧化性　Al3+﹥Mg2+﹥Na+ ，则元素金属性顺序为：
Na﹥Mg﹥Al
碱金属的物理性质
有何相似性和递变性？
碱金属的物理性质的比较
相
似
点
递变性
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
Li Na K Rb Cs
均为银白色（Cs略带金色）
柔软
较小
较低
强
逐渐增大（K特殊）
单质的熔沸点逐渐降低
1.锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂制造氢弹不可缺少的材料。
锂是优质的高能燃料（已经
用于宇宙飞船、人造卫星和
超声速飞机）。
3．铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
2．钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
金 属 性 逐 渐 增 强
【课堂小结】
最外层7个电子
易得一个电子，
核电荷数递增
电子层数递增
原子半径依次增大
得电子能力逐渐减弱
原子结构
性质
决定
具氧化性
氧化性逐渐减弱
（1）卤素的原子结构
2.卤族元素
（2）卤素元素单质的物理性质
？思考推测：
黑色或是灰黑色固体，难溶于水，易溶于有机溶剂，有一定的挥发性
砹可能具有的物理性质：
特性一、溴是常温下唯一呈液态的非金属单质。
特性二、碘受热易升华。
特性三、单质溴和单质碘较难溶于水而易溶于
有机溶剂如四氯化碳（CCl4）
（3）卤素单质的化学性质
①对比Cl2，写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。
②对比Cl2，写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。
③对比Cl2，写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。
Br2+2Na=2NaBr 3Br2+2Fe=2FeBr3
1、相似性：
F2 冷暗处爆炸 H2+F2====2HF HF很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=====2HCl HCl稳定
Br2 高温 H2+Br2======2HBr HBr较不稳定
I2 高温、持续加热 H2+I2======2HI HI很不稳定
缓慢进行
1) 卤素与氢气的反应
表现为：
（1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2 >Cl2> Br2> I 2
(2)卤化氢的稳定性关系：HF > HCl > HBr > HI
2、递变性
Br2＋ H2O=====HBr＋HBrO
反应越来越难以发生
2F2＋2H2O=====4HF＋O2 （特例）
Cl2 ＋H2O=====HCl＋HClO
2)卤素与水反应
通式：X2 ＋ H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）
I2 ＋H2O=====HI＋HIO
3)卤素间的相互置换
(1) Cl2＋ 2Br－ ===== 2Cl－＋Br2


(2) Cl2＋ 2I－ ===== 2Cl－＋I2

(3) Br2+ ２I－ ===== ２Br－＋I2
思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的还原性强弱顺序
结论： 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－
小 结
卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的
相似性。
与金属反应，生成卤化物。
与氢气反应，生成卤化氢。
与水反应，生成卤化氢和次卤酸。
卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的
差异性和递变性
与氢反应的能力渐弱
氢化物的稳定性渐弱
与水反应的能力渐弱
特性
碘遇淀粉显蓝色。
氟气和水的反应： 2F2 +2H2O=4HF+ O2
卤化银的性质及用途
溴化银用于制照相的感光片
碘化银可用于人工降雨
感光性
用途：
中央电视台，“鉴宝”栏目春节特别节目中，主持人展示了一根7000多年前的鹤腿骨笛。被看成无价之宝。那人们是如何知道它是7000多年前的呢？
用C-14的半衰期计算的。 C-14和我们见过的C-12是什么关系呢？
在我们学习了核素之后就能知道了
核素
1、原子的构成

质子、中子、电子的电性和电量怎样？
1个质子带一个单位正电荷
1个电子带一个单位负电荷
中子不带电
构成原子的粒子及其性质
请同学们回忆：相对原子质量
请同学们推论：一个质子的相对质量如何计算？
m(12C)=1.993 × 10-26Kg
1/12m(12C)= (1.661 × 10-27Kg )
以12C原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。
构成原子的粒子及其性质
1.007
1.008
1/1836
=质量数
[归纳与整理]
2、质量数与质子数和中子数间的关系。
质量数:原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值。
质量数（A）= 质子数（Z）+中子数（N）
核电荷数=核内质子数=原子核外电子数
A——代表质量数；
Z——代表核电荷数；
C±——代表离子所带电荷及种类；
d——代表原子个数
a b c d各代表什么?
学了这部分内容后常见到这样的符号
１. 钠原子的质量数为23，中子数为12，那么它的质子数是多少？核外电子数是多少？
( 11, 11 )
２. 硫的二价阴离子的核外电子数是18，中子数为17，那么它的质量数是多少？
( 33 )
解：因为 S2- 的核外电子数是18，即硫原子得
到 2 个电子后，是18，那么硫原子的核外
电子数是16，则16+17=33。
课堂练习
课堂练习
３、X元素原子的质量数为m，核内中子数为n，则WgX+含有电子的物质的量(mol)是
（提示：元素的相对原子质量近似等于质量数）
A. (m-n)×W/m
B. (m-n-1)×W/m
C. (m+n)×W/m
D. (m-n+1)×W/m
Ｂ
氢元素的三种原子
氕 氘 氚
H D T
重氢 超重氢
这三种微粒是同一种原子吗?是同一种元素吗?
可见它们是氢元素的三种不同原子,把这三种原子叫核素.把这三种原子互称为同位素.
2、核素：具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子
1、元素： 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子。
同种元素：原子的原子核中质子数______。
同种元素：原子的原子核中中子数可以 _____。
同种元素：
可以有 ______ 种不同原子。
相同
不相同
[归纳与整理]
（二）元素、核素、同位素：
几
再如:
3、同位素
把原子里具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素。
即:两同(同质子数、同一元素)
两不同(中子数不同、原子不同)
其特点为：
⑴同位素在周期表里占据同一位置。
⑵同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异
⑶在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种原子个数百分比(丰度)一般为定值。
⑷ 同种元素的不同的原子也可组成不同的单质或化合物的分子。
如： 氢： 氕、 　 氘、 　 氚
　　　　　　　　　氢　　重氢　　超重氢
　　　　元素符号： H H H
原子符号： 11H 12H 　 13H
　 H D 　 T
　　　 单质：
与氧化合成水：
这些水分子的最大式量_____，
最小式量_____，共有___种式量。
22
5
18
H2、 D2 、 T2、H-D、H-T、D-T
H2O、D2O、T2O、HDO、DTO、HTO
课堂练习
4、在（1）Li、（2）　N、（3） Na、（4） Mg、（5）　Li、（6） C中：
（1） 和 互为同位素。
（2） 和 质量数相等，但不能互称同位素。
（3） 和 的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。
（1）
（5）
（2）
（6）
（3）
（4）
思考：下列符号代表几种元素？
几种原子？

4018Ar 4019K 4220Ca
4119K 4020Ca 4019K+
三
五
现已发现112种元素，能否说发现112种原子？
(1)原子质量
(2)相对原子质量
(3)原子质量数
(4)元素的相对原子质量
(5)元素的近似相对原子质量
（三）相对原子质量
课堂延伸
Cl元素相对原子质量=M1×a1 + M2×a2
= 34.969×75.77% + 36.966×24.23% = 35.453
例：Cl元素相对原子质量的计算
Cl元素近似相对原子质量= A1×a1 + A2×a2
= 35×75.77% + 37×24.23% = 35.485
1、作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U）
2、金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
3、辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
4、临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
5、环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境是其少受污染。
……
同位素的应用