高中化学：1.3 元素周期表的应用 素材 鲁科版必修2.doc

用心爱心专心第三节元素周期表的应用1.元素周期律和元素周期表的重要意义元素周期律和周期表揭示了元素之间的内在联系反映了元素性质与它的原子结构的关系在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义。（1）在哲学方面元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。元素周期表是周期律的具体表现形式它把元素纳入一个系统内反映了元素间的内在联系打破了曾经认为元素是互相孤立的形而上学观点。通过元素周期律和周期表的学习可以加深对物质世界对立统一规律的认识。（2）在自然科学方面周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、甚至为指导新元素的合成、预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科学的许多部门首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面都是重要的工具。（3）在生产上的某些应用由于在周期表中位置靠近的元素性质相似这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。①农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。②半导体材料都是周期表里金属与非金属接界处的元素如Ge、Si、Ga、Se等。③催化剂的选择：人们在长期的生产实践中已发现过渡元素对许多化学反应有良好的催化性能。进一步研究发现这些元素的催化性能跟它们原子的d轨道没有充满有密切关系。于是人们努力在过渡元素（包括稀土元素）中寻找各种优良催化剂。例如目前人们已能用铁、镍熔剂作催化剂使石墨在高温和高压下转化为金刚石；石油化工方面如石油的催化裂化、重整等反应广泛采用过渡元素作催化剂特别是近年来发现少量稀土元素能大大改善催化剂的性能。④耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：在周期表里从ⅢB到ⅥB的过渡元素如钛、钽、钼、钨、铬具有耐高温、耐腐蚀等特点。它们是制作特种合金的优良材料是制造火箭、导弹、宇宙飞船、飞机、坦克等的不可缺少的金属。⑤矿物的寻找：地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。科学实验发现如下规律：相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少；偶数原子序的元素较多奇数原子序的元素较少。处于地球表面的元素多数呈现高价处于岩石深处的元素多数呈现低价；碱金属一般是强烈的亲石元素主要富集于岩石圈的最上部；熔点、离子半径、电负性大小相近的元素往往共生在一起同处于一种矿石中。在岩浆演化过程中电负性小的、离子半径较小的、熔点较高的元素和化合物往往首先析出进入晶格分布在地壳的外表面。有的科学家把相似周期表中性质的元素分为十个区域并认为同一区域的元素往往是伴生矿这对探矿具有指导意义。2.元素周期表的终点在哪里？1869年俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表并留下一些空格预示着这些元素的存在。在元素周期表的指导下人们“按因索骥”找出了这些元素。元素种类到底是否有限？周期表有否终点？20世纪30～40年代人们发现了92号元素就有人提出92号是否是周期表的最后一种元素。然而从1937年起人们用人工合成法在近50年时间又合成近20种元素元素周期表的尾巴增长了。这时又有人预言105号元素该是周期表的尽头了其理由是核电荷越来越大核内质子数也越来越大质子间的排斥力将远远超过核子间作用力导致它发生蜕变然而不久又陆续合成了106～109号元素。这些元素存在的时间很短如107号元素半衰期只有2μs照此推算元素周期表是否到尽头了？1969年起理论物理学家从理论上探索“超重元素”存在的可能性他们认为具有2814285082114126184等这些“幻数”的质子和中子其原子核比较稳定这就是说随着原子序数的递增其原子核不一定不稳定。因此在109号元素之后还能合成一大批元素这样第七周期32种元素将会被填满第八周期也将填满（按理论计算第八周期元素共50种其中7种主族元素1种惰性元素10种过渡元素或副族元素还有32种超锕系元素列在元素周期表锕系元素的下方）。然而理论的唯一检验标准是实践能否不断合成新元素至今还是一个谜科学家将上天（如到月球）入地（如海底）或反复在粒子加速器中进行实验企图合成新元素其结果将会如何人们正拭目以待。更为有趣的是有些科学家还提出元素周期表可以向负方向发展这是由于科学上发现了正电子、负质子（反质子）在其他星球上是否存在由这些反质子和正电子以及中子组成的反原子呢？这种观点若有一朝被实践证实元素周期表当然可以出现核电荷数为负数的反元素向负向发展也就顺理成章了。3．前两周期元素的“反常”性质。我们已知第一周期只有氢、氦两种元素。这两种元素在性质上与其他各周期元素的性质有非常明显的差异通常很难用周期律的有关理论加以解释现分别初步加以探究：1．氢原子核外只有1个电子根据这一点把氢放