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1、高一化学元素周期律和元素周期表的应用本讲稿第一页，共二十三页门捷列夫预言了锗的存在和性质门捷列夫预言了锗的存在和性质 预测预测 锗锗相对原子质量相对原子质量 72 72.6密度密度/5.5 5.32氧化物氧化物 MO2 GeO2氧化物密度氧化物密度/4.7 4.72氯化物氯化物 MCl4 GeCl4氯化物熔点氯化物熔点/100 84g/cmg/cm3 3g/cmg/cm3 3本讲稿第二页，共二十三页思考思考:如果不提供任何资料如果不提供任何资料,仅凭你掌握仅凭你掌握的元素周期表和元素周期律的知识的元素周期表和元素周期律的知识,你能你能推出推出“类铝类铝”即镓的哪些性质即镓的哪些性质?化合价化合
2、价 +3+3氧化物化学式氧化物化学式 Ga2OGa2O3 3氯化物化学式氯化物化学式 GaClGaCl3 3本讲稿第三页，共二十三页 还可以推出它的原子结构还可以推出它的原子结构:原子序数原子序数:13+18=:13+18=3131 原子核外有原子核外有四四个电子层个电子层最外层有最外层有三三个电子个电子是是金属金属元素元素,易失去易失去三三个电子个电子金属性金属性强强于铝于铝,氢氧化物碱性氢氧化物碱性强强于铝于铝本讲稿第四页，共二十三页思考思考:如果给你时间查阅一些资料如果给你时间查阅一些资料,你认为你认为还能知道哪些性质还能知道哪些性质?本讲稿第五页，共二十三页铝铝2.702.70660.
3、37660.3726.9826.98锌锌65.4165.41419.58419.587.147.14铟铟114.8114.87.317.31156.61156.61锗锗72.6472.645.325.32937.4937.4类铝类铝?本讲稿第六页，共二十三页 类铝（类铝（EaEa）镓（镓（GaGa）18711871年门捷列夫预言年门捷列夫预言 18751875年发现后测定年发现后测定原子量约为原子量约为6969 原子量约为原子量约为69.7269.72密度约为密度约为5.96.0g/cm5.96.0g/cm3 3密度约为密度约为5.94g/cm5.94g/cm3 3熔点应该很低熔点应该很低 熔
4、点为熔点为530.1530.1可用分光镜发现其存在可用分光镜发现其存在镓是用分光镜发现的镓是用分光镜发现的最高价氧化物最高价氧化物EaEa2 2OO3 3 最高价氧化物最高价氧化物GaGa2 2OO3 3本讲稿第七页，共二十三页一一.发现和预测新元素的性质和原子结构发现和预测新元素的性质和原子结构原子序数原子序数 :116116周期表中位置周期表中位置 :第七周期第七周期 VI AVI A族族核外电子层数核外电子层数:7 7最外层电子数最外层电子数:6 6最高正价最高正价:+6+6最高价氧化物最高价氧化物:MOMO3 3最高价氯化物最高价氯化物:MClMCl6 6是否为是否为金属金属元素元素?
5、是否为是否为放射性放射性元素元素?本讲稿第八页，共二十三页二二.寻找特定的材料或某一用途的材料寻找特定的材料或某一用途的材料本讲稿第九页，共二十三页思考思考:1.1.太阳能电池板太阳能电池板,是用什么元素的单质制作的是用什么元素的单质制作的?2.2.它是一种具有什么性能的材料它是一种具有什么性能的材料?3.3.最初使用的最初使用的锗锗也是有此性能的材料也是有此性能的材料,镓镓和和硒硒也有也有.查阅周期表查阅周期表,找出它们分别在周期表中的找出它们分别在周期表中的位置位置,得出什么结论得出什么结论?为什么为什么?硅硅半导体半导体本讲稿第十页，共二十三页1.1.半导体材料半导体材料结论结论:在金属
6、和非金属在金属和非金属楼梯型交界处楼梯型交界处附近附近寻找半导体材料寻找半导体材料,如锗如锗.硅等硅等.本讲稿第十一页，共二十三页2.2.催化剂催化剂(1).(1).汽车尾气处理汽车尾气处理:2NO+2CO=2CO2NO+2CO=2CO2 2+N+N2 2铂铂-铑铑(2).(2).有机物催化加氢有机物催化加氢:C C2 2H H2 2+2H+2H2 2 C C2 2H H6 6NiNi加热加热此类反应中也可使用此类反应中也可使用PdPd或或PtPt代替代替NiNi为催化剂为催化剂本讲稿第十二页，共二十三页(3).(3).合成氨工业合成氨工业:N:N2 2+H+H2 2 NH NH3 3铁触媒铁
7、触媒(4).(4).工业制硫酸工业制硫酸:SO:SO2 2+O+O2 2 SO SO3 3V V2 2OO5 5结论结论:在在过渡元素过渡元素中寻找催化剂材料中寻找催化剂材料.本讲稿第十三页，共二十三页 日本的水俣病和痛痛病日本的水俣病和痛痛病 2020世纪世纪5050年代年代,日本水俣市的一家化工厂将含有日本水俣市的一家化工厂将含有汞汞的废水排入港湾的废水排入港湾.水中的汞经食物链富集到鱼和贝水中的汞经食物链富集到鱼和贝类中类中,当地居民因长期食用富含汞的鱼和贝类等而造成当地居民因长期食用富含汞的鱼和贝类等而造成慢性汞中毒慢性汞中毒,这就是震惊世界的公害事件这就是震惊世界的公害事件水俣病水俣
8、病.水俣病患者语言不清水俣病患者语言不清,走路不稳走路不稳,四肢麻木四肢麻木,严重的眼严重的眼睛失明睛失明,精神错乱精神错乱,甚至死亡甚至死亡.而几乎同一时期发生在日本的而几乎同一时期发生在日本的痛痛病痛痛病,则是患者则是患者长期食用含长期食用含镉镉污水灌溉的水稻造成的污水灌溉的水稻造成的.痛痛病患者痛痛病患者骨骼变脆骨骼变脆,全身骨节疼痛难忍全身骨节疼痛难忍,严重者最终因剧痛严重者最终因剧痛而死亡而死亡.本讲稿第十四页，共二十三页 锌锌.铜铜.银银.铅铅等有毒离子也会引起水体的等有毒离子也会引起水体的污染污染.而水中的而水中的钾钾.钠钠.镁镁.钙钙等离子则无毒等离子则无毒.思考思考:请大家分
9、别分析两类元素的相对原请大家分别分析两类元素的相对原子质量子质量,能得出什么结论能得出什么结论?3.3.重金属离子的污染重金属离子的污染本讲稿第十五页，共二十三页本讲稿第十六页，共二十三页4.4.耐高温耐高温.高强度高强度.耐腐蚀的合金材料耐腐蚀的合金材料钛钛.钼钼.钨钨.铬铬 等可以用来合成此类合金等可以用来合成此类合金.飞机起落架飞机起落架:钛钛.钒钒.铁铁.铝铝 组成的组成的多钛合多钛合金金飞机发动机叶片飞机发动机叶片:镍镍.铁铁.碳碳.钴钴 组成的组成的镍钴镍钴合金合金.结论结论:从从过渡元素过渡元素中寻找此类合金材中寻找此类合金材料料.本讲稿第十七页，共二十三页 此外此外,在在工业致
10、冷剂工业致冷剂的研制的研制,矿物矿物的寻找的寻找,农药农药的制造等方面的制造等方面,元素周期律和元素周元素周期律和元素周期表均有非常重要的指导作用期表均有非常重要的指导作用.本讲稿第十八页，共二十三页 强调强调:以上这些特殊用途的材料的合以上这些特殊用途的材料的合成所需元素均处于元素周期表的某一成所需元素均处于元素周期表的某一区域内区域内,但并不代表在这一区域的所有但并不代表在这一区域的所有元素均有特殊的用途元素均有特殊的用途.所有的应用都必须所有的应用都必须以成百上千次的实验为基础以成百上千次的实验为基础,这正说明了这正说明了科学探究道路上的艰辛和曲折科学探究道路上的艰辛和曲折.本讲稿第十九
11、页，共二十三页思考思考:1.1.镧系镧系元素和元素和钇钇元素通常称为元素通常称为稀土稀土元素元素,它们的化学性质十分相似它们的化学性质十分相似,多多共生共生在在同一矿物中同一矿物中.稀土元素在地壳中的分布稀稀土元素在地壳中的分布稀少少,但应用广泛但应用广泛.我国是稀土元素的资源大我国是稀土元素的资源大国国,储量约占世界的储量约占世界的百分之八十百分之八十.(1).(1).指出镧系元素在周期表中的位置指出镧系元素在周期表中的位置(2).(2).表中包含元素种类最多的族是表中包含元素种类最多的族是:IIIBIIIB族族(3).(3).课后上网查找资料课后上网查找资料,了解稀土元素的了解稀土元素的应用应用.本讲稿第二十页，共二十三页2.2.如果再发现一种未知的非金属元素如果再发现一种未知的非金属元素,据据周期表的有关知识周期表的有关知识,推断其是第几号元素推断其是第几号元素?处于周期表的什么位置处于周期表的什么位置?称为什么元素称为什么元素?118118第七周期第七周期OO族族稀有气体元素稀有气体元素本讲稿第二十一页，共二十三页作业作业:查阅有关元素周期律发现和应用查阅有关元素周期律发现和应用的史料的史料,写一篇阅读笔记写一篇阅读笔记.本讲稿第二十二页，共二十三页谢谢同学们的配合谢谢同学们的配合!本讲稿第二十三页，共二十三页