3.13.1 化學世界中的規律

直接先備知識模組: 鹼的簡介 氧化還原反應

在認識物質世界的過程中,科學家們不斷探索物質性質的普遍性。現代元素週期表就是一個非常重要的代表,它是許許多多科學家智慧的結晶。週期表不僅能揭示各種元素的特性及其變化規律,還能夠指導科學家探索新元素的存在。在本課題中,我們就一起來認識元素性質的週期性變化。

內容簡介 學生應學習 學生應能
第一課 元素的鍵合本質和原子半徑的週期性變化

在週期表的每一個週期內,由左至右,元素從金屬過渡為類金屬,再過渡為非金屬。在本課中,我們將會探索和總結元素的鍵合本質和原子半徑的週期性變化。你或許能從中體會到自然界中所發生的規律性變化,並明瞭週期表對於化學科學的重要性。

第一節 元素金屬性/非金屬性的週期性變化
  • 總結週期表內同週期或同族元素的金屬性/非金屬性的變化趨勢
第二節 元素的鍵合和結構的週期性變化
  • 描述週期表內第 \(\text{I}\) 族至第 \(0\) 族元素的鍵合本質和結構
第三節 元素的原子半徑的週期性變化
  • 描述同週期內/同一族內,原子半徑的變化趨勢
  • 解釋元素的原子半徑呈現上述變化的原因
第二課 元素的熔點和導電性的週期性變化

在本課中,我們將會繼續探究元素的熔點和導電性的週期性變化,並利用元素的鍵合和結構,解釋產生這種變化趨勢的原因。

第一節 同一週期元素的熔點的變化
  • 描述第 \(\text{I}\) 族和第 \(\text{VII}\) 族元素的熔點的變化趨勢
  • 利用元素的鍵合和結構,解釋第三週期元素的熔點呈現上述變化的原因
第二節 同一族元素的熔點的變化
  • 描述第 \(\text{I}\) 族和第 \(\text{VII}\) 族元素的熔點的變化趨勢
  • 利用元素的鍵合和結構,解釋第 \(\text{I}\) 族和第 \(\text{VII}\) 族元素的熔點呈現上述變化的原因
第三節 元素的導電率的週期性變化
  • 描述第三週期元素的導電率的變化趨勢
  • 解釋第三週期元素的導電率呈現上述變化的原因
第三課 第三週期元素的氧化物

第三週期元素,由活潑金屬——鈉 、較活潑金屬 —— 鎂和鋁,過渡至類金屬 —— 硅、較活潑非金屬 —— 磷和硫,然後是活潑非金屬 —— 氯,最後是貴氣體 —— 氬。除氬外,其他第三週期元素都能與氧反應生成氧化物。隨著第三週期元素 (由 \(\text{Na}\) 至 \(\text{Cl}\)) 的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強,它們的氧化物的鍵合本質、在水中的習性和酸鹼性質,呈現出漸進式的變化。這進一步證實了科學家關於週期性的推測。

第一節 第三週期元素的氧化物
  • 了解部分第三週期元素可形成多種氧化物
  • 描述 \(\text{Na}\) 至 \(\text{Cl}\) 各元素的氧化物的計量成份
第二節 第三週期元素的氧化物的鍵合本質
  • 描述 \(\text{Na}\) 至 \(\text{Cl}\) 各元素的氧化物的鍵合本質
第三節 第三週期元素的氧化物與水的反應
  • 描述 \(\text{Na}\) 至 \(\text{Cl}\) 各元素的氧化物在水中習性的變化
第四節 第三週期元素的氧化物的酸鹼性質
  • 描述 \(\text{Na}\) 至 \(\text{Cl}\) 各元素的氧化物的酸鹼性質的變化
第四課 過渡金屬

過渡金屬元素位於第 \(\text{II}\) 族和第 \(\text{III}\) 族之間,它們是一系列的金屬元素。與主族金屬元素相比,過渡金屬元素具有哪些特殊的性質?它們在工業和其他應用範疇方面,發揮了哪些重要作用?本課將會帶你認識和了解幾種重要的過渡金屬元素及其化合物。

第一節 過渡金屬在週期表中的位置
  • 辨認過渡金屬在週期表中的位置
  • 了解過渡金屬的一般性質
第二節 過渡金屬的離子
  • 認識大部分過渡金屬離子的水溶液是有顏色的
  • 描述常見的過渡金屬的離子的水溶液的顏色
第三節 過渡金屬的可變氧化態
  • 說明過渡金屬在其化合物中可能存在多於一種氧化態
第四節 過渡金屬的催化性質
  • 了解過渡金屬及其化合物常用作催化劑