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第2課時(shí) 預(yù)測(cè)同主族元素的性質(zhì),1.同主族元素的原子，最外層電子數(shù)相同，決定同主族元素具有 的化學(xué)性質(zhì)。,相似,2．同一主族，從上到下原子的核電荷數(shù)越來(lái)越多，原子的電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸 ；原子得電子的能力逐漸 (元素的非金屬性逐漸減弱)，失電子的能力逐漸 (元素的金屬性逐漸增強(qiáng))；元素跟氫化合的能力逐漸 ，氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸 ；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)，酸性逐漸減弱。,增大,減弱,增強(qiáng),減弱,減弱,1.相似性,7,＋7,－1,化合,2.遞變性,強(qiáng),弱,強(qiáng),弱,強(qiáng),弱,弱,強(qiáng),＋1,化合態(tài),強(qiáng)堿,2．遞變性,小,大,弱,強(qiáng),大,大,強(qiáng),1.利用元素周期表尋找新材料 人們不但在金屬元素和非金屬元素的交界處尋找 材料；還在過(guò)渡元素中尋找 ；位于元素周期表ⅣB到ⅥB的過(guò)渡元素中尋找 、 材料，制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船等；利用元素周期表，還可尋找合適的 材料、 材料等。,半導(dǎo)體,催化劑,耐高溫,耐腐蝕,超導(dǎo),磁性,2．地球上化學(xué)元素的分布與元素在周期表中的位置關(guān)系 相對(duì)原子質(zhì)量小的元素，地殼中含量 ，相對(duì)原子質(zhì)量大的元素，地殼中含量 ；原子序數(shù)是偶數(shù)的元素地殼中含量 ，原子序數(shù)是奇數(shù)的元素地殼中含量 ；地球表面的元素多數(shù)呈現(xiàn) 態(tài)，地層深處的元素多數(shù)處于 態(tài)；堿金屬一般是強(qiáng)烈的 元素，主要富集在巖石圈；科學(xué)家把元素周期表分為十個(gè)區(qū)，同一區(qū)域里的元素往往形成 。,多,少,多,少,高價(jià),低價(jià),親石,同生礦,【慎思1】 第ⅠA族元素全部為金屬元素嗎？ 提示 不是，氫為非金屬。 【慎思2】 氟單質(zhì)能置換出氯化鈉溶液中的氯嗎？ 提示 不能，氟首先要與水溶液中的水反應(yīng)。,【慎思3】 五彩繽紛的焰火在空中綻放，增添了節(jié)日的喜慶。你知道焰火是怎樣產(chǎn)生的嗎？ 提示 通過(guò)不同金屬元素的焰色反應(yīng)產(chǎn)生的。,【慎思4】 通過(guò)小組討論判斷下列說(shuō)法是否正確。 ①HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性均依次減弱 ( )。 ②第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng) ( )。 ③Li、Na、K元素的原子核外電子層數(shù)隨著核電荷數(shù)的增加而增多 ( )。 ④第2周期元素從Li到F，非金屬性逐漸增強(qiáng) ( )。 ⑤因?yàn)镹a比K容易失去電子，所以Na比K的還原性強(qiáng) ( )。 提示 ①× ②× ③√ ④√ ⑤×,1．堿金屬單質(zhì) (1)相似性(用R表示堿金屬元素),②與H2O(或酸)反應(yīng) 從Li到Cs，與H2O(或酸)反應(yīng)越來(lái)越劇烈，如K與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸，Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。 ③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性 堿性強(qiáng)弱順序：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。 (3)特殊性 ①Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蠟密封。 ②堿金屬中還原性最強(qiáng)的是Cs，還原性最弱的是Li。 ③堿金屬元素中只有Li與O2反應(yīng)的產(chǎn)物為L(zhǎng)i2O一種，其他元素與O2反應(yīng)的產(chǎn)物至少有兩種。,2．鹵素單質(zhì) (1)相似性(用X表示鹵族元素),(2)遞變性 ①按從F到I的順序，原子得電子能力逐漸減弱。 ②F－、Cl－、Br－、I－的還原性逐漸增強(qiáng)。 ③氫化物的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI ④氫化物的還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI ⑤最高價(jià)含氧酸的酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，F(xiàn)無(wú)正價(jià)，故無(wú)含氧酸。 ⑥密度：鹵族元素，自上而下，單質(zhì)的密度逐漸增大。,⑦熔、沸點(diǎn)：鹵族元素同堿金屬元素相反，自上而下，單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高。 ⑧溶解性：除F2外，鹵素單質(zhì)在水中的溶解性均不大，均易溶于有機(jī)溶劑。 (3)特殊性 ①在常溫下，溴是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)，易揮發(fā)。 ②碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇碘變藍(lán)色。,【例1】關(guān)于鹵素(用X表示)的下列敘述中，正確的是 ( )。 A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O===HXO＋HX表 示 B．HX都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨著核電荷數(shù)的 增加而增強(qiáng) C．從F2到I2，鹵素單質(zhì)的顏色隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大 而加深 D．X－離子的還原性：F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此，相對(duì) 分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對(duì)分子質(zhì)量大的鹵素從 它的鹽溶液里置換出來(lái),解析 Cl2與水的反應(yīng)可表示為X2＋H2O===HXO＋HX，而F2與H2O的反應(yīng)為：2F2＋2H2O===4HF＋O2，Br2、I2與水的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從F到I，原子得電子能力逐漸減弱，故HX的熱穩(wěn)定性逐漸減弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從F2到I2，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深，F(xiàn)2為淺黃綠色氣體，Cl2為黃綠色氣體，Br2為深紅棕色液體，I2為紫黑色固體，C項(xiàng)正確；除了F2在水溶液中可與H2O劇烈反應(yīng)外，其余鹵素單質(zhì)(Cl2、Br2、I2)，相對(duì)分子質(zhì)量小的可將相對(duì)分子質(zhì)量大的鹵素從其鹽溶液中置換出來(lái)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C,推測(cè)元素性質(zhì)的思維方法：此類題目通常是給出不常見(jiàn)的或未發(fā)現(xiàn)的元素，推測(cè)其單質(zhì)或化合物的性質(zhì)。解答這類題的關(guān)鍵是根據(jù)該元素所在族熟悉元素的性質(zhì)，根據(jù)同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性，加以推測(cè)判斷。,【體驗(yàn)1】下列各組性質(zhì)的比較中，不正確的是 ( )。 A．堿性：NaOHMg(OH)2 B．原子半徑：ClS C．金屬性：KNa D．熱穩(wěn)定性：NH3PH3 解析 結(jié)合第I A族和第VA族元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)遞變性可知A、C、D三項(xiàng)均正確。而由同周期元素的遞變性可知，Cl的原子半徑小于S的原子半徑，故B項(xiàng)不正確。 答案 B,【例2】A、B、C、D四種元素在周期表中分別處于元素X的四周(如右圖)，已知X元素最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為X2O5，且五種元素中有一種元素的原子半徑是它們所處的同族中最小的。試確定：,(1)各元素的符號(hào)：A__________，B__________，C__________，D__________，X__________。 (2)寫出C、D、X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式，并排列酸性由強(qiáng)到弱的順序__________________ __________________________。 (3)寫出A、B、X氣態(tài)氫化物的化學(xué)式，并排列穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序______________________。,解析 解答本題的關(guān)鍵是首先確定元素X，推測(cè)時(shí)用到：主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)，以及元素周期律的知識(shí)。由于X2O5中X的化合價(jià)為＋5，則X是ⅤA族元素。由于5種元素中有一種元素的原子半徑是它們所處的同族中最小的，這種元素只能是B。B為ⅤA族的第一種元素N，則X為P，D為As，A為Si，C為S。 答案 (1)Si N S As P (2)H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4 (3)NH3＞PH3＞SiH4,元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例 在“位、構(gòu)、性”的規(guī)律中一些例外必須引起我們足夠的注意，否則在解題時(shí)會(huì)誤入歧途： ①一般原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成，但H無(wú)中子。 ②元素周期表中每一周期一般都是從金屬元素開(kāi)始，但第1周期例外，是從氫元素開(kāi)始。,③大多數(shù)元素在自然界中都有穩(wěn)定的同位素，但Na、F、P、Al等20種元素卻未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的同位素。 ④元素的原子序數(shù)大，相對(duì)原子質(zhì)量不一定大，如18Ar的相對(duì)原子質(zhì)量為39.95，大于19K的39.10。 ⑤一般元素性質(zhì)越活潑，其單質(zhì)性質(zhì)也越活潑，但N與P卻相反，N的非金屬性強(qiáng)于P，但N2比白磷、紅磷穩(wěn)定很多。,【體驗(yàn)2】在周期表主族元素中，甲元素與乙、丙、丁三元素相鄰，甲、乙的原子序數(shù)之和等于丙的原子序數(shù)；這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為20。下列判斷正確的是 ( )。 A．原子半徑：丙＞乙＞甲＞丁 B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：甲＞丙 C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：?。炯?D．乙和甲或乙和丁所形成的化合物都是有毒物質(zhì),解析 由題意討論推知甲丙同主族且丙在甲的下一周期，設(shè)其原子最外層電子數(shù)為x，乙、丁與甲在同一周期且左右相鄰，乙、丁兩原子最外層電子數(shù)之和為2x，則4x＝20，即x＝5，所以甲是N元素，丙是P元素，乙是O元素，丁是C元素。原子半徑大?。罕径。炯祝疽?，故A錯(cuò)誤；N比P的非金屬性強(qiáng)，故NH3比PH3穩(wěn)定，B正確；C比N非金屬性弱，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性H2CO3＜HNO3，故C錯(cuò)誤；乙和丁形成的化合物CO2是無(wú)毒物質(zhì)，故D錯(cuò)誤。 答案 B,規(guī)律探究六 同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 【知識(shí)支持】 探究同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，主要是比較元素的金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱。元素的金屬性是指元素原子失電子能力的大小，或形成化學(xué)鍵時(shí)成為陽(yáng)離子的傾向大小，或價(jià)電子偏離的能力。失電子能力越大或形成陽(yáng)離子傾向越大，或價(jià)電子偏離越遠(yuǎn)，其元素的金屬性越強(qiáng)。相反，元素的非金屬性就越強(qiáng)，其原子越易得電子，或成鍵時(shí)形成陰離子的傾向越大，或強(qiáng)烈吸引成鍵電子。,【實(shí)驗(yàn)探究】 某學(xué)生做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)你幫助該學(xué)生整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_______________________________ 。 (2)實(shí)驗(yàn)用品： 儀器：①________；②________(請(qǐng)?zhí)顚憙煞N主要玻璃儀器)。 藥品：氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳。,(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(在下列空格內(nèi)填寫相關(guān)內(nèi)容) (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________________________________ _____________________________________。,(5)問(wèn)題和討論： ①請(qǐng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡(jiǎn)單說(shuō)明得出上述結(jié)論的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②由于F2過(guò)于活潑，很難設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其氧化性的強(qiáng)弱。試列舉兩個(gè)事實(shí)說(shuō)明F的非金屬性比Cl強(qiáng)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,解析 (1)元素周期律包括同一周期與同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律。根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)藥品不難看出，該學(xué)生想以同主族元素為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 (2)本實(shí)驗(yàn)屬于試管試驗(yàn)，主要使用試管和膠頭滴管。 (3)根據(jù)提供的藥品，顯然是用Cl2、Br2、I2之間的置換反應(yīng)來(lái)證明它們的氧化性強(qiáng)弱，用四氯化碳將置換出來(lái)的Br2或I2萃取出來(lái)，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和說(shuō)服力。,(4)該小題具有一定的開(kāi)放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次減弱或非金屬性依次減弱都可，但最好與該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?duì)應(yīng)：即同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱。 (5)①該題應(yīng)該主要從原子核對(duì)最外層電子的吸引力大小來(lái)回答。②一般來(lái)說(shuō)，置換反應(yīng)能直接說(shuō)明兩種單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱，但F2過(guò)于活潑，不好直接置換Cl2，只能用間接的證據(jù)。如可從它們與氫氣反應(yīng)的難易程度，與水反應(yīng)的難易程度，它們的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面證明。,答案 (1)探究同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (2)①試管 ②膠頭滴管 (3),(4)同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱 (5)①同一主族元素，自上而下，元素原子的電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱 ②F2在冷暗處就可以與H2劇烈反應(yīng)而爆炸，而Cl2與H2只有在光照或點(diǎn)燃的條件下才能反應(yīng)；HF比HCl穩(wěn)定或F2能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2，而Cl2不能,