高中化學(xué) 1-3-2 預(yù)測(cè)同主族元素的性質(zhì)課件 魯科版必修2.ppt
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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;還在過渡元素中尋找 ;位于元素周期表B到B的過渡元素中尋找 、 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A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 通過不同金屬元素的焰色反應(yīng)產(chǎn)生的。,【慎思4】 通過小組討論判斷下列說法是否正確。 HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性均依次減弱 ( )。 第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng) ( )。 Li、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 ( )。 第2周期元素從Li到F,非金屬性逐漸增強(qiáng) ( )。 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堿金屬單質(zhì) (1)相似性(用R表示堿金屬元素),與H2O(或酸)反應(yīng) 從Li到Cs,與H2O(或酸)反應(yīng)越來越劇烈,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。 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性 堿性強(qiáng)弱順序:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。 (3)特殊性 Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蠟密封。 堿金屬中還原性最強(qiáng)的是Cs,還原性最弱的是Li。 堿金屬元素中只有Li與O2反應(yīng)的產(chǎn)物為Li2O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 按從F到I的順序,原子得電子能力逐漸減弱。 F、Cl、Br、I的還原性逐漸增強(qiáng)。 氫化物的穩(wěn)定性:HFHClHBrHI 氫化物的還原性:HFHClHBrHI 最高價(jià)含氧酸的酸性:HClO4HBrO4HIO4,F(xiàn)無正價(jià),故無含氧酸。 密度:鹵族元素,自上而下,單質(zhì)的密度逐漸增大。,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。 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 在常溫下,溴是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì),易揮發(fā)。 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X2H2O=HXOHX表 示 BHX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 DX離子的還原性:FClBrI,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,解析 Cl2與水的反應(yīng)可表示為X2H2O=HXOHX,而F2與H2O的反應(yīng)為:2F22H2O=4HFO2,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,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A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A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)H2SO4H3PO4H3AsO4 (3)NH3PH3SiH4,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: 一般原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成,但H無中子。 元素周期表中每一周期一般都是從金屬元素開始,但第1周期例外,是從氫元素開始。,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。 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。 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:丁甲 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4x20,即x5,所以甲是N元素,丙是P元素,乙是O元素,丁是C元素。原子半徑大小:丙丁甲乙,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H2CO3HNO3,故C錯(cuò)誤;乙和丁形成的化合物CO2是無毒物質(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:_;_(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)問題和討論: 請(qǐng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明得出上述結(jié)論的原因:_。 由于F2過于活潑,很難設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(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)來證明它們的氧化性強(qiáng)弱,用四氯化碳將置換出來的Br2或I2萃取出來,以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和說服力。,(4)該小題具有一定的開放性,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)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回答。一般來說,置換反應(yīng)能直接說明兩種單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱,但F2過于活潑,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)試管 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)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 F2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,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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