2022年最新元素周期律一对一讲义 .pdf
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1、精品文档精品文档树人教育暑期班高一化学个性化辅导第三次讲义高一化学强化第三讲元素周期律一、同主族元素的原子结构和性质规律(一)碱金属元素:碱金属原子结构特点包括:锂( Li)、钠( Na)、钾( K)、铷( Rb)、铯( Cs)、钫( Fr),由于这些元素氧化物的水化物都是可溶于 水的强碱,故称为碱金属。1、碱金属元素的原子结构特征根据以上原子结构示意图分析得出:相似性:最外电子层上都只有一个电子,次外层电子数为8 个( Li 为 2 个)递变性:随着核电荷数增多,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。碱金属的物理性质碱金属单质颜色和状态密度( g/cm-3)熔点()沸点()Li 银白色,柔软0
2、.534 180.5 1347 Na 银白色,柔软0.97 97.81 882.9 K 银白色,柔软0.86 63.65 774 Rb 银白色,柔软1.532 38.89 668 Cs 银白色,柔软1.879 28.40 678.4 相似性:都有银白色的金属光泽(除铯略带金色以外),质软,密度小,熔点低,导电、导热性好。递变性:从Li 到 Cs,密度逐渐增大(Li、Na、K 的密度比水的小,Rb、Cs 的密度比水大,且钠的密度大于钾的密度),熔沸点逐渐降低。3、碱金属的化学性质从锂到铯,它们的金属性逐渐增强。(1)与水反应相似性:2R2H2O2ROHH2 (R 为碱金属)递变性:从锂到铯,金属
3、与水反应的剧烈程度加大,生成的氢氧化物碱性增强(CsOH 为最强碱)(2)与非金属反应举例Li :常温或燃烧生成Li2O 4LiO22Li2O Na:常温生成Na2O,燃烧生成Na2O2K:常温生成K2O2,燃烧生成KO2(超氧化钾)Rb、Cs 与氧气反应也生成复杂的氧化物。(3)与盐溶液反应碱金属与盐的水溶液反应时,先是与水反应生成碱和氢气,碱再与盐反应。碱金属单质不能从盐的溶液中置换出较不活泼的金属。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - -
4、 - - - - - - 精品文档精品文档碱金属元素的性质递变小结元素名称锂钠钾铷铯原子结构示意简图结构的基本特征原子的最外层电子数为_1_,原子半径逐渐增大。对元素性质的基本推测金属单质的失电子能力逐渐增大,即单质的还原性逐渐增大,生成的相应金属阳离子 M+的氧化性逐渐减弱。与O2反应Li2O Na2O2 KO2 与H2O反应2Li+2H2O =2LiOH+H22Na+2H2O =2NaOH+H22K+2H2O =2KOH+H22Rb+2H2O =2RbOH+H22Cs+2H2O =2CsOH+H2最高氧化物对应水化物的碱性中强碱强碱强碱强碱强碱结论金属性逐渐增强【练习】:碱金属钫 (Fr)
5、 具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,下列预言错误的是:(). 在碱金属中它具有最大的原子半径. 它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱C.钫在空气中燃烧时, 只生成化学式为Fr2O的氧化物D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气, 由于反应剧烈而发生爆炸【练习】:下列对铯的性质预测正确的是()A它的熔点很高 B 它只存在一种氧化物 C它的碳酸盐不易溶于水 D氯化铯易溶于水(二)卤族元素的性质规律:卤素的原子结构:注:砹( At)是放射性元素,一般不作研究。相同点:最外层电子层上都有7 个电子。不同点:从F 到 I ,核电荷数逐渐增多,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。 :卤素单质的物理
6、性质的相似性和递变性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档卤素单质颜色和状态 (常态 ) 密度沸点溶点 溶解度 (100g 水中 ) F2淡黄绿色气体169g/l(15)-1881 -2196 反应Cl2黄绿色气体3214g/l(0)-346 -101 226cm3Br2深红棕色液体3119g/cm3(20)5878 -72 417g I2紫黑色固体493g/cm31844 1135 0029g 1
7、、相似性都是双原子分子,都有颜色和毒性,不易溶于水(除F2外),易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。注: (1)有机溶剂中密度比水小的有苯、汽油、酒精等,密度比水大的有CCl4、 CS2等。以上溶剂中只有酒精易溶于水,其余均难溶于水。(2)溶液的颜色随浓度的增大而加深。(3)上表所列颜色变化情况比较复杂,常说的颜色为:溴水为黄色,溴溶解在有机溶剂中为橙红色,碘水为黄色,碘溶解在苯、汽油、四氯化碳中为紫色,碘溶解在酒精中(即碘酒)为褐色。2 、递变性按 F2、 Cl2、 Br2、 I2的顺序,单质的颜色逐渐加深;状态由气态变化到液态,再变化到固态;熔、沸点逐渐升高;在水中的溶解度逐渐减小(F2除外)。
8、3 、特性(1)液溴是深红棕色液体,且易挥发液溴应密封保存,如果把溴存放在试剂瓶里,需加水液封,以减少挥发。盛溴的试剂瓶不能用橡皮塞(Br2可腐蚀橡胶(2)碘易升华 常用于分离、提纯I2碘用棕色试剂瓶盛装,并放在阴凉处。:卤素单质的化学反应及化学性质的相似性和递变性F2能与水反应放出O2,故F2不能从卤素化合物的水溶液中置换出卤素单质卤素单质与水的反应:化学式跟 氢 气 的 反 应反 应 化 学 方 程 式F2在冷、暗处就能剧烈化合而爆炸,生成的氟化氢很稳定F2H22HF(氟化氢 ) Cl2在光照或点燃下发生反应,生成的氯化氢较稳定Cl2H22HCl( 氯化氢 ) Br2在加热至一定温度下才能
9、反应,生成的溴化氢不如氯化氢稳定Br2H22HBr( 溴化氢 ) I2持续加热,缓慢的化合,碘化氢不稳定同时发生分解I2H22HI( 碘化氢 ) 卤素单质与水的反应:化学式与水的反应与碱的反应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档F22F22H2O4HFO2 (剧烈)很复杂Cl2Cl2H2OHCl HClO (能跟水反应)Cl2NaOHNaClNaClO H2O Br2Br2H2OHBr HBrO (
10、比氯气跟水的反应更弱一些)Br2NaOHNaBrNaBrO H2O I2I2H2OHI HIO (只有很微弱的反应)不写总结 卤素与 H2、H2O、碱的反应,从氟到碘越来越不剧烈,条件越来越苛刻,再次证明了从结构上的递变有结构决定性质。卤族元素 化学 性质的相似性和递变性1、相似性(1)卤素都呈现非金属性,单质具有一定的氧化性,均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。(2)常见的化合价有1 、 0 、 1 、 3 、5 、7 (氟无正价)(3) 均能形成气态氢化物 (HX )(4)最高价氧化物对应的水化物(HXO4)为酸( F 除外)2、递变性按 F 、 Cl 、 Br 、 I 的顺序,元素的非金
11、属性逐渐减弱,单质(X2)的氧化逐渐减弱,卤离子(X)的还原性逐渐增强,卤化氢(HX )的还原性逐渐增强,单质(X2)与 H2化合逐渐困难, 气态氢化物 (HX )的热稳定性逐渐减弱,最高价含氧酸(HXO4) F 除外 的酸性逐渐减弱,氢卤酸(HX )的酸性逐渐增强。以上相似性、递变性的原因为卤素原子最外层的电子数为7 ,且按F 、 Cl 、 Br 、 I 的顺序,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。卤族元素的性质递变总结元素名称氟氯溴碘结构的基本特征原子的最外层电子数为7,原子半径逐渐增大对元素性质的基本推测卤素单质的得电子能力逐渐减弱,即单质的氧化性逐渐
12、减弱,生成的卤离子X- 的还原性逐渐增强。与H2的反应剧烈程度减弱HX 稳定性很稳定稳定较稳定不稳定HX 的酸性弱酸强酸强酸强酸与H2O反应反应活性逐渐减弱最高氧化物对应水化物的酸性无HClO4水溶液中的最强酸HBrO4强酸HIO4(H5IO6)中强酸结论非金属性逐渐减弱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档【练习】:若用 X代表 F、Cl、Br、I 四种卤族元素,下列属于它们共性反应的是() AX2
13、+H2 = 2HX BX2+H2O = HX+HXO C 2Fe+3X2 = 2FeX3 D X2+2NaOH = NaX+NaXO+H2O 【练习】:随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是()A单质的熔、沸点逐渐降低 B 卤素离子的还原性逐渐增强C单质的氧性逐渐增强 D气态氢化物的稳定性逐渐增强【练习】:砹( At)是放射性元素,它的化学性质符合卤素性质的变化规律,下列说法正确的是()AHAt 很稳定 B AgAt 易溶于水 C 砹易溶于有机溶剂 D砹)(2At是白色固【练习】:下列叙述正确的是 ( ) A. 卤素离子( X)只有还原性而无氧化性B. 某元素由化合态变成游离态,该元素一
14、定被氧化C. 失电子难的原子获得电子的能力一定强 D. 负一价卤素离子的还原性在同一族中从上至下逐渐增强【练习】:砹 (At) 是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备性质()A.砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定不易分解C.砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或稀HNO3【练习】:氯化碘 (ICl)的化学性质跟氯气相似,预计它与水反应的最初生成物是( ) A. HI 和HClO B. HCl和HIO C. HClO3和HIO D. HClO和HIO 【练习】:下列关于卤素的叙述正确的是()A、卤素只以化合态存在于自然界中 B、 随核电荷数增加,单质熔沸点升高C、随核电荷
15、数增加,单质氧化性增强 D 、单质与水反应,均可用通式X2+H2O=HX+HXO 表示二同周期原子结构和元素性质的递变性以第三周期元素为例,说明元素的性质从金属到非金属的递变规律Na Mg Al Si P S Cl 原子序数11 12 13 14 15 16 17 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档单质与水 (或酸 ) 的反应情况与 冷水剧 烈反应与 冷 水反 应 缓慢,与沸水 剧 烈反应与 沸
16、水反 应 很缓 慢 ,与 冷 水不反应,部分溶于水,部分与水反应非金属单质与氢气化合情况反应条件高温磷蒸汽与氢气能反应加热光照或点燃氢化物稳定性SiH4极不稳定PH3高温分解H2S 受热分解HCl 很稳定最高价氧化物对应水化物的碱 (酸)性强弱NaOH 强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3或H3AlO3两性氢氧化物H4SiO4极弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸金属性、非金属性递变规律金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强三:元素金属性、非金属性强弱的判断依据金属性 :金属原子失电子的能力非金属性 :非金属得到电子的能力元素金属性强弱的判断依据:金属单质跟水(或酸 )反应置换出氢的难
17、易程度金属单质跟水 (或酸 )反应置换出氢越容易,则元素的金属性越强,反之越弱最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性强弱氢氧化物的碱性越强,对应金属元素的金属性越强,反之越弱还原性越强的金属元素原子,对应的金属元素的金属性越强,反之越弱(金属的相互置换)元素非金属性强弱的判断依据:非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性),非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定),元素的非金属性越强,反之越弱 最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱最高价含氧酸的酸性越强,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱 氧化性越强的非金属元素单质,对应的非金属元素的非金属性越强,
18、反之越弱(非金属相互置换)与水反应置换氢的难易最高价氧化物的水化物碱性强弱金属性强弱单质的还原性或离子的氧化性(电解中在阴极上得电子的先后)互相置换反应依据:原电池反应中正负极名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档与 H2化合的难易及氢化物的稳定性元素的非金属性强弱最高价氧化物的水化物酸性强弱金属性或非金属单质的氧化性或离子的还原性性强弱的判断互相置换反应、同周期元素的金属性,随荷电荷数的增加而减小,
19、如:NaMgAl; 非金属性,随荷电荷数的增加而增大,如: SiPSCl 。规律:、同主族元素的金属性,随荷电荷数的增加而增大,如:LiNaKRbClBrI 。、金属活动性顺序表:KCaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu 氧化性与还原性:(指的是物质(包括单质、化合物、离子等)得失电子的能力)氧化性:物质得到电子的能力还原性:物质失去电子的能力元素 单质的还原性 越强,金属性就越强;单质氧化性 越强,非金属性就越强。两性氧化物 既能跟酸反应生成盐和水,又能跟碱反应生成盐和水的氧化物,叫做两性氧化物 如 A12O3与盐酸、 NaOH 溶液都能发生反应:A12O3+6H2A13+3
20、H2O A12O3+2OH2A1O2+H2O 两性氢氧化物 既能跟酸反应又能跟碱反应的氢氧化物,叫做两性氢氧化物如 A1(OH)3与盐酸、 NaOH溶液都能发生反应:Al(OH)3+3H2A13+3H2O A1(OH)3+OHA1O2+2H2O 四、化合价的周期性变化标出 118 号元素的化合价,找出规律原子序数周期最高正价或最低负价的变化12 一+1 310 二+1 +4 +5 负化合价:-4 -1 1118 三+1 +4 +5 +7 -4 -1 结论:随着原子序数的递增,元素化合价也呈现周期性变化。五、原子半径的递变规律元素符号H He 原子半径 nm 0.037 元素符号Li Be B
21、C N O F Ne 原子半径 nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071 元素符号Na Mg Al Si P S Cl Ar 原子半径 nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099 总结:同一周期,随着原子序数的递增,元素原子半径逐渐减小,呈现周期性变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档六、电子层排列的周
22、期性写出 118 号元素的名称、原子结构示意图。根据原子结构示意图总结并找出规律。原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数12 1 12 2 310 2 18 8 1118 3 18 8 结论:核外电子的排布随着核电荷数的增加发生周期性变化。七:元素周期律(1)定义:元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化的规律叫元素周期律。(2)内容:原子核外电子排布的周期性变化。最外层电子数:从18的周期性变化。原子半径的周期性变化。同周期元素,随原子序数的递增,原子半径从碱金属到卤素逐渐减小的周期性变化。元素主要化合价的周期性变化。正价: 17 负价: 41 (3)实质:元素性质随原子
23、序数递增呈现出周期性变化,其本质原因是元素的原子核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。(4)元素周期表中同周期、同主族元素性质递变规律:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - 精品文档精品文档性质同周期(从左 右)同主族(从上 下)原子半径逐渐减小逐渐增大电子层结构电子层数相同最外层电子数逐渐增多电子层数递增最外层电子数相同核对外层电子的吸引力逐渐增大逐渐减小原子失电子能力逐渐减小逐渐增强原子得电子能力逐渐增强逐渐减弱
24、元素的金属性逐渐减弱逐渐增强元素的非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价: +1+7非金属负价 = -(8-主族序数)最高正价 =主族序数(O F 除外 ) 最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐增强碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱碱性逐渐增强非金属气态氢化物形成难易及其稳定性形成由难 易稳定性逐渐增强形成由易 难稳定性逐渐减弱单质的氧化性、还原性单质的氧化性增强,还原性减弱;所对应的简单阴离子的还原性减弱,简单阳离子的氧化性增强单质的氧化性减弱,还原性增强;所对应的简单阴离子的还原性增强, 简单阳离子的氧化性减弱注意:元素的原子结构和性质(包括物理、化学性质)、以及其化合物的物理化学性质均具有相
25、似性和递变性 . 强调:元素金属性和非金属性与元素在周期表的位置:【例题剖析】【例 1】 X、Y、Z 三种元素的原子具有相同的电子层数,而Y 的核电荷数比X 大 2,Z 的核电荷数比Y 多 4,1 mol X 单质跟足量的酸起反应能置换出1g 氢气,这时X 转为与氖原子相同电子层结构的离子,根据上述条件,试回答:(1)X、Y、Z 的元素符号依次为、。(2)X、Y 最高价氧化物对应水化物跟Z 的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式分别为,。【解析】本题确定X 是关键,定量关系:2X H2不要找错。离子反应方程式写好之后,要注意检查两个守恒:质量守恒、电荷守恒。答案: (1)Na A1 C1 (2)
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