学年高中化学 第一章 原子结构与元素周期律 1.3.2 同主族元素性质的递变规律课件 鲁科必修2.ppt

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1、第2课时同主族元素性质的递变规律2021/8/8 星期日12021/8/8 星期日2自主阅读自主检测一、预测同主族元素性质1.卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性(1)卤族元素原子结构和性质的相似性。最外层均有7个电子;最高正价除F外均显+7价,最低负价为-1价;气态氢化物的通式为HX(X表示卤素);最高价氧化物对应的水化物的通式HXO4(F除外)。2021/8/8 星期日3自主阅读自主检测(2)卤族元素原子结构和性质的递变性:2021/8/8 星期日4自主阅读自主检测2.碱金属元素原子结构和性质的相似性和递变性(1)碱金属元素原子结构和性质的相似性:原子的最外电子层都有1个电子;最高化合价

2、均为+1价;都是活泼的金属元素,单质都能与氧气、水等物质发生反应;最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的碱性。2021/8/8 星期日5自主阅读自主检测(2)碱金属元素原子结构和性质的递变性:3.同主族元素性质递变的原因在同一主族中,各元素原子的最外层电子数相同,但从上到下,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,从而使同主族元素的性质呈现规律性的递变。2021/8/8 星期日6自主阅读自主检测二、元素周期表的应用1.利用元素周期表寻找新材料(1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料。(2)在过渡金属元素中寻找催化剂,并通过加入少量稀土元素改善性

3、能。(3)在B到B族的过渡金属元素中寻找耐高温、耐腐蚀的材料,用以制造火箭、导弹、宇宙飞船等。2021/8/8 星期日7自主阅读自主检测2.利用元素周期表指导探矿(1)相对原子质量较小的元素,地壳中含量较多;相对原子质量较大的元素,地壳中含量较少。(2)原子序数是偶数的元素地壳中含量较多,原子序数是奇数的元素地壳中含量较少。(3)地球表面的元素多数呈现高价态,岩层深处的元素多数呈现低价态。(4)碱金属一般是强烈的亲石元素,主要富集于岩石圈。2021/8/8 星期日8自主阅读自主检测1.下列关于主族元素的说法中错误的是()A.同主族元素随着原子序数递增,元素金属性增强B.同主族元素随着原子序数递

4、增,单质的熔、沸点逐渐升高C.同主族元素原子最外层电子数都相同D.同主族元素的原子半径,随原子序数增大而逐渐增大解析：同主族元素按原子序数递增,原子半径逐渐增大,元素金属性逐渐增强,即单质的还原性逐渐增强,氧化性逐渐减弱;同主族元素原子最外层电子数都相同。对于金属元素族,从上到下,单质熔、沸点逐渐降低;对于非金属元素族,从上到下,单质熔、沸点逐渐升高。答案：B2021/8/8 星期日9自主阅读自主检测2.居里夫人曾两次获得诺贝尔奖,她的伟大成就之一就是她从几吨沥青铀矿石中获取了放射性元素镭,已知镭是元素周期表中第7周期A族元素,下列关于镭的说法不正确的是()A.在化合物中显+2价B.碳酸盐难溶

5、于水C.单质不活泼,在自然界中以单质形式存在D.具有与它同主族的钙、锶、钡等元素的性质,灼烧时也会产生绚丽的颜色2021/8/8 星期日10自主阅读自主检测解析：本题考查对未学过元素性质的预测。首先确定镭是第7周期A族元素,结合其同族元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba的有关性质可知它在化合物中常显+2价,故A项正确;MgCO3、CaCO3、BaCO3是常见的难溶物,由此可推知镭的碳酸盐难溶于水,B项正确;同主族元素自上而下化学性质越来越活泼,钙、镁的化学性质已十分活泼,故镭的化学性质会更活泼,在自然界中它以化合态存在,故C项错误;含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时会产生绚丽的颜色,故可知D项正确。答

6、案：C2021/8/8 星期日11自主阅读自主检测3.根据元素所在元素周期表中的位置,判断下列元素都能作为半导体材料的是()A.Si、KB.C、AlC.Si、GeD.As、Se解析：非金属区域中F、Cl、P、S常用来制造农药;过渡金属制造催化剂和耐高温、耐腐蚀材料等;金属与非金属的分界线附近能找到半导体材料。答案：C2021/8/8 星期日12情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二2021/8/8 星期日13情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二讨论探究请分析造成碱金属元素、卤素性质的相似性和递变性的结构原因。你能从中体会出元素之间存在着什么样的内在联系和内部规律性?探究提示：碱金属元素、

7、卤素性质相似的结构原因是各自的最外层电子数目相同,递变性是由于随着核电荷数的增大电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的作用力逐渐减弱所致。体会到:最外层电子数相同的元素的原子,性质具有一定的相似性,且随着电子层数的增多又具有一定的递变性。2021/8/8 星期日14情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二元素周期表中元素性质的变化规律 2021/8/8 星期日15情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二2021/8/8 星期日16情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二特别提醒(1)O、F常见化合价无正价。(2)在元素周期表中,以A族和A族之间的线为分界线,分界线左侧元素氢化物

8、的化学式是将氢元素写在后面(如CH4、NH3等);分界线右侧元素氢化物的化学式是将氢元素写在前面(如H2O、H2S、HF、HCl等)。2021/8/8 星期日17情景引入知识点拨典例引领重难点一重难点二【例题1】依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是()A.H3BO3的酸性比H2CO3的强B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:RM解析：B、C属于同周期,自左向右非金属性逐渐增强,所以H3BO3的酸性比H2CO3的弱;Cl、Br、I属于同主族元素,自上而下非金属性逐渐减弱,因此HCl、HBr

9、、HI的热稳定性依次减弱;若M、R的原子序数分别为x和y,由M+和R2-的核外电子层结构相同可得:x-1=y+2,因此xy,即原子序数:RHClHBrHIB.原子半径大小:NaSOC.碱性强弱:KOHNaOHLiOHD.还原性强弱:F-Cl-I-解析：F、Cl、Br、I位于同一主族,原子序数逐渐增大,所以根据同一主族元素性质的递变规律可知,氢化物稳定性的强弱顺序是:HFHClHBrHI,A项正确;Na与S位于同一周期,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,所以半径NaS,而S与O位于同一主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以半径SO,B项正确;K、Na、Li位于同一主族,且均为金属元素,

10、同主族元素从上到下金属性逐渐增强,所以碱性强弱KOHNaOHLiOH,C项正确;F2、Cl2、I2的氧化性逐渐减弱,所以其对应离子的还原性逐渐增强,D项不正确。答案：D2021/8/8 星期日19重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领通过微粒的电子层排布可以推测该元素在元素周期表中的位置。已知两种微粒X+与Y-具有相同的电子层结构,且两种微粒的化学性质很稳定。讨论探究1.两种微粒的电子层结构有何特点?2.元素X和Y在元素周期表中的相对位置是怎样的?3.试推测元素X和Y的单质的主要化学性质。2021/8/8 星期日20重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领探究提示：1.X+和Y-的电子层结构

11、与Y原子所在周期的稀有气体元素原子的电子层结构相同。2.二者在元素周期表中的位置关系如下:3.元素X是非常活泼的金属元素,其单质能与冷水发生剧烈反应生成氢气和相应的碱。元素Y是活泼的非金属元素,其单质Y2能与水、碱等物质发生反应。2021/8/8 星期日21重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领1.元素“位构性”三者之间的关系元素在周期表中的位置、元素的原子结构以及元素的性质之间存在下列关系:(1)元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系:2021/8/8 星期日22重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领(2)原子结构与元素性质的关系:(3)元素性质与元素在周期表中位置的关系:2021/8

12、/8 星期日23重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领2.元素“位构性”三者关系的应用利用元素的原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质三者关系,可以比较或推断某些元素的性质,如:(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等。(2)比较同周期元素及其化合物的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时,要找出参照物。(4)推断一些未学过的元素的某些性质。2021/8/8 星期日24重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领【例题2】A、B、C、D、E五种短周期元素,已知相邻的A、B、C、D(如图所示)四种元素原子核外共有56个电子,1molE单

13、质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6LH2;E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构相同。回答下列问题:(1)五种元素的名称:A,B,C,D,E。(2)B、C、D元素的原子半径由大到小的顺序为,它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为。2021/8/8 星期日25重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领(3)写出C单质在足量A单质中燃烧后的产物与D单质同时通入水中反应的化学方程式。(4)A与E形成的化合物的化学式是,它的酸碱性决定了它在物质的分类中应属于。解析：设元素C的原子序数为x,根据A、B、C、D四种元素在周期表中的相对位置可知,它们的原子序数分别为x-8、x-1、x、x+1。根据

14、A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子(四种元素原子序数之和为56),得:(x-8)+(x-1)+x+(x+1)=4x-8=56,x=16,则A、B、C、D分别为氧、磷、硫、氯。1molE与酸反应失去的电子的物质的量为,因此E原子最外电子层有3个电子;由E形成的离子与O2-电子层结构相同,可判断E为铝。2021/8/8 星期日26重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领答案：(1)氧磷硫氯铝(2)r(P)r(S)r(Cl)HClO4H2SO4H3PO4(3)SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl(4)Al2O3两性氧化物规律方法点拨本题的元素推断分两种情况:一是以元素周期表的结构为

15、主,结合计算推断元素A、B、C、D;二是以计算为主,结合离子电子层结构比较推断元素E。推断元素A、B、C、D时,利用C位于A、B、D中间的位置关系所决定的A、B、C、D原子序数关系的特点,从元素C切入建立代数方程,从而推断元素。2021/8/8 星期日27重难点一重难点二情景引入知识点拨典例引领成功体验2砷为第4周期A族元素,根据它在周期表中的位置推测,砷不可能具有的性质是()A.AsH3比NH3稳定性强B.可以存在-3、+3、+5等多种化合价C.As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱D.砷的非金属性比磷弱解析：N、P、As三种元素在周期表中的位置如下表:2021/8/8 星期日28重难点一

16、重难点二情景引入知识点拨典例引领根据元素周期律判断,As比P非金属性弱,NH3比AsH3稳定性强,H3AsO4(As2O5对应的水化物)的酸性比H3PO4弱。As与N、P同在A族,N和P都有-3、+3、+5的化合价,则As也有-3、+3、+5的化合价。答案：A2021/8/8 星期日291 2 3 4 51.在金属和非金属分界线附近可以找到()A.耐高温材料 B.新型农药材料C.半导体材料 D.新型催化剂材料解析：欲寻求新的催化剂和制造耐高温、耐腐蚀的合金材料,应对元素周期表中的过渡元素进行研究;农药多数为含Cl、P、S、N、As等元素的化合物;半导体材料都是元素周期表中金属元素与非金属元素分

17、界线处的元素。答案：C2021/8/8 星期日301 2 3 4 52.下列说法正确的是()A.SiH4比CH4稳定B.O2-还原性比S2-强C.Na和Cs属于A族元素,Cs失电子能力比Na强D.把钾放入氯化钠的水溶液中可制取金属钠解析：碳、硅在同一主族且碳的非金属性比硅强,所以稳定性CH4SiH4,A项错;O2-半径比S2-小,故还原性S2-O2-,B项错;Na与Cs位于同一主族,原子序数越大失电子能力越强,C项对;钾与钠都能与水发生剧烈的反应,所以钾无法置换钠盐溶液中的钠,D项错。答案：C2021/8/8 星期日311 2 3 4 53.下表给出了碱金属的主要物理性质。2021/8/8 星

18、期日321 2 3 4 5下列叙述不正确的是()A.A族元素都是碱金属B.碱金属的熔点、沸点随着原子序数的增大而降低C.钾比钠密度小、金属活动性强D.自然界中的碱金属元素都呈化合态解析：A族中的氢是非金属元素,A项不正确。根据题表中的熔点、沸点数据判断,B项正确。根据题表中的密度数据判断,钾比钠密度小;根据同主族元素金属性递变规律判断,钾比钠金属活动性强,C项正确。碱金属单质都易与水、氧气发生化学反应,自然界中没有游离态的碱金属,D项正确。答案：A2021/8/8 星期日331 2 3 4 54.砹是第6周期A族的元素,根据元素周期表和元素周期律,下列推断错误的是()A.F2与水反应比At与水

19、反应剧烈B.砹是一种有色固体,能与H2发生反应C.砹化氢比碘化氢稳定D.HClO4酸性强于HAtO4解析：从F2到At2:状态由气固,颜色由浅深,元素原子得电子能力逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱。答案：C2021/8/8 星期日341 2 3 4 55.为了更好地掌握周期表的应用,某同学在做氯、溴、碘性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下:2021/8/8 星期日351 2 3 4 5请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的:研究元素性质递变规律。(2)实验用品:试剂:氯水,溴水,NaBr溶液,KI溶液,CCl4溶

20、液。仪器:,。(3)此实验的结论为。(4)氯、溴、碘最高价氧化物对应的水化物酸性强弱(用分子式表示):。(5)氟、氯、溴、碘气态氢化物稳定性大小顺序(用分子式表示):。(6)该同学又做了另外一个实验,向新制得的Na2S溶液中滴加新制的氯水。该实验现象为,此反应的离子方程式为,此实验的结论为。2021/8/8 星期日361 2 3 4 5解析：本题考查同主族元素性质递变规律的实验探究,用到的实验仪器主要有试管、胶头滴管。由所给试剂可验证Cl2、Br2、I2的氧化性强弱,从而也可比较F、Cl、Br、I气态氢化物稳定性。Cl2具有强氧化性,Na2S具有还原性,两者可发生反应生成单质硫,此实验可得结论氧化性:Cl2S。答案：(1)同主族(2)试管胶头滴管(3)氧化性:Cl2Br2I2(4)HClO4HBrO4HIO4(5)HFHClHBrHI(6)生成淡黄色沉淀Cl2+S2-S+2Cl-氧化性:Cl2S2021/8/8 星期日372021/8/8 星期日38