高中化學(xué) 1.3.2 預(yù)測同主族元素的性質(zhì)同步課件 魯科版必修2.ppt

第2課時(shí)預(yù)測同主族元素的性質(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) 篤學(xué)一同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律 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 篤學(xué)二 a族元素性質(zhì)的相似性與遞變性 7 7 1 化合 2 遞變性 強(qiáng) 弱 強(qiáng) 弱 強(qiáng) 弱 弱 強(qiáng) 篤學(xué)三堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性 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 篤學(xué)四元素周期表的意義 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)閚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 要點(diǎn)一 堿金屬單質(zhì)與鹵素單質(zhì)的重要化學(xué)性質(zhì) 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 lioh naoh koh rboh csoh 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l(wèi)i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 hf hcl hbr hi 氫化物的還原性 hf hcl hbr hi 最高價(jià)含氧酸的酸性 hclo4 hbro4 hio4 f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 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 f2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 naoh mg oh 2b 原子半徑 cl sc 金屬性 k nad 熱穩(wěn)定性 nh3 ph3解析結(jié)合第ia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 要點(diǎn)二 元素 位 構(gòu) 性 之間的關(guān)系 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 sinsasp 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 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h2co3 hno3 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?2 實(shí)驗(yàn)用品 儀器 請?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