專題14原子結(jié)構(gòu)與元素周期表（教材深度精講）高一化學(xué)知識(shí)整合講練

專題14原子結(jié)構(gòu)與元素周期表（教材深度精講）【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析元素周期律的遞變性。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識(shí),基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律;基于元素周期律理解元素周期表的編排方法,能運(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):發(fā)現(xiàn)和提出有探索價(jià)值的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的問題,如核外電子排布、元素的特殊性等,面對(duì)異?，F(xiàn)象敢于提出自己的見解?！局R(shí)導(dǎo)圖】【目標(biāo)導(dǎo)航】1.認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出1～20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。2.能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解元素周期表的編排原則，能進(jìn)行元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)之間的相互推導(dǎo)。3.了解元素周期表的發(fā)展歷程及現(xiàn)行元素周期表的結(jié)構(gòu)。4.知道元素、核素、同位素、eq\o\al(A,Z)X的含義，并能比較它們的不同。5.知道堿金屬元素、鹵族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，能從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。6.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究同主族元素性質(zhì)的遞變性7.鞏固原子的構(gòu)成，加深對(duì)核素、同位素概念的理解，熟練掌握核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系。8.熟練掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)，能用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性?！局仉y點(diǎn)精講】一、原子結(jié)構(gòu)1.原子構(gòu)成(1)構(gòu)成原子的微粒及作用原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子Z個(gè)——決定元素的種類,中子[A－Z個(gè)]\f(在質(zhì)子數(shù)確定后,決定原子種類)同位素)),核外電子Z個(gè)——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)))(2)質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用A表示。(3)微粒之間的關(guān)系①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)；②質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)；③陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；④陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。(4)微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義(1)電子層：在含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的區(qū)域簡(jiǎn)化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層。如圖為電子層模型示意圖：(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系各電子層由內(nèi)到外電子層數(shù)1234567字母代號(hào)KLMNOPQ離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)能量高低由低到高(3)核外電子排布規(guī)律核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLMNOP2氦He210氖Ne2818氬Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(4)核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖(5)核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系①金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失去電子，形成陽離子，表現(xiàn)出還原性，在化合物中顯正化合價(jià)。②非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得到電子，活潑非金屬原子易形成陰離子，在化合物中主要顯負(fù)化合價(jià)。③稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價(jià)。(6)常見“10電子”“18電子”微粒①“10電子”的微粒：②常見的“18電子”的微粒：③其他等電子數(shù)的粒子a.“2電子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。b.“9電子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。c.“14電子”的粒子：Si、N2、CO、Ceq\o\al(2－,2)、CN－。d.“16電子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。④質(zhì)子數(shù)及核外電子總數(shù)均相等的粒子a.Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋；b.HS－、Cl－；c.F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)；d.N2、CO等?！舅伎寂c討論】p87參考答案：根據(jù)稀有氣體元素原子的電子層排布，發(fā)現(xiàn)的規(guī)律如下：(1)當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為2；除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為8。(2)當(dāng)K層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為2；當(dāng)L層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為8；當(dāng)M層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18；當(dāng)N層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18。(3)第n層最多能容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。（4）二、元素周期表1.門捷列夫與周期表：1869年，俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫在前人研究的基礎(chǔ)上，將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一起，編制出了第一張?jiān)刂芷诒怼?.原子序數(shù)：(1)定義：按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，稱之為原子序數(shù)，原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。(2)元素周期表中原子序數(shù)的有關(guān)規(guī)律①同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差：a.元素周期表中左側(cè)元素(ⅠA、ⅡA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目；b.元素周期表中右側(cè)元素(ⅢA～ⅦA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目。②同周期的ⅡA和ⅢA的原子序數(shù)差可能為1,11,25。③應(yīng)用關(guān)系：a．電子層數(shù)＝周期序數(shù)。b．質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。c．最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。d．主族元素的最高正價(jià)＝最外層電子數(shù)。最低負(fù)價(jià)＝－|8－最外層電子數(shù)|。3.編排原則(1)周期：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。(2)族：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱行。4.周期表的結(jié)構(gòu)

（1）周期:7個(gè)周期，除第一周期外，其余各周期均從堿金屬開始過渡到鹵素，最后以稀有氣體元素結(jié)束。

（2）族:周期表中有十八個(gè)縱行，但第8、9、10三個(gè)縱行為一族，所以共十六個(gè)族。7個(gè)主族，7個(gè)副族，1個(gè)第Ⅷ族，1個(gè)0族。

（3）eq\a\vs4\al\co1(元素周期表)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(周期7個(gè)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素種數(shù)分別為2、8、8種)),長(zhǎng)周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素種數(shù)分別為18、18、32、32排滿時(shí)種)),)),族16個(gè)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期和長(zhǎng)周期共同構(gòu)成，共7個(gè),副族：完全由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成，共7個(gè),第Ⅷ族：第8、9、10共3個(gè)縱行,0族：第18縱行))))（4）元素周期表中方格里的符號(hào)的意義【易混易錯(cuò)提醒】（1）主族和副族的區(qū)分：主族是由長(zhǎng)周期元素和短周期元素共同構(gòu)成的族，但由長(zhǎng)周期和短周期構(gòu)成的族也不一定是主族元素，如0族元素。只由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成的族為副族和第Ⅷ族。(2)最外層只有1個(gè)電子的元素，不一定是lA族元素、可能是副族元素，如Cu，也不一定是金屬元素，如H.最外層電子數(shù)有2個(gè)電子的元素不一定是主族元素，如He、Fe等。最外層電子是3~7個(gè)電子的元素一定是主族元素。(3)過渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族為過渡元素，這些元素都是金屬元素，所以又稱它們?yōu)檫^渡金屬。(4)鑭系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，從57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共有15種元素，統(tǒng)稱為鑭系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。(5)錒系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，從89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共有15種元素，統(tǒng)稱為錒系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。(6)113～118號(hào)元素的中文名稱依次為、、鏌、、、。5.元素周期表的應(yīng)用(1)根據(jù)元素周期表中的位置尋找未知元素(2)預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測(cè))①比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)如：金屬性：Mg＞Al、Ca＞Mg，則堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，則Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。②推測(cè)未知元素的某些性質(zhì)如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶；再如：已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)應(yīng)為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。(3)啟發(fā)人們?cè)谝欢▍^(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)①半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。②農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等?！舅伎寂c討論】p89參考答案：周期序數(shù)起止元素包括元素種數(shù)核外電子層數(shù)1H—He212Li—Ne823Na—Ar834K—Kr1845Rb—Xe1856Cs—Rn3267Fr—Og327結(jié)論：周期序數(shù)=原子核外電子層數(shù)三、核素1.元素、核素、同位素(1)概念：①元素：具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的一類原子的總稱。②核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。③同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素（即同一元素的不同核素互稱為同位素）。(2)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系2.同位素的特征①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外電子排布一樣）②同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大；③同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。3.氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。4.幾種重要核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子5.兩種相對(duì)原子質(zhì)量①原子(即核素)的相對(duì)原子質(zhì)量：一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。②元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。四、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1.堿金屬元素【思考與討論】p93參考答案：(1)從上到下，堿金屬元素原子的核電荷數(shù)依次增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)核外電子的引力逐漸減弱，原子半徑依次增大。(2)堿金屬原子核外電子排布的特點(diǎn)：①相似性：最外層都只有1個(gè)電子；②遞變性：電子層數(shù)逐漸增多。從它們?cè)雍送怆娮优挪嫉南嗨菩酝茢喑觯瑝A金屬元素都容易失去電子，有較強(qiáng)的金屬(1)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號(hào)LiNaKRbCs電子層結(jié)構(gòu)原子半徑變化趨勢(shì)/nm從Li到Cs隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑越來越大相同點(diǎn)最外層均有1個(gè)電子，均易失電子，有較強(qiáng)還原性，因此堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性原子核對(duì)核外電子的吸引力的變化趨勢(shì)原子核對(duì)核外電子吸引力越來越小原子失去電子難易的變化趨勢(shì)原子失去電子越來越容易元素金屬性強(qiáng)弱的變化趨勢(shì)元素的金屬性越來越強(qiáng)(2)堿金屬單質(zhì)主要物理性質(zhì)變化的規(guī)律單質(zhì)名稱鋰鈉鉀銣銫主要物理性質(zhì)變化趨勢(shì)密度逐漸增大，鉀除外溶點(diǎn)逐漸降低沸點(diǎn)逐漸降低硬度逐漸減小【探究——堿金屬化學(xué)性質(zhì)的比較】p94【問題預(yù)測(cè)】參考答案：（1）鈉的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，易與氧氣和水等發(fā)生反應(yīng)；（2）鋰、鈉、鉀都處于IA族，原子核外最外層都有1個(gè)電子，易失去電子，推測(cè)它們都能與氧氣、水反應(yīng)；隨著鋰、鈉、鉀原子核外電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑由小到大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，因而失電子能力由弱到強(qiáng)，預(yù)測(cè)其與氧氣、水反應(yīng)越來越劇烈?！緦?shí)驗(yàn)和觀察】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)，鉀在空氣中燃燒比鈉燃燒還要?jiǎng)×?，火焰為紫色?2)，鉀浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃燒，火焰呈紫紅色，四處游動(dòng)，并發(fā)出輕微爆炸聲，燒杯中滴有酚酞的水變?yōu)榧t色，鉀迅速反應(yīng)后消失。【分析和結(jié)論】參考答案：(1)鈉、鉀化學(xué)性質(zhì)的相似性：都易與氧氣反應(yīng)，能在氧氣中劇烈燃燒；都能與水劇烈反應(yīng)，生成的物質(zhì)都為堿和氫氣。(2)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出，鉀與水的反應(yīng)比鈉劇烈。根據(jù)鋰、鈉、鉀原子結(jié)構(gòu)的遞變，可以預(yù)測(cè)鋰與水的反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈。(3)可以發(fā)現(xiàn)堿金屬與水反應(yīng)的難易程度與它們的原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：由于堿金屬元素原子核外最外層電子數(shù)相同，都是1個(gè)電子，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與水反應(yīng)；隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，即金屬性逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)在與水的反應(yīng)中，從鋰到銫會(huì)越來越劇烈。(3)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)堿金屬性質(zhì) 鋰鈉鉀與氧氣反應(yīng)現(xiàn)象劇烈反應(yīng)(次于Na)生成固體Li2O加熱劇烈反應(yīng)，生成淡黃色固體稍加熱劇烈反應(yīng)，生成固體KO2化學(xué)方程式4Li+O2eq\o(=,\s\up7(△))2Li2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2K+O2eq\o(=,\s\up7(△))KO2小結(jié)堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒一般生成過氧化物或超氧化物，Li卻只生成Li2O，但與氧氣反應(yīng)的速率是不同的，Li緩慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常溫下自燃。與水反應(yīng)現(xiàn)象浮在水面，緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生氣體浮在水面上，劇烈反應(yīng)，熔成小球、迅速游動(dòng)、產(chǎn)生氣體浮在水面上，劇烈反應(yīng)且燃燒化學(xué)方程式2Li+2H2O=2LiOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2小結(jié)都能與水反應(yīng)，但劇烈程度不同，從左→右依次增強(qiáng)，都生成堿和H2（4）堿金屬元素單質(zhì)物理性質(zhì)的相似性和遞變性(5)特殊性①堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。③堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價(jià)，堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。2、鹵族元素鹵素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五種元素，其單質(zhì)均為雙原子分子。(1)原子結(jié)構(gòu)元素名稱氟氯溴碘元素符號(hào)FClBrI原子結(jié)構(gòu)示意圖原子半徑/nm①結(jié)構(gòu)相似性:最外層都是7個(gè)電子，易得電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的陰離子X－，故都具有較強(qiáng)的氧化性，其最低價(jià)為1價(jià)。最高價(jià)為+7價(jià)（F例外）。②結(jié)構(gòu)遞變性:從F到I，隨核電荷數(shù)的增多，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。鹵素原子得電子能力越來越弱，其元素的非金屬性越來越弱。(2)鹵素單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)①分子結(jié)構(gòu)：相同點(diǎn)：均為雙原子分子，其結(jié)構(gòu)式為X－X，鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，其晶體均為分子晶體不同點(diǎn)：式量不同，從F2到I2依次增大（分子間力依次增強(qiáng)）②鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)：?jiǎn)钨|(zhì)顏色狀態(tài)（常態(tài)）密度溶解度（100g水中）毒性F2淡黃綠色氣體與水反應(yīng)劇毒Cl2黃綠色氣體101226cm3有毒Br2深紅棕色液體3有毒I2紫黑色固體3有毒a.相同點(diǎn)：由于鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，所以鹵素單質(zhì)均易溶于有機(jī)溶劑；由于鹵素單質(zhì)的晶體均為分子晶體，所以它們的熔沸點(diǎn)都較低（其中氯氣易液化，液溴易揮發(fā)，碘易升華）b.鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性單質(zhì)顏色變化密度變化熔點(diǎn)變化沸點(diǎn)變化溶解度變化F2Cl2Br2I2c.鹵素單質(zhì)在不同溶劑中的顏色水中CCl4汽油C2H5OHF2強(qiáng)烈反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)Cl2黃綠色黃綠色黃綠色黃綠色Br2黃→橙橙→橙紅橙→橙紅橙→橙紅I2深黃→褐紫→深紫淺紫紅→紫紅褐色d.鹵素單質(zhì)物理特性(1)液溴易揮發(fā)，應(yīng)密閉保存，試劑瓶中的溴常加水液封，盛溴的試劑瓶不可選用橡膠塞。常溫下惟一的液態(tài)非金屬。(2)碘易升華，這是物理變化?？捎糜诜蛛x提純I2。(3)鹵素單質(zhì)不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有機(jī)溶劑。(4)氟（F2）：氟是最活潑的非金屬元素（氟元素只有0價(jià)、－1價(jià)，無正價(jià)，美國(guó)科學(xué)家在冰末表面發(fā)現(xiàn)的氟元素的含氧酸——次氟酸（HFO），其中氟仍為－1價(jià)），F(xiàn)2單質(zhì)是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)?！舅伎寂c討論】p97參考答案：(1)①化學(xué)性質(zhì)的相似性：鹵素的原子結(jié)構(gòu)示意圖中，最外層電子數(shù)相同，均為7個(gè)電子，推測(cè)鹵素的原子都易得到1個(gè)電子，達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素都有較強(qiáng)的非金屬性；②化學(xué)性質(zhì)的遞變性：隨著核電荷數(shù)的增加，從F~I鹵素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，因此原子核對(duì)最外層的電子的吸引能力依次減弱，從外界獲得電子的能力依次減弱，元素的非金屬性依次減弱。(2)①與氫氣反應(yīng)的難易程度：越來越難。②生成的氫化物的穩(wěn)定性：HF>HC1>HBr>HI(逐漸減弱)。③鹵素的非金屬性強(qiáng)弱：F>CI>Br>I【實(shí)驗(yàn)41】p98實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2實(shí)驗(yàn)用品新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；試管、膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)步驟①分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與氯水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。②向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與溴水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比第一個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的溶液顏色深。氯水為淺黃綠色，上述溶液的顏色都與氯水顏色不同，且比氯水顏色深。②向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色。溴水為橙黃色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深。實(shí)驗(yàn)結(jié)論非金屬性Cl>Br>I實(shí)驗(yàn)說明根據(jù)鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性：由F2~I2,鹵素單質(zhì)的顏色由淺變深。向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色，且比氯水顏色深，說明生成了溴單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。該反應(yīng)說明氧化性Cl2>Br2,元素的非金屬性C1>Br；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比氯水顏色深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+C12=2KC1+I2,該反應(yīng)說明氧化性C12>I2,元素的非金屬性Cl>I;向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+Br2=2KBr+I2,該反應(yīng)說明氧化性Br2>I2,元素的非金屬性Br>I。綜合三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以得到非金屬性Cl>Br>I。(1)鹵素是典型的非金屬元素，其元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎＞Cl＞Br＞I。(2)鹵素單質(zhì)均是氧化劑，其氧化能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎2＞Cl2＞Br2＞I2。(3)鹵離子均具有還原性，其還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒＞Br＞Cl＞F。(4)鹵素單質(zhì)均能與氫化合，但反應(yīng)條件不同，生成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性亦不同。氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性大小順序?yàn)椋篐F＞HCl＞HBr＞HI。鹵素單質(zhì)反應(yīng)條件化學(xué)方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性F2在暗處劇烈化合并發(fā)生爆炸H2＋F2=2HF很穩(wěn)定Cl2光照或點(diǎn)燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或點(diǎn)燃))2HCl較穩(wěn)定Br2加熱H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr不如氯化氫穩(wěn)定I2不斷加熱H2＋I(xiàn)2eq\o(,\s\up7(△))2HI不穩(wěn)定，同一條件下同時(shí)分解結(jié)論從F2到I2，與H2化合越來越難，生成的氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱。(5)鹵素單質(zhì)均可與水反應(yīng)，但反應(yīng)難易程度不同。2F2+2H2O=4HF+O2(劇烈反應(yīng))Cl2+H2O=HCl+HClO(反應(yīng)較慢)2HClO2HCl+O2↑Br2+H2OH=Br+HBrO(反應(yīng)微弱)I2與H2O只有很微弱的反應(yīng)。(6)鹵素單質(zhì)可與堿溶液發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成1價(jià)鹵化物和+1價(jià)或+5價(jià)鹵酸鹽。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2H2O3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O(7)AgX除AgF外均不溶于水，不溶于酸。(8)AgCl、AgBr、AgI均不穩(wěn)定，見光發(fā)生分解反應(yīng)，生成鹵素單質(zhì)及銀2AgX2Ag+X2。(9)氫鹵酸的水溶液均呈酸性，除HF是弱酸外，其余均為強(qiáng)酸，其酸性相對(duì)強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐I＞HBr＞HCl＞HF。4.鹵素離子的檢驗(yàn)方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液,和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，則有Cl－,淡黃色沉淀，則有Br－,黃色沉淀，則有I－))(2)置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up11(加適量新制飽和氯水),\s\do4(振蕩))eq\o(→,\s\up11(加入CCl4下層或汽油上層),\s\do4(振蕩))有機(jī)層呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色，表明有Br－,紫色、淺紫色或紫紅色，表明有I－))(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－未知液eq\o(→,\s\up11(加入適量新制飽和氯水或雙氧水),\s\do4(振蕩))eq\o(→,\s\up11(淀粉溶液),\s\do4(振蕩))藍(lán)色溶液，表明有I－【典題精練】考點(diǎn)1、考查原子的表示方法及各微粒數(shù)目之間的關(guān)系例1．（2022秋·寧夏銀川·高一?？迹┙饘兮佊小吧锝饘佟敝Q。下列有關(guān)Ti和Ti的說法正確的是A．Ti和Ti原子中均含有22個(gè)中子B．Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4縱行C．Ti和Ti的物理性質(zhì)相同D．Ti和Ti為同一核素【答案】B【解析】A．和均含有22個(gè)質(zhì)子，它們的中子數(shù)分別為27和28，A錯(cuò)誤；B．和互稱為同位素，在周期表中位置相同，都處于第四周期IVB族，即周期表第4縱行，B正確；C．和互稱為同位素，物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似，C錯(cuò)誤；D．和是鈦元素的不同核素，D錯(cuò)誤；故選B。【易錯(cuò)警示】原子結(jié)構(gòu)與同位素的認(rèn)識(shí)誤區(qū)(1)原子不一定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(2)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F與OH－。(3)核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如Al3＋與Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)與OH－等。(4)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N；也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。(6)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng)，不屬于化學(xué)反應(yīng)?？键c(diǎn)2、考查元素、核素、同位素概念的辨析例2．（2023春·山東青島·高一校聯(lián)考期中）氧元素有三種核素、、，下列說法正確的是A．和互為同位素B．和互為同素異形體C．等質(zhì)量的和中含有相同的質(zhì)子數(shù)D．、和屬于同一種物質(zhì)【解析】A．同位素為質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類原子，如、、互為同位素，和為O元素的同素異形體，A錯(cuò)誤；B．同素異形體為同種元素組成結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，和為同一物質(zhì)，B錯(cuò)誤；C．和為質(zhì)子數(shù)相同但相對(duì)分子質(zhì)量不同的兩種分子，故等質(zhì)量的和所含質(zhì)子數(shù)不同，C錯(cuò)誤；D．、和均為2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的水分子，為同一種物質(zhì)，D正確。故選D?！敬鸢浮緿【名師歸納】“同位素”的特點(diǎn)(1)在元素周期表中處于同一位置一般使用同一元素符號(hào)。但如氕、氘、氚在周期表中都處于同一位置，氫的同位素一般可用不同的符號(hào)來表示，如eq\o\al(1,1)H、D(eq\o\al(2,1)H)、T(eq\o\al(3,1)H)。(2)同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，原因是核外電子排布相同。(3)同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學(xué)變化，是核反應(yīng)。(4)同位素是指同一元素的不同“原子”間的關(guān)系，同素異形體是指同一元素的不同“單質(zhì)”間的關(guān)系。(5)同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫分子有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T與16O、17O、18O可形成3×6＝18種水分子，相對(duì)分子質(zhì)量不同。它們的物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同?？键c(diǎn)3、考查核外電子排布規(guī)律判斷及其應(yīng)用例3．（2022秋·上?！じ咭簧虾Ｊ羞M(jìn)才中學(xué)?？计谥校┫铝姓f法肯定錯(cuò)誤的是()A．某原子K層上只有一個(gè)電子B．某原子M層上的電子數(shù)為L(zhǎng)層上電子數(shù)的4倍C．某離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍D．某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等【解析】A.氫原子K層上只有一個(gè)電子，A正確；B.若某原子M層上的電子數(shù)為L(zhǎng)層上電子數(shù)的4倍，則M層上的電子有32個(gè)，因M層最多有18個(gè)電子，B錯(cuò)誤；C.離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍，則M、L層均有8個(gè)電子，符合電子排布規(guī)律，C正確；D.O2最外層電子數(shù)和核電荷數(shù)均為8，D正確；答案選B?！敬鸢浮緽【特別提醒】1、核外電子的排布規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時(shí)滿足各項(xiàng)要求，如M層不是最外層時(shí)，最多能容納18個(gè)電子，當(dāng)M層為最外層時(shí)，最多容納8個(gè)電子。2．核外電子排布相同的微粒，其化學(xué)性質(zhì)不一定相同，如S2－、Cl－。若屬于同位素的不同核素，其化學(xué)性質(zhì)是相同的，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H?？键c(diǎn)4、考查元素周期表的結(jié)構(gòu)例4．（2023春·河南鄭州·高一鄭州一中?？计谥校┫铝杏嘘P(guān)元素周期表的