2018_2019版高中化学第1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版必修2.ppt

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1、第2课时 同主族元素性质的递变规律,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)。,自主阅读,自主检测,(2)卤族元素原子结构和性质的递变性:,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

2、; 最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的碱性。,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。,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

3、等。,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。,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

4、 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：B,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,自主

5、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。 答案：C,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、K B.C、Al C.

6、Si、Ge D.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：C,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,元素周期表中元素性质的变化规律,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,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、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

7、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。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,元素周期表中元素性质的变化规律,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,特别提醒(1)O一般不显正价,F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)。,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,探究点二,【例

8、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、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:RM。 答案：B,情景引入,知识点拨,典例引领,探究点一,

9、探究点二,成功体验1 下列关于物质性质变化的比较,不正确的是( ) A.稳定性强弱:HFHClHBrHI B.原子半径大小:NaSO C.碱性强弱:KOHNaOHLiOH D.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,同主族元素从上到下金属性逐渐增强,所以碱性

10、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：D,探究点一,探究点二,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。,元素周期表中“位构性”三者之间的关系,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,探究提示：1.X+和Y-的电子层结构与Y原子所在周期的稀有气体

11、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。,探究点一,探究点二,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:,探究点一,探究点二,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:,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,2.元素“位

12、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。,探究点一,探究点二,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,1 mol E单质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6 L H2;E的阳离子与A的

13、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 。,探究点一,探究点二,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A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子(四种元

14、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。1 mol E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。,探究点一,探究点二,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+2H2O H2SO4+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主,结合计算推断元素A、B、C、D;二是

15、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。,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,成功体验2短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )A.最简单气态氢化物的热稳定性:RQ B.最高价氧化物对应水化物的酸性:QQR D.T的最高价氧化物对应的水化物不能和强碱反应,探究点一,探究点二,情景引入,知识点拨,典例引领,解析：由短周期元素R、T、Q、W的位置,可知T、Q、W为

16、第3周期的元素,R为第2周期元素,T所处的周期序数与族序数相等,则T为Al元素,故Q为Si元素,W为S元素,R为N元素。非金属性NSi,故最简单气态氢化物的热稳定性为NH3SiH4,故A正确;非金属性SiQR,故C正确;T的最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝,能和强碱反应,故D错误。 答案：D,1 2 3 4 5,1.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

17、素与非金属元素分界线处的元素。 答案：C,1 2 3 4 5,2.以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 ( ) A.A族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子 B.同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大 C.A族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强 D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低 解析:同位素原子的质子数相同,同主族元素自上而下,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,金属的熔点逐渐降低而非金属的熔点往往逐渐升高。 答案:B,1 2 3 4 5,3.下表给出了碱金属的主要物理性质。,1 2 3 4 5,下列叙述不正确的是( ) A.A族元素都是

18、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：A,1 2 3 4 5,4.下列说法中,不符合A族元素性质特征的是( ) A.从上到下元素的非金属性逐渐增强 B.易形成-1价离子 C.最高价氧化物的水化物显酸性 D.从上到下氢化物的稳定性依次减弱 解析

19、:A族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,故A错误;A族元素原子最外层有7个电子,发生化学反应时容易得到1个电子而达到稳定结构,易形成-1价离子,故B正确;非金属元素对应的最高价氧化物的水化物显酸性,故C正确;A族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,故D正确。 答案:A,1 2 3 4 5,5. 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:,1 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

20、液,CCl4溶液。 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 。,1 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:Cl2S,