2014-2015学年高中化学1-3-2预测同主族元素的性质课件鲁科版必修2.

第2课时预测同主族元素的性质1.同主族元素的原子，最外层电子数相同，决定同主族元素具有的化学性质。笃学一同主族元素性质的相似性和递变规律相似2．同一主族，从上到下原子的核电荷数越来越多，原子的电子层数依次增多，原子半径逐渐；原子得电子的能力逐渐(元素的非金属性逐渐减弱)，失电子的能力逐渐(元素的金属性逐渐增强)；元素跟氢化合的能力逐渐，气态氢化物的热稳定性逐渐；最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱。增大减弱增强减弱减弱1.相似性笃学二ⅦA族元素性质的相似性与递变性元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子结构示意图最外层电子数都为7元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)最高正价无为价最低负价都为价自然界中存在形态全部以态形式存在最高价含氧酸无HClO4HBrO4HIO4气态氢化物HFHClHBrHI＋7－1化合2.递变性元素FClBrI原子半径――→由小到大与H2化合的条件暗处爆炸点燃或光照加热(200℃)较高温度下缓慢反应，可逆元素FClBrI氢化物的稳定性―→由到.最高价氧化物对应水化物的酸性―→由到.得电子能力―→由到.X－失电子能力―→由到.强弱强弱强弱弱强笃学三碱金属元素性质的相似性和递变性1.相似性在所属周期中半径最大稀有气体元素除外最高正价：价活泼金属，在自然界中存在形式：最高价氧化物对应水化物呈性＋1化合态强碱2．递变性元素LiNaKRbCs原子半径―→由到.失电子能力―→由到.与水反应剧烈程度―→剧烈程度变.与氧气反应剧烈程度―→剧烈程度变.最高价氧化物对应水化物的碱性―→变.小大弱强大大强1.利用元素周期表寻找新材料人们不但在金属元素和非金属元素的交界处寻找材料；还在过渡元素中寻找；位于元素周期表ⅣB到ⅥB的过渡元素中寻找、材料，制造火箭、导弹、宇宙飞船等；利用元素周期表，还可寻找合适的材料、材料等。笃学四元素周期表的意义半导体催化剂耐高温耐腐蚀超导磁性2．地球上化学元素的分布与元素在周期表中的位置关系相对原子质量小的元素，地壳中含量，相对原子质量大的元素，地壳中含量；原子序数是偶数的元素地壳中含量，原子序数是奇数的元素地壳中含量；地球表面的元素多数呈现态，地层深处的元素多数处于态；碱金属一般是强烈的元素，主要富集在岩石圈；科学家把元素周期表分为十个区，同一区域里的元素往往形成。多少多少高价低价亲石同生矿【慎思1】第ⅠA族元素全部为金属元素吗？提示不是，氢为非金属。【慎思2】氟单质能置换出氯化钠溶液中的氯吗？提示不能，氟首先要与水溶液中的水反应。【慎思3】五彩缤纷的焰火在空中绽放，增添了节日的喜庆。你知道焰火是怎样产生的吗？提示通过不同金属元素的焰色反应产生的。【慎思4】通过小组讨论判断下列说法是否正确。①HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱()。②第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强()。③Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多()。④第2周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强()。⑤因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强()。提示①×②×③√④√⑤×1．碱金属单质(1)相似性(用R表示碱金属元素)要点一|碱金属单质与卤素单质的重要化学性质(2)递变性――――――――――――――――――→LiNaKRbCs还原性逐渐增强Li＋Na＋K＋Rb＋Cs＋氧化性逐渐减弱①与O2反应从Li到Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应可以生成Na2O和Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。②与H2O(或酸)反应从Li到Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸。③最高价氧化物对应水化物的碱性碱性强弱顺序：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。(3)特殊性①Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。②碱金属中还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li。③碱金属元素中只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他元素与O2反应的产物至少有两种。2．卤素单质(1)相似性(用X表示卤族元素)(2)递变性①按从F到I的顺序，原子得电子能力逐渐减弱。②F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强。③氢化物的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI④氢化物的还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI⑤最高价含氧酸的酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，F无正价，故无含氧酸。⑥密度：卤族元素，自上而下，单质的密度逐渐增大。⑦熔、沸点：卤族元素同碱金属元素相反，自上而下，单质的熔、沸点逐渐升高。⑧溶解性：除F2外，卤素单质在水中的溶解性均不大，均易溶于有机溶剂。(3)特殊性①在常温下，溴是唯一的液态非金属单质，易挥发。②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇碘变蓝色。【例1】关于卤素(用X表示)的下列叙述中，正确的是()。A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随着核电荷数的增加而增强C．从F2到I2，卤素单质的颜色随着相对分子质量的增大而加深D．X－离子的还原性：F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此，相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来解析Cl2与水的反应可表示为X2＋H2O===HXO＋HX，而F2与H2O的反应为：2F2＋2H2O===4HF＋O2，Br2、I2与水的反应为可逆反应，A项错误；从F到I，原子得电子能力逐渐减弱，故HX的热稳定性逐渐减弱，B项错误；从F2到I2，卤素单质的颜色逐渐加深，F2为浅黄绿色气体，Cl2为黄绿色气体，Br2为深红棕色液体，I2为紫黑色固体，C项正确；除了F2在水溶液中可与H2O剧烈反应外，其余卤素单质(Cl2、Br2、I2)，相对分子质量小的可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来，D项错误。答案C推测元素性质的思维方法：此类题目通常是给出不常见的或未发现的元素，推测其单质或化合物的性质。解答这类题的关键是根据该元素所在族熟悉元素的性质，根据同族元素性质的相似性和递变性，加以推测判断。【体验1】下列各组性质的比较中，不正确的是()。A．碱性：NaOHMg(OH)2B．原子半径：ClSC．金属性：KNaD．热稳定性：NH3PH3解析结合第IA族和第VA族元素单质及其化合物的性质递变性可知A、C、D三项均正确。而由同周期元素的递变性可知，Cl的原子半径小于S的原子半径，故B项不正确。答案B要点二|元素“位、构、性”之间的关系1．结构与位置的互推是解题的基础结构→位置质子数＝核电荷数＝原子序数电子层数＝周期序数最外层电子数＝主族序数＝主族元素的最高化合价数最低化合价绝对值＋主族序数＝82．性质与结构互推是解题的要素结构→性质原子半径最外层电子数＞4个，易得电子，非金属＜4个，易失电子，金属3．性质与位置互推是解题的关键位置→性质同位置→同性质同主族→相似性递变性同周期→递变性【例2】A、B、C、D四种元素在周期表中分别处于元素X的四周(如右图)，已知X元素最高价氧化物的化学式为X2O5，且五种元素中有一种元素的原子半径是它们所处的同族中最小的。试确定：BAXCD(1)各元素的符号：A__________，B__________，C__________，D__________，X__________。(2)写出C、D、X最高价氧化物对应水化物的化学式，并排列酸性由强到弱的顺序____________________________________________。(3)写出A、B、X气态氢化物的化学式，并排列稳定性由强到弱的顺序______________________。解析解答本题的关键是首先确定元素X，推测时用到：主族序数＝最外层电子数，以及元素周期律的知识。由于X2O5中X的化合价为＋5，则X是ⅤA族元素。由于5种元素中有一种元素的原子半径是它们所处的同族中最小的，这种元素只能是B。B为ⅤA族的第一种元素N，则X为P，D为As，A为Si，C为S。答案(1)SiNSAsP(2)H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4(3)NH3＞PH3＞SiH4元素“位、构、性”规律中的特例在“位、构、性”的规律中一些例外必须引起我们足够的注意，否则在解题时会误入歧途：①一般原子的原子核是由质子和中子构成，但H无中子。②元素周期表中每一周期一般都是从金属元素开始，但第1周期例外，是从氢元素开始。③大多数元素在自然界中都有稳定的同位素，但Na、F、P、Al等20种元素却未发现稳定的同位素。④元素的原子序数大，相对原子质量不一定大，如18Ar的相对原子质量为39.95，大于19K的39.10。⑤一般元素性质越活泼，其单质性质也越活泼，但N与P却相反，N的非金属性强于P，但N2比白磷、红磷稳定很多。【体验2】在周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素相邻，甲、乙的原子序数之和等于丙的原子序数；这四种元素原子的最外层电子数之和为20。下列判断正确的是()。A．原子半径：丙＞乙＞甲＞丁B．气态氢化物的稳定性：甲＞丙C．最高价氧化物对应水化物的酸性：丁＞甲D．乙和甲或乙和丁所形成的化合物都是有毒物质解析由题意讨论推知甲丙同主族且丙在甲的下一周期，设其原子最外层电子数为x，乙、丁与甲在同一周期且左右相邻，乙、丁两原子最外层电子数之和为2x，则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。原子半径大小：丙＞丁＞甲＞乙，故A错误；N比P的非金属性强，故NH3比PH3稳定，B正确；C比N非金属性弱，最高价氧化物对应水化物的酸性H2CO3＜HNO3，故C错误；乙和丁形成的化合物CO2是无毒物质，故D错误。答案B规律探究六同主族元素性质的递变规律【知识支持】探究同主族元素的性质递变规律，主要是比较元素的金属性、非金属性的强弱。元素的金属性是指元素原子失电子能力的大小，或形成化学键时成为阳离子的倾向大小，或价电子偏离的能力。失电子能力越大或形成阳离子倾向越大，或价电子偏离越远，其元素的金属性越强。相反，元素的非金属性就越强，其原子越易得电子，或成键时形成阴离子的倾向越大，或强烈吸引成键电子。【实验探究】某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。请你帮助该学生整理并完成实验报告。(1)实验目的：________________________________。(2)实验用品：仪器：①________；②________(请填写两种主要玻璃仪器)。药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)(4)实验结论：________________________________________________________________________。序号实验方案实验现象①②(5)问题和讨论：①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。试列举两个事实说明F的非金属性比Cl强：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)元素周期律包括同一周期与同一主族元素性质的变化规律。根据给出的实验药品不难看出，该学生想以同主族元素为例，设计实验验证同