预测同主族元素的性质课件

第,2,课时,预测同主族元素的性质,沾化一中：孔令杰,一、预测同主族元素的性质,1.,卤族元素原子结构和性质的相似性与递变性：,(1),结构、性质的相似性。,+7,-1,HX,HXO,4,7,(2),单质的物理性质及递变性。,单质,物理性质,F,2,Cl,2,Br,2,I,2,颜色,浅黄绿色,_,色,_,色,_,色,状态,气体,气体,液体,固体,密度,逐渐增大,熔、沸点,逐渐,_,黄绿,深红棕,紫黑,升高,(3),结构及化学性质的递变性。,结构及化学性质,规律,原子半径,单质的氧化性,阴离子的,还原性,增大,减弱,增强,结构及化学性质,规律,与,H,2,化合的,难易程度,氢化物的,稳定性,最高价氧化物对,应水化物的酸性,难,减弱,减弱,【,微点拨,】,卤化氢的水溶液均显酸性,且随原子序数的递增酸性依次增强。,2.,碱金属元素原子结构和性质的相似性与递变性：,(1),结构、性质的相似性。,1,+1,碱性,(2),单质及化合物性质的递变性。,结构及性质,规律,原子半径,单质的还原性,与水、氧气反应的剧烈程度,最高价氧化物对应水化物的碱性,增大,增强,剧烈,增强,【,微点拨,】,随原子序数的递增,碱金属元素与氧元素形成的化合物种类越来越多,也越来越复杂。,3.,同主族元素性质的递变规律：,增强,减弱,二、元素周期表的应用,1.,科学预测。,根据元素在周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质,为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。,2.,在生产上的某些应用：,(1),寻找新材料。,将下面左右两侧对应内容连线：,(2),地球上化学元素的分布与元素在周期表中的位置密切相关。,将下面左右两侧对应内容连线：,【,自我小测,】,1.,思考辨析：,(1),最外层电子数相同的元素一定属于同一主族。,(,),分析：,。最外层电子数为,2,的元素可能位于,0,族或者,A,族。,(2),同一主族的元素,原子半径越大,原子得电子能力越强。,(,),分析：,。同一主族的元素,原子半径越大,核电荷数越大,原子失电子能力越强。,(3),盐酸的酸性强于氢氟酸,证明原子得电子能力：,Cl,F,。,(,),分析：,。原子得电子能力：,F,Cl,其氢化物水溶液的酸性与两者的得电子能力无关。,(4),元素的性质与元素在周期表中的位置有关。,(,),分析：,。元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置,同时也决定了元素的性质。,2.,砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹及其化合物不可能具有的性质是,(,),A.,砹是有色固体,B.,砹化氢很稳定,C.,砹易溶于有机溶剂,D.,砹化银不溶于水,【,解析,】,选,B,。卤族元素从上往下,原子序数依次递增,颜色不断加深,A,对；单质的氧化性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性依次减弱,HI,很不稳定,HAt,也不稳定,B,错；卤素单质难溶于水,易溶于有机溶剂,C,对；,AgCl,、,AgBr,、,AgI,均不溶于水,故,AgAt,也不溶于水,D,对。,3.,下列关于同主族元素的说法中错误的是,(,),A.,同主族元素原子序数递增,元素原子失电子能力逐渐增强,B.,同主族元素原子序数递增,单质氧化性逐渐增强,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,】,选,B,。同主族的元素随原子序数递增,原子半径逐渐增大,原子失电子能力逐渐增强,单质氧化性逐渐减弱。,4.,下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述不正确的是,(,),A.,碱金属原子最外层都只有,1,个电子,在化学反应中容易失去,B.,碱金属单质都是强还原剂,C.,碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物,D.,碱金属单质都能与水反应生成碱,【,解析,】,选,C,。同一主族元素最外层电子数相同,碱金属元素最外层电子数均为,1,在化学反应中很容易失去最外层的,1,个电子,还原性很强,A,对,B,对；,Li,与,O,2,反应,只生成,Li,2,O,C,错；碱金属元素的单质都能与水反应生成碱和氢气,D,对。,5.(LK,必修,2,P26,改编,),下列对铍及其化合物叙述正确的是,(,),A.,铍的金属性比钠强,B.,氯化铍的氧化性比氯化锂强,C.,氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的强,D.,单质铍易跟冷水反应产生,H,2,【,解析,】,选,B,。铍,(Be),位于元素周期表中第,2,周期第,A,族,根据周期表中元素性质的递变规律可知,题中涉及元素的金属性强弱的关系为,Li,Be,Na,Mg,Be,Ca,MgBe,还需明确的是,Mg,与冷水的反应已是很慢了,则说明铍与冷水的反应很难进行。,一、元素周期表中元素性质的递变规律,思考探究：,Cl,2,+2Br,-,=2Cl,-,+Br,2,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+,思考下列问题：,(1),氯、溴元素在周期表存在怎样的位置关系,?,(2),元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱与哪些因素有关,?,【,归纳总结,】,元素周期表中元素及其物质性质的递变规律,项目,同周期,(,从左右,),同主族,(,从上下,),原子核外电子排布,电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,17(,第,1,周期,12),最外层电子数相同,电子层数递增,原子半径,逐渐减小,(0,族除外,),逐渐增大,元素主要化合价,最高正价由,+1+7,最低负价由,-4-1,最高正价,=,主族序数,非金属最低负价,=,主族序数,-8,项目,同周期,(,从左右,),同主族,(,从上下,),原子得、失电子能力,得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,元素金属性、非金属性,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,单质氧化性、还原性,氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱,氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸碱性,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强,碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱,非金属气态氢化物的稳定性,逐渐增强,逐渐减弱,【,点拨,】,元素周期表中金属性、非金属性最强的元素的位置,根据元素周期表中元素性质的递变规律,同一周期最左边的金属元素的金属性最强,同一主族最下面的元素的金属性最强,所以金属性最强的元素在元素周期表的最左下方,即为铯,(,钫为放射性元素,),；同一周期最右边的非金属元素的非金属性最强,(,稀有气体除外,),同一主族最上方的元素的非金属性最强,所以非金属性最强的元素在元素周期表的最右上方,即为氟。,【,典题训练,】,(2014,山东高考,),根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是,(,),A.,同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,B.,核外电子排布相同的微粒化学性质也相同,C.Cl,-,、,S,2-,、,Ca,2+,、,K,+,半径逐渐减小,D.,得电子能力相同,【,解题指南,】,解答本题时应注意以下两点：,(1),掌握元素得失电子的能力随原子序数递增而呈现的递变规律；,(2),微粒半径大小的比较主要依据其电子层数和核电荷数的多少。,【,解析,】,选,D,。同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱,A,错误；核外电子排布相同的微粒,性质不一定相同,如,S,2-,与,Cl,-,B,错误；当核外电子排布相同时,核电荷数越大,微粒半径越小,半径大小顺序应为,S,2-,Cl,-,K,+,Ca,2+,C,错误；同种元素的原子得电子能力相同,D,正确。,【,互动探究,】,(1),核电荷数大的元素形成的碱其碱性一定强吗,?,提示：,不一定。若为同主族的元素,随核电荷数的递增,形成的碱其碱性逐渐增强；若为同周期的元素,随核电荷数的递增,形成的碱其碱性逐渐减弱。,(2)Cl,-,与,S,2-,相比,哪种离子的还原性更强,?,提示：,得电子越容易的原子,得到电子形成的阴离子失电子越难,氯原子得电子能力强于硫原子,因此,S,2-,失电子更容易,还原性更强。,【,对点训练,】,(2015,天水高一检测,),在新研制的超导材料中,铊,(,Tl,),是主要组成元素之一。已知铊为,A,族原子序数最大的金属元素,则下列关于铊元素性质的推测,不正确的是,(,),A.,是银白色的金属,B.Tl(OH),3,与,Al(OH),3,相似,也是两性氢氧化物,C.,可以形成氧化物,Tl,2,O,3,D.,与酸反应比铝剧烈,【,解析,】,选,B,。根据同主族元素的性质递变规律可知,铊,(,Tl,),金属性强于铝,因此,A,、,D,正确；为,A,族元素,因而可以形成,+3,价的氧化物,Tl,2,O,3,C,正确；,Al(OH),3,是两性氢氧化物为铝元素的特性,不是同族元素的通性,B,错。,二、元素,“,位,构,性,”,三者之间的关系,典题探究：,1.(,双选,)(2014,广东高考改编,),甲辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差,3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素。下列判断正确的是,(,),A.,金属性：甲,乙,丁,B.,原子半径：辛,己,戊,C.,丙与庚的原子核外电子数相差,13,D.,单质乙与硫酸铜溶液反应会置换出红色的铜,【,解题指南,】,解答本题时应注意以下两点：,(1),熟记元素周期律的内容：同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,同周期元素从左往右金属性逐渐减弱；,(2),原子半径大小的影响因素：电子层数、核电荷数等。,【,解析,】,选,B,、,C,。由戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,知戊为,C,甲与戊的原子序数相差,3,故甲为,Li,。甲、乙、丙同主族,则乙为,Na,丙为,K,丁为,Ca,金属性：乙,甲,A,错误；根据电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大原子半径越小,得原子半径：辛,己,戊,B,正确；丙、庚同属第,4,周期,第,4,周期有,10,种过渡元素,甲与戊的原子序数相差,3,故丙与庚的原子核外电子数相差,13,C,正确；乙为,Na,与,CuSO,4,溶液反应时,先与水反应,生成,NaOH,又与,CuSO,4,反应,生成沉淀,Cu(OH),2,得不到红色的单质铜,D,错误。,2.(2015,泰兴高一检测,)X,、,Y,、,M,、,N,是短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知,X,的最外层电子数是电子层数的,3,倍,X,、,M,同主族,Y,的原子在短周期主族元素中原子半径最大。下列说法正确的是,(,),A.M,与,X,形成的化合物对应的水化物一定是强酸,B.Y,2,X,和,Y,2,X,2,都属于碱性化合物,C.X,、,Y,的简单离子半径：,r(X,2-,),r(Y,+,),D.M,的气态氢化物比,N,的气态氢化物稳定,【,解题指南,】,解答本题需注意以下,3,点：,(1),硫元素形成的含氧酸有,H,2,SO,3,或,H,2,SO,4,两种,酸性强弱不同。,(2),与酸反应只生成盐和水的属于碱性氧化物。,(3),离子半径的大小与核电荷数的关系。,【,解析,】,选,C,。,X,的最外层电子数是电子层数的,3,倍,为,O,M,为,S,N,只能为,Cl,Y,的原子在短周期主族元素中原子半径最大,应为,Na,。,S,与,O,形成的化合物对应的水化物可能是,H,2,SO,3,或,H,2,SO,4,A,错误；,Na,2,O,2,不属于碱性化合物,B,错误；,O,2-,与,Na,+,具有相同的电子层排布,但,O,核电荷数小,因此,r(O,2-,),r(Na,+,),C,正确；,H,2,S,比,HCl,稳定性差,D,错误。,【,归纳总结,】,元素,“,位、构、性,”,三者之间的关系,同一元素的,“,位置、结构、性质,”,之间的关系可表示如下：,应用,“,位置、结构、性质,”,三者之间的关系解答问题时要注意以下几个方面：,1.,结构与位置间的关系：,(1),掌握四个关系式。,电子层数,=,周期数,质子数,=,原子序数,主族元素原子最外层电子数,=,主族序数,主族元素的最高化合价,=,族序数,最低化合价,=,主族序数,-8(,一般规律,),(2),熟练掌握周期表中的一些特殊规律。,各周期所含元素种数依次为,2,、,8,、,8,、,18,、,18,、,32,、,26,。,稀有气体的原子序数及其在周期表中的位置。,元素符号,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,原子序数,2,10,18,36,54,86,周期数,1,2,3,4,5,6,同主族上下相邻元素原子序数的关系。,位置,关系,实例,位于过渡元素左侧的主族元素,即,A,、,A,族,同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所能容纳元素种数,钠与钾的原子序数差为,19-11=8(,即钠原子所在第,3,周期所能容纳元素种数,),位于过渡元素右侧的主族元素,即,A,A,族,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所能容纳元素种数,氯和溴的原子序数之差为,35-17=18(,溴原子所在第,4,周期所能容纳元素种数,),2.,性质与位置的关系：,(1),根据不同元素的性质差异可以推知元素在周期表中的相对位置。,例如：若同周期元素,A,、,B,、,C,的金属性逐渐增强,则,A,、,B,、,C,在同周期中按照,C,、,B,、,A,的顺序从左到右排列。,(2),根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素间的性质差异。,例如：若同主族元素,A,、,B,、,C,在同一主族中从上往下排列,则可推知,A,、,B,、,C,的单质的氧化性依次减弱或还原性依次增强。,3.,结构和性质的关系：,4.,元素的最高正价与最低负价的代数和与元素所在主族的规律性：,(1),元素的最高正价与最低负价的代数和为,0,则该元素位于,A,族。,(2),元素的最高正价与最低负价的代数和为,2,则该元素位于,A,族。,(3),元素的最高正价与最低负价的代数和为,4,则该元素位于,A,族。,(4),元素的最高正价与最低负价的代数和为,6,则该元素位于,A,族。,【,警示,】,利用元素周期律进行推断的常见错误,(1),只注意同主族元素形成化合物的相似性而忽略其递变性。,(2),不能正确利用稀有气体元素所在位置来迅速推断其他元素的位置。,(3),对元素周期表的结构尤其是族和纵行的关系不清楚,导致错误。如,族元素是第,8,、,9,、,10,三个纵行的合并。,【,对点训练,】,1.(,双选,)(2015,广东高考,),甲庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是,(,),A.,丙与戊的原子序数相差,28,B.,气态氢化物的稳定性：庚,己,SAs,故气态氢化物的稳定性应为庚,己,戊,B,项错误；常温下镁与水只是缓慢反应,C,项错误；,SiO,2,可以用于制造光导纤维,D,项正确。,2.(2015,海南高考,),下列离子中半径最大的是,(,),A.Na,+,B.Mg,2+,C.O,2-,D. F,-,【,解析,】,选,C,。具有相同电子层结构的粒子,其半径随着原子序数增大而逐渐减小,Na,+,、,Mg,2+,、,O,2-,、,F,-,都是,10,电子微粒,因此离子半径最大的是,O,2-,最小的是,Mg,2+,。,3.,短周期元素甲戊在元素周期表中的相对位置如表所示：,下列判断正确的是,(,),A.,原子半径：丙,丁,丙,C.,氢氧化物碱性：丙,丁,戊,D.,最外层电子数：甲,乙,【,解析,】,选,C,。同周期元素原子半径从左至右是依次减小的,故,A,项错误；同主族元素金属性自上而下是依次增强的,故,B,项错误；同周期元素的金属性从左至右越来越弱,故对应氢氧化物的碱性是逐渐减弱的,故,C,项正确；同周期元素的原子最外层电子数从左到右越来越多,故,D,项错误。,【,备选要点,】,根据同一主族元素性质的递变规律推测第,A,族元素的性质,(1),第,A,族元素又称氧族元素,包括氧,(O),、硫,(S),、硒,(Se),、碲,(Te),、钋,(Po),。,(2),原子结构。,相同点：最外层均为,6,个电子；,不同点：随原子序数递增,电子层数依次增多,原子半径依次增大。,(3),元素性质。,相似性：最低化合价为,-2,价,其他化合价为,+4,价、,+6,价,(,氧除外,),；,递变性：从上到下得电子能力依次减弱,失电子能力依次增强,金属性依次增强,非金属性依次减弱。,(4),元素及单质性质。,大多数有同素异形体；,除,Po,外均能作氧化剂,反应时获得,2,个电子；,氧化物有两种,(XO,2,和,XO,3,),；,O,2,、,S,为非导体,Se,为半导体,Te,为导体。单质颜色各异,密度依次增大,熔沸点依次升高；,单质与,H,2,化合依次变难,(Te,通常不能与,H,2,直接化合,),氢化物,(H,2,X),的稳定性依次减弱；,S,2-,、,Se,2-,、,Te,2-,的还原性依次增强；,最高价氧化物对应的水化物的酸性总趋势减弱,而不是逐渐减弱,(,由于硒酸较为特殊,其酸性不仅比碲酸要强得多,而且比硫酸还要强,),。,【,点拨,】,(1),第,A,族元素中钋是金属元素,无气态氢化物。,(2),通常情况下,H,2,O,为液态,而,H,2,S,为气体。,【,对点训练,】,1.(2015,哈尔滨高一检测,),已知硒为第,4,周期,A,族元素,根据它在周期表中的位置推测硒不可能具有的性质为,(,),A.,硒化氢很稳定,B.,硒化氢的水溶液显弱酸性,C.,得电子能力弱于硫,D.,硒的最低价是,-2,价,【,解析,】,选,A,。根据同主族元素性质可以推出其化合物性质的变化规律,A,中硫的氢化物,H,2,S,不稳定,因此硒化氢不稳定；同一主族中由上到下得电子能力逐渐减弱,所以,C,项正确；,Se,位于元素周期表中的第,4,周期第,A,族,最低价是,-2,价,故,D,项正确。,2.,运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是,(,),A.,氧和硫都有多种同素异形体,B.,氧族元素属于第,A,族元素,C.,随着核电荷数的增加,卤族元素的非金属性减弱,D.,氧族元素的气态氢化物的稳定性随着原子序数的递增而减弱,【,解析,】,选,B,。氧有,O,2,、,O,3,等同素异形体,硫有斜方硫、单斜硫等同素异形体,A,正确；氧族元素是第,A,族元素,B,错；同一主族元素随着原子序数的递增,非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,C,、,D,均正确。,巧用元素周期表片段解元素推断题,1.,元素周期表能够反映原子的位置和结构,在元素推断中如果已知元素在周期表中的位置,就可以快速确定元素的名称、原子结构及性质。,2.,在实际考查中往往不是呈现完整的元素周期表,而是呈现某一片段,这就要求根据呈现的片段结构中提供的信息来推断元素。,(1),在一些比较类型的题目中,先由文字信息推断出某种元素后,可以先在图表中固定其位置。,如元素,R,、,X,、,T,、,Z,、,Q,在元素周期表中的相对位置如表所示。其中,R,单质在暗处与,H,2,剧烈化合并发生爆炸。,根据,R,元素的特殊性质可以确定该元素为氟元素,处于元素周期表的第,2,周期,A,族。,(2),再根据其他元素的有关信息确定与该元素在周期表中的位置关系,即转化成元素周期表片段的形式。如图：,(3),最后根据元素的相对位置,很直观地得出结论。,【,即时演练,】,元素,X,、,Y,、,Z,原子序数之和为,36,X,、,Y,在同一周期,X,+,与,Z,2-,具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是,(,),A.,同周期元素中,X,的金属性最强,B.,原子半径,XY,离子半径,X,+,Z,2-,C.,同族元素中,Z,的氢化物稳定性最高,D.,同周期元素中,Y,的最高价含氧酸的酸性最强,【,审题指导,】,信息提取,形成思路,明确各元素的关系：,X,、,Y,、,Z,原子序数之和为,36,X,、,Y,在同一周期,根据,X,+,与,Z,2-,具有相同的核外电子层结构,可以确定,这两种元素处于相邻周期,且,Z,为上周期,X,为下周期；然后根据,X,为,+1,价阳离子,而,X,、,Y,属于同一周期,确定,Y,为,X,所在周期位置靠右的元素,再根据三者的原子序数关系确定各自可能的位置,确定,X,、,Z,的位置：,X,+,与,Z,2-,具有相同的核外电子层结构,【,解析,】,选,B,。根据,X,、,Y,在同一周期,X,+,与,Z,2-,具有相同的核外电子层结构,可确定,X,与,Z,的位置关系,再由,X,、,Y,、,Z,原子序数之和为,36,又可确定,Y,的位置,则转化为周期表片段为,推断可知,X,为,Na,Z,为,O,Y,为,Cl,。,