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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。,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,7,7,1,化合,2.递变性,强,弱,强,弱,强,弱,弱,强,1,化合态,强碱,2递变性,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B到B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。,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A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。 HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱 ( )。 第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 ( )。 Li、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 ( )。 第2周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强 ( )。 因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强 ( )。 提示 ,1碱金属单质 (1)相似性(用R表示碱金属元素),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。 最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性强弱顺序：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。 (3)特殊性 Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。 碱金属中还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li。 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 按从F到I的顺序，原子得电子能力逐渐减弱。 F、Cl、Br、I的还原性逐渐增强。 氢化物的稳定性：HFHClHBrHI 氢化物的还原性：HFHClHBrHI 最高价含氧酸的酸性：HClO4HBrO4HIO4，F无正价，故无含氧酸。 密度：卤族元素，自上而下，单质的密度逐渐增大。,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。 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 在常温下，溴是唯一的液态非金属单质，易挥发。 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X2H2O=HXOHX表 示 BHX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 DX离子的还原性：FClBrI，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X2H2O=HXOHX，而F2与H2O的反应为：2F22H2O=4HFO2，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)2 B原子半径：ClS C金属性：KNa D热稳定性：NH3PH3 解析 结合第I A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,【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：,(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A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A族的第一种元素N，则X为P，D为As，A为Si，C为S。 答案 (1)Si N S As P (2)H2SO4H3PO4H3AsO4 (3)NH3PH3SiH4,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： 一般原子的原子核是由质子和中子构成，但H无中子。 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。,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。 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。 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4x20，即x5，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H2CO3HNO3，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：_；_(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：_ _。,(5)问题和讨论： 请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因：_。 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，设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。 (2)本实验属于试管试验，主要使用试管和胶头滴管。 (3)根据提供的药品，显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用四氯化碳将置换出来的Br2或I2萃取出来，以增强实验的准确性和说服力。,(4)该小题具有一定的开放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱或非金属性依次减弱都可，但最好与该实验的实验目的相对应：即同一主族元素，自上而下，元素的非金属性依次减弱。 (5)该题应该主要从原子核对最外层电子的吸引力大小来回答。一般来说，置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱，但F2过于活泼，不好直接置换Cl2，只能用间接的证据。如可从它们与氢气反应的难易程度，与水反应的难易程度，它们的气态氢化物的稳定性等方面证明。,答案 (1)探究同一主族元素性质的递变规律 (2)试管 胶头滴管 (3),(4)同一主族元素，自上而下，元素的非金属性依次减弱 (5)同一主族元素，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱 F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸，而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应；HF比HCl稳定或F2能与H2O发生置换反应生成O2，而Cl2不能,
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