鲁科版高中化学必修二 元素周期表的应用 原子结构元素周期律(第1课时)

第1章原子结构元素周期律第3节元素周期表的应用第1课时认识同周期元素性质的递变规律

一、第3周期元素原子得失电子能力的比较1.钠、镁、铝三种元素失电子能力的比较(1)实验探究①实验图示:a.与水反应:b.与酸反应:②置换氢气。实验置换氢气的难易顺序与水反应Na__Mg与酸反应Mg__Al>>③镁、铝氢氧化物性质的比较(用化学方程式表示)。a.MgCl2溶液中加入NaOH溶液:______________________________。b.AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液:______________________________;____________________________MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaClAlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaClAl(OH)3+NaOH====Na[Al(OH)4];离子方程式:_____________________;_________________________。

Al(OH)3具有两性,既能与碱反应,也能与酸反应,如与盐酸反应:__________________________;离子方程式:_______________________。结论:碱性强弱顺序为_______________。Al3++3OH-====Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-====[Al(OH)4]-Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+====Al3++3H2OMg(OH)2>Al(OH)32.钠、镁、铝失电子能力的比较钠、镁、铝失电子能力由强到弱的顺序依次为_________。Na>Mg>Al【巧判断】(1)碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故还原性:Na>Mg>Al。(

)提示:√。由最高价氧化物的碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,可以得出失电子能力Na>Mg>Al。(2)熔点、硬度:Al>Na,故金属性:Na>Al。 (

)提示:×。熔点、硬度属于物理性质,而金属性属于化学性质,二者没有必然的联系。(3)同一周期元素的原子,半径越小越容易失去电子。(

)提示:×。原子半径越小,原子核对外层电子的吸引力越大,越不容易失去电子。3.硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力的比较元素SiPSCl单质与H2化合的条件高温较高温度需加热___________

气态氢化物的稳定性SiH4很不稳定PH3不稳定H2S较不稳定HCl稳定

点燃或光照元素SiPSCl最高价氧化物SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对应水化物的酸性H4SiO4或H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4最强无机酸

结论从Si到Cl,元素得电子能力逐渐_____增强【情境·思考】铁在氯气中燃烧生成FeCl3,铁粉与硫粉反应生成FeS,请从原子结构角度解释原因。提示:由于S和Cl位于同一周期,电子层数相同,原子半径r(Cl)<r(S),因此Cl的得电子能力强于S,因此Cl2的氧化性强于S。二、同周期元素原子的得失电子能力的变化规律及原因1.变化规律同周期从左到右,元素原子的得电子能力_________,失电子能力_________。逐渐增强逐渐减弱2.同周期元素的性质递变的原因同周期元素(稀有气体元素除外)的原子,核外电子层数_____,随着核电荷数的递增:相同【巧判断】(1)PH3的稳定性比SiH4强。 (

)提示:√。P和Si元素同位于第3周期,P的非金属性比Si强,因此PH3的稳定性比SiH4强。(2)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。 (

)提示:×。应该是最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强。(3)同周期元素X、Y,若半径:X>Y,则气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY。 (

)提示:×。同周期元素X、Y,若半径:X>Y,则原子序数X<Y,因此原子的得电子能力X<Y,故气态氢化物的稳定性HmX一定小于HnY。知识点一同周期原子结构与元素性质的递变规律【重点释疑】项目同周期(从左到右)原子半径逐渐减小主要化合价+1→+7(O、F除外),-4→-1元素原子失电子能力逐渐减弱项目同周期(从左到右)元素原子得电子能力逐渐增强单质氧化性逐渐增强还原性逐渐减弱离子阳离子的氧化性逐渐增强阴离子的还原性逐渐减弱项目同周期(从左到右)气态氢化物稳定性逐渐增强还原性逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强碱性逐渐减弱【易错提醒】同周期元素性质递变的几个易错点(1)相对原子质量随原子序数的递增,不呈周期性变化。(2)根据含氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱时,必须是最高价含氧酸。(3)在元素周期表中,无氧酸的酸性变化规律与元素非金属性的变化规律不一致。其规律是左弱右强,上弱下强。如非金属性:S<Cl,酸性:氢硫酸<盐酸;非金属性:F>Cl,而酸性:氢氟酸(HF)<盐酸。(4)同周期从左到右,金属单质的还原性、非金属阴离子的还原性逐渐减弱;非金属单质的氧化性、金属阳离子的氧化性逐渐增强。【思考·讨论】(1)“同一周期非金属元素对应氧化物水化物的酸性从左到右依次增强”的说法正确吗?为什么?提示:不正确。同一周期,随着原子序数的递增,非金属元素最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)酸性逐渐增强,但低价含氧酸(如HClO)不符合此规律。(2)同周期元素的离子半径从左到右依次减小吗?以第3周期元素的离子半径说明。提示:不是。如第3周期部分元素的离子半径由大到小的顺序为r(P3-)>r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。【案例示范】【典例】同周期三种元素X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4,下列判断正确的是(

)A.含氧酸的酸性:HXO4<H2YO4<H3ZO4B.阴离子还原性按X、Y、Z顺序减弱C.气态氢化物稳定性按X、Y、Z顺序减弱D.原子半径按X、Y、Z顺序减小【思维建模】解此类题的常用思路为【解析】选C。HXO4、H2YO4、H3ZO4,X、Y、Z的最高正价分别为+7、+6、+5,所以X、Y、Z的原子序数依次减小,同周期元素自右向左,酸性:H3ZO4<H2YO4<HXO4,A不正确;阴离子的还原性:X-<Y2-<Z3-,B不正确;气态氢化物的稳定性:ZH3<H2Y<HX,C正确;原子半径:X<Y<Z,D不正确。【母题追问】(1)X、Y、Z三种元素能否为第2周期元素?为什么?提示:不能。因为第2周期的F、O不存在最高价氧化物对应的水化物。(2)判断X、Y、Z三种元素单质的氧化性强弱。提示:单质的氧化性为X>Y>Z。根据三种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式可以判断三种元素的非金属性为X>Y>Z,因此单质的氧化性为X>Y>Z。(3)判断X、Y、Z三种元素气态氢化物的还原性强弱。提示:气态氢化物的还原性同简单阴离子的还原性相同,因此为ZH3>H2Y>HX。【迁移·应用】

(2019·石家庄高一检测)X、Y为同一周期的元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,则下列说法不正确的是 (

)A.若X、Y均为金属元素,则X的金属性强于YB.若X、Y均为金属元素,则X的阳离子的氧化性比Y的阳离子的氧化性强C.若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定D.若X、Y均为非金属元素,则Y的最高价含氧酸的酸性强于X的最高价含氧酸的酸性【解析】选B。X、Y为同一周期元素,X的原子半径大于Y的原子半径,则X的原子序数小于Y的原子序数,即Y在X的右边。依据同周期元素的性质递变规律知,若X、Y均为金属元素,从X到Y,金属性逐渐减弱,元素原子的还原性逐渐减弱,其形成的阳离子氧化性增强,A项正确,B项错误;若X、Y均为非金属元素,同周期元素的非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性及最高价含氧酸的酸性也逐渐增强,C、D项均正确。【补偿训练】

1.(2019·天水高一检测)下列有关第3周期主族元素的性质,从左到右递变规律不正确的是 (

)A.原子半径逐渐减小B.电子层数逐渐增多C.最高正化合价逐渐增大D.元素的非金属性逐渐增强【解析】选B。周期表中的各元素原子的电子层数=周期序数,故第3周期的元素,电子层数均为3。2.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期的元素,下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)(

)A.若最高价氧化物的水化物R(OH)n为强碱,则W(OH)m也为强碱B.若最高价氧化物的水化物HnXOm为强酸,则Y是活泼非金属元素C.若Y的最低化合价为-2,则Z的最高正化合价为+6D.若X的最高正化合价为+5,则5种元素都是非金属元素【解析】选B。若R、W分别为Na、Mg,Mg(OH)2不是强碱,A错误;若HnXOm为强酸,即X的非金属性强,可知Y的非金属性更强,B正确;若Y的最低化合价为-2,为第ⅥA族元素,则Z在第ⅦA族,最高化合价为+7(氟除外),C错误;若X的最高正化合价为+5,位于第ⅤA族,则R可能为Al,D错误。【素养提升】1868年,门捷列夫经过多年的艰苦探索发现了自然界中一个极其重要的规律——元素周期律。这个规律的发现是继原子—分子论之后,近代化学史上的又一座光彩夺目的里程碑。根据提供的条件推断元素,并按要求填空:(1)已知某元素原子核外有3个电子层,其最外层电子数为7,最高价氧化物的化学式是什么?最高价氧化物对应水化物的化学式是什么?写出其最高价氧化物对应的水化物与NaOH反应的化学方程式。(证据推理与模型认知)提示:原子核外有3个电子层,其最外层电子数为7,是第3周期ⅦA族的Cl,所以最高价氧化物的化学式是Cl2O7,最高价氧化物对应的水化物是HClO4,与NaOH反应的化学方程式是HClO4+NaOH====NaClO4+H2O。(2)第3周期元素,其最外层电子数与电子层数相同。该元素最高价氧化物的化学式是什么?写出最高价氧化物对应水化物与强碱反应的离子方程式。(宏观辨识与微观探析)提示:第3周期中最外层电子数等于电子层数的是Al,所以最高价氧化物的化学式是Al2O3,其对应的水化物与强碱反应的离子方程式是Al(OH)3+OH-====[Al(OH)4]-。(3)原子序数依次递增的同周期四种元素,它们氢化物的质子数与电子数都与Ar相同,这些氢化物的化学式分别是什么?(证据推理与模型认知)提示:质子数与电子数都与Ar相同的氢化物的化学式分别是SiH4、PH3、H2S、HCl。(4)某元素的最高正价与最低负价的代数和为4,且最高价氧化物中含氧质量分数为60%。则该元素最高价氧化物的化学式是什么?(科学探究与创新意识)提示:最高正价与最低负价的代数和为4的是ⅥA族的元素,所以其最高价氧化物的化学式是XO3,由于其含氧量为60%,则可以计算得到元素为硫,则其最高价氧化物的化学式是SO3。知识点二元素原子得失电子能力的判断依据【重点释疑】1.金属性强弱的判断(1)据元素周期表判断。①同一周期,从左到右:元素的金属性逐渐减弱。②同一主族,从上到下:元素的金属性逐渐增强。(2)据金属活动性顺序判断。(3)据单质及其化合物的性质判断。①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。②最高价氧化物的水化物的碱性越强,元素的金属性越强。(4)金属单质间的置换反应:较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来:如Zn+Cu2+====Zn2++Cu,则金属性:Zn>Cu(但活泼金属与水反应剧烈,在水溶液中不能置换出其他金属单质)。(5)据离子的氧化性强弱判断:金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱。如氧化性:Cu2+>Fe2+,则金属性:Cu<Fe。2.非金属性强弱的判断(1)据元素周期表判断。①同一周期,从左到右:元素的非金属性逐渐增强。②同一主族,从上到下:元素的非金属性逐渐减弱。(2)据单质及其化合物的性质判断。①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性越强。②最高价氧化物的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。(3)非金属单质间的置换反应:较活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来:如Cl2+2Br-====2Cl-+Br2,则非金属性:Cl>Br。(4)据离子的还原性强弱判断:非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱。如还原性:Cl-<I-,非金属性:Cl>I。【易错提醒】正确理解元素的金属性和非金属性(1)元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关,与失去或得到电子的数目无关。如Na在反应中易失去1个电子,Al在反应中易失去3个电子,但金属性:Na>Al。(2)不能理解为某元素的金属性越强,则非金属性越弱。例:Na金属性很强,Na没有非金属性;F非金属性强,它没有金属性。(3)通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱,而不是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。(4)不能认为失电子难的原子得电子能力一定强。例:He既难失电子,也难得电子。【思考·讨论】

(1)元素的非金属性越强,其氧化物对应水化物的酸性越强吗?为什么?提示:不一定。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,若不是最高价态时,酸性不符合该规律。(2)已知H2S+Cl2====S↓+2HCl,4NH3+3O2====2N2+6H2O,据此能否确定N和O、S和Cl的非金属性强弱?提示:能。H2S+Cl2====S↓+2HCl说明单质的氧化性Cl2>S;4NH3+3O2====2N2+6H2O说明单质的氧化性O2>N2,故非金属性Cl>S,O>N。(3)设计一个简单易行的实验说明锌的金属性比铜强。提示:向CuSO4溶液中插入锌片,锌能置换出铜单质,说明金属性:Zn>Cu。【案例示范】【典例】硫、氯及其化合物对环境有着重要的影响,在化工生产和日常生活中的用途也十分广泛,如用作漂白剂、沉淀剂、农药、化肥等。下列不能说明氯的得电子能力比硫强的事实是 (

)①HCl比H2S稳定;②HClO氧化性比H2SO4强;③HClO4酸性比H2SO4强;④Cl2能与H2S反应生成S;⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子;⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS。A.②⑤ B.①② C.①②④ D.①③⑤【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)注意元素得电子能力强弱的判断依据;(2)同周期元素非金属性强弱的判断依据。【解析】选A。气态氢化物稳定性越高,非金属性越强,故①可以说明;只有最高价氧化物对应的水化物酸性越强,则非金属性才越强,故②不能说明,③可以说明;Cl2能置换出H2S中的S,故④可以说明;最外层电子数的多少不能说明非金属性的强弱,故⑤不能说明;⑥中Fe与Cl2、S分别反应生成FeCl3、FeS,说明非金属性Cl>S。综上所述,②⑤不能说明氯的得电子能力比硫强的事实。【迁移·应用】1.(2019·东营高一检测)能证明Al的金属性比Mg弱的实验事实是 (

)A.Al的导电性比Mg强B.Al的原子半径比Mg小C.Al(OH)3能溶于NaOH溶液,而Mg(OH)2则不能D.Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大【解析】选C。元素的金属性是指元素原子的失电子能力。金属的导电性、溶解度与元素的金属性强弱无关;原子半径大小不能作为判断元素金属性强弱的依据。2.某兴趣小组同学做了如下实验:实验中能观察到什么现象?能否通过该实验证明氯的非金属性比硫强呢?提示:试管内有浅黄色沉淀生成;能,由于Cl2置换出了单质硫,说明Cl2的氧化性大于S,即氯的非金属性比硫强。【补偿训练】(2019·烟台高一检测)下列事实能说明Cl比S的非金属性强的是 (

)①HCl比H2S稳定;②Cl2能从Na2S溶液中置换出S;③HClO4酸性比H2SO4

的酸性强;④Cl2与Cu反应时生成CuCl2,而S与Cu反应时只能生成Cu2S;⑤形成简单离子时S比Cl得电子多。A.只有④ B.①②③④C.①②④ D.①②③④⑤【解析】选B。①HCl比H2S稳定,则非金属性Cl>S,①正确;②Cl2能从Na2S溶液中置换出S,说明氯气的氧化性大于S,则非金属性Cl>S,②正确;③HClO4酸性比H2SO4的酸性强,则非金属性Cl>S,③正确;④与Cu反应时Cl2能生成高价铜化合物,S只能生成低价铜化合物,说明氯气的氧化性大于S,则非金属性Cl>S,④正确;⑤得电子多少与非金属性强弱无关,⑤错误;所以①②③④可以说明Cl的非金属性比S强。【课堂回眸】第1章原子结构元素周期律第3节元素周期表的应用第2课时研究同主族元素的性质

一、ⅠA族(除H外)元素性质的递变规律探究1.原子结构特点(1)原子结构(2)对比归纳①相似性:最外层电子数都是__。②递变性:随着核电荷数的增加,电子层数_________,原子半径_________。1逐渐增多逐渐增大2.单质及化合物性质的递变性3.碱金属元素的性质与原子结构之间的关系从Li→Cs,最外层电子数均为1,但随核电荷数的增加,电子层数逐渐_____→原子半径逐渐_____→原子核对最外层电子(1个)的引力逐渐_____→元素原子的失电子能力逐渐_____→元素的金属性逐渐_____。增多增大减弱增强增强【情境·思考】某兴趣小组在实验室中完成了如图所示的实验:(1)请叙述上述实验现象的异同点。提示:相同点有:金属浮在水面上,熔成闪亮的小球,小球四处游动,发出“嘶嘶”的响声;反应后的溶液呈红色。不同点有:钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。(2)你从上述实验能得出什么样的结论?提示:通过上述实验可以得出与水反应剧烈程度:K>Na;金属的活泼性:K>Na。

二、卤族元素性质的递变规律探究1.卤族元素原子结构和性质的相似性元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)最外层电子数都为__最高正价无___价最低负价都为___价自然界中存在形态全部以_______形式存在7+7-1化合态元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)最高价含氧酸无______________气态氢化物______________HClO4HBrO4HIO4HFHClHBrHI2.卤族元素性质的递变性(1)卤族元素单质的物理性质及递变性。单质物理性质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色_____色_______色_____色状态气体气体液体固体密度逐渐_____熔、沸点逐渐_____黄绿深红棕紫黑增大升高(2)卤素单质的结构及化学性质递变性。3.卤族元素的性质与原子结构之间的关系从F→I,随着核电荷数的增加,电子层数逐渐_____→原子半径逐渐_____→原子核对最外层电子的引力逐渐_____→元素原子的得电子能力逐渐_____→元素的非金属性逐渐_____。增多增大减弱减弱减弱【巧判断】(1)同主族元素自上至下,碱金属和卤族元素单质的熔、沸点都逐渐增大。 (

)提示:×。同主族元素自上至下,碱金属单质的熔、沸点逐渐降低,卤素单质的熔、沸点逐渐增大。

(2)同主族元素随核电荷数的增加,气态氢化物的稳定性逐渐增强。 (

)提示:×。同主族元素随核电荷数的增加,气态氢化物的稳定性逐渐减弱。三、同主族元素性质的递变规律【微思考】你能说明同主族元素性质相似性和递变性的原因吗?提示:同主族元素原子的最外层电子数相同,所以同主族元素性质具有相似性。同主族元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径增大,所以元素原子失电子能力增强,得电子能力减弱,元素的金属性增强,非金属性减弱。知识点一碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性【重点释疑】1.相似性(R表示碱金属元素)2.递变性随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。(1)(2)碱金属的化学性质及比较【思考·讨论】(1)K比Na活泼,K可以从钠盐溶液中置换出Na吗?为什么?提示:不能。钾与水反应生成KOH和氢气。

(2)碱金属的阳离子没有还原性,所以有强氧化性,这句话对吗?为什么?提示:不对。碱金属的阳离子很稳定,不具有强氧化性。【案例示范】【典例】下列对碱金属性质的叙述中,正确的是(

)A.碱金属元素的单质具有强还原性,可置换出硫酸铜溶液中的铜单质B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C.碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气D.碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而升高【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)明确碱金属的物理和化学性质;(2)明确碱金属性质上的差异性。【解析】选C。A项,碱金属元素的单质具有强还原性,但活泼的金属易与H2O反应,故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属,错误;B项,锂在空气中燃烧生成的是氧化锂,而不是过氧化锂,错误;D项,碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低,错误;C项,碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气,只是反应越来越剧烈,正确。【误区警示】碱金属元素性质的差异性同主族元素的性质,不但要记住其相似性和递变性,还要注意违背一般规律的特殊性质。(1)碱金属单质的密度逐渐增大,但K单质的密度小于Na;Na、K都可以保存在煤油中,但Li不能保存在煤油中,而应保存在石蜡中。(2)碱金属元素只有Li与O2反应生成Li2O一种产物,其他与O2反应的产物至少有两种。(3)碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的碱。

【迁移·应用】关于碱金属元素的说法中正确的是 (

)A.ⅠA族元素都是碱金属元素B.Rb与K分别与酸反应,K更剧烈C.金属钾具有强还原性,K+具有强氧化性D.Fr常温下与水反应会发生爆炸

【解析】选D。ⅠA族元素还有氢元素,A错;Rb的金属性强于K,与酸反应,Rb更剧烈,B错;由于钾原子的最外层只有1个电子,钾单质具有较强的还原性,但是其失去电子后形成的K+最外层已经达到8电子的稳定结构,其氧化性非常弱,C错;Fr是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质,与水反应会发生爆炸,D正确。【补偿训练】1.(2019·云南高一检测)下列有关碱金属的说法不正确的是 (

)A.均为ⅠA族元素,最外层均有1个电子B.单质的还原性:Li>Na>K>Rb>CsC.碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOHD.由Li到Cs,核电荷数依次增加,电子层数、原子半径依次增大【解析】选B。碱金属元素位于周期表第ⅠA族,主族序数等于原子最外层电子数,最外层电子数为1,故A正确;同主族电子层数依次增加,失电子能力越来越强,还原性增强,单质的还原性:Li<Na<K<Rb<Cs,故B错误;金属性越强形成的碱的碱性越强,LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,故C正确;同一主族,从上到下,核电荷数依次增加,电子层数、原子半径依次增大,故D正确。2.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是(

)A.K与H2O反应最剧烈B.Rb比Na活泼,故Rb可以从钠盐溶液中置换出NaC.碱金属的阳离子没有还原性,所以有强氧化性D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子,且失电子能力逐渐增强【解析】选D。A项,Cs与水反应最剧烈;B项,Rb先与水反应,不会置换出Na;C项,碱金属阳离子很稳定,不具有强氧化性。3.(2019·四方区高一检测)如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是 (

)A.还原性B.与水反应的剧烈程度C.熔点D.原子半径【解析】选C。由图可知,随着核电荷数的增大,碱金属的性质呈递增趋势,而碱金属单质的熔点随核电荷数的增大而降低。【素养提升】

社会生产、科学研究和国防建设等部门,对时间的要求特别高。它们要求时间要精准到千分之一秒,甚至百万分之一秒。为了适应这些高精度的要求,人们制造出了一系列精密的计时器具,铯钟就是其中的一种。铯钟又叫“铯原子钟”。铯属于第6周期的碱金属元素,推测金属铯与水反应的现象,写反应的方程式并判断CsOH的碱性强弱。提示:碱金属元素随电子层数的增加,金属性逐渐增强。金属铯与水能剧烈反应,甚至发生剧烈的爆炸,反应的方程式为2Cs+2H2O====2CsOH+H2↑,CsOH属于强碱。知识点二卤素单质的相似性和递变性【重点释疑】1.相似性2.递变性具体情况如下:物质性质单质从F2→I2与H2反应越来越难氢化物稳定性:HF>HCl>HBr>HI还原性:HF<HCl<HBr<HI酸性:HF<HCl<HBr<HI(HF为弱酸)最高价氧化物对应水化物酸性:HClO4>HBrO4>HIO4(氟没有含氧酸)3.特殊性(1)F2能与水反应,反应方程式为2F2+2H2O====4HF+O2。因此,F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。(2)通常情况下,氟没有正价,所以氟没有含氧酸。(3)溶解性:通常情况下,除F2外,卤素单质在水中的溶解度都不大,但是均易溶于有机溶剂。(4)卤素单质都有毒,液溴易挥发,保存时常用水密封。

【知识拓展】1.卤素的特性(1)氟元素无正价,无含氧酸。F-的还原性极弱。(2)X2+H2O====HX+HXO而2F2+2H2O====4HF+O2(3)在常温下,Br2是唯一一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。(5)氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。

2.溴和碘在有机溶剂中的颜色溴和碘在有机溶剂中浓度不同,颜色不同。碘在水中一般为黄色到褐色,在有机溶剂中一般为紫色到紫红色;溴在水中一般为黄色到棕色,在有机溶剂中一般为橙色到橙红色。在一定条件下,溶液颜色可以作为判断是否有相应物质生成的依据。【思考·讨论】(1)已知还原性I->Br->Cl->F-,试从原子结构的角度分析其原因是什么?提示:还原性即微粒失去电子的能力。按I-→Br-→Cl-→F-的顺序,离子的半径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大,失去电子的能力逐渐减弱,故还原性逐渐减弱。(2)相对分子质量小的卤素单质一定可将相对分子质量大的卤素从它的卤化物溶液里置换出来吗?提示:不一定,将F2通入NaCl溶液中不能置换出Cl2,而发生反应2F2+2H2O====4HF+O2。【案例示范】【典例】(2019·镇江高一检测)1940年,意大利化学家西格雷发现了第85号元素,它被命名为“砹(At)”。在希腊文里,砹的意思是“不稳定”。西格雷后来迁居到了美国,和美国科学家科里森、麦肯齐在加利福尼亚大学用“原子大炮”——回旋加速器加速氦原子核,轰击金属铋209,由此制得了第85号元素——“亚碘”,即是砹。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,推测砹和砹的化合物正确的是 (

)A.与H2化合的能力:At2>I2B.砹在常温下是白色固体C.砹原子的最外层上有7个电子D.砹易溶于水,难溶于四氯化碳【解题指南】解答本题重点注意以下两个方面:(1)卤素单质性质的相似性。(2)卤素单质与氢气等化合能力的递变性。【解析】选C。A(×)从F到At,元素的非金属减弱,与H2化合的能力逐渐减弱B(×)从F到At,单质的颜色逐渐加深。I2是紫黑色固体,故砹在常温下不可能是白色固体C(√)卤素原子的最外层上都有7个电子D(×)由I2微溶于水,易溶于四氯化碳,可推知砹不可能易溶于水,难溶于四氯化碳【迁移·应用】1.(2019·临沂高一检测)下列说法中,不符合ⅦA族元素性质特征的是 (

)A.从上到下元素的非金属性增强B.易形成-1价离子C.从上到下,最高价氧化物的水化物酸性减弱(F除外)D.从上到下,氢化物的还原性依次增强【解析】选A。同主族元素,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,选项A符合题意;第ⅦA族元素原子最外层有7个电子,易得1个电子形成-1价离子,选项B不符合题意;从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,所以最高价氧化物的水化物酸性逐渐减弱,选项C不符合题意;同主族元素,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,所以氢化物的还原性依次增强,选项D不符合题意。2.元素周期表中卤族元素的单质、化合物的性质从上到下呈现一定的递变性,下列叙述正确的是(

)①单质的氧化性增强②单质的颜色加深③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高⑤阴离子的还原性增强A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.④⑤【解析】选C。①～⑤的分析如下:物理性质单质的颜色加深②正确单质的沸点升高④正确化学性质单质的氧化性减弱①错误阴离子的还原性增强⑤正确气态氢化物的稳定性减弱③错误【补偿训练】1.下列各组物质性质的比较中,正确的是 (

)A.还原性:HF>HCl>HBr>HIB.稳定性:HF<HCl<HBr<HIC.与水反应由易到难:Cl2>Br2>I2>F2D.密度:F2<Cl2<Br2<I2【解析】选D。A项应为HI>HBr>HCl>HF;B项应为HF>HCl>HBr>HI;C项应为F2>Cl2>Br2>I2。2.下列关于卤素(用X表示)及其化合物的性质的叙述,正确的是 (

)A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2O====HX+HXOB.HX易溶于水,其水溶液都是强酸C.其单质都有颜色,都有毒D.最高价含氧酸的通式为HXO4【解析】选C。本题考查卤素及有关化合物的基本性质,解答本题,除掌握一般规律外,还要注意F2及氟的化合物的特殊性:①F2与水反应置换H2O中的氧生成O2,不像其他卤素单质;②F是最强的非金属,在化合物中不表现正价,HF的溶液表现弱酸性。【素养提升】2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。(1)请确定铟在元素周期表中的位置?提示:In为49号元素,根据元素周期表中元素的排布规律,In是第五周期第ⅢA族元素。(2)In的中子数与电子数的差值为多少。提示:In的中子数为115-49=66,电子数为49,中子数与电子数的差值为66-49=17。(3)根据铟在元素周期表中的位置,判断下列对In元素性质的推测是否正确。可能的性质正误判断能与酸反应产生氢气___能与碱反应产生氢气___氧化物既能与酸反应又能与碱反应___原子半径:In>Al___√××√(4)若铟与铷(37Rb)同周期,试比较In(OH)3与RbOH碱性的强弱。提示:In是第五周期第ⅢA族元素,Rb为第五周期第ⅠA族元素,金属性In<Rb,依据元素周期律,碱性:In(OH)3<RbOH。知识点三同主族元素性质的相似性和递变规律【重点释疑】

同主族元素原子结构与性质的递变规律内容同主族(自上而下)原子结构电子层数增多最外层电子数相同原子半径逐渐增大内容同主族(自上而下)元素性质原子得电子能力减弱原子失电子能力增强元素的金属性增强元素的非金属性减弱元素的主要化合价最高正价数=主族序数(F无正价,O无最高正价)内容同主族(自上而下)单质和化合物单质还原性与氧化性还原性增强,氧化性减弱非金属元素气态氢化物的形成及稳定性形成由易到难,稳定性由强到弱内容同主族(自上而下)单质和化合物最高价氧化物对应的水化物酸碱性酸性减弱碱性增强非金属气态氢化物的还原性增强

离子氧化还原能力阳离子氧化性减弱阴离子还原性增强【思考·讨论】(1)Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2