《元素周期表的應用》原子結構元素周期律PPT(第2課時)
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、ⅠA族(除H外)元素性質的遞變規律探究
1.原子結構特點
(1)原子結構
(2)對比歸納
①相似性:最外層電子數都是__。
②遞變性:隨著核電荷數的增加,電子層數_________,原子半徑_________。
2.單質及化合物性質的遞變性
3.堿金屬元素的性質與原子結構之間的關系
從Li→Cs,最外層電子數均為1,但隨核電荷數的增加,電子層數逐漸_____→原子半徑逐漸_____→原子核對最外層電子(1個)的引力逐漸_____→元素原子的失電子能力逐漸_____→元素的金屬性逐漸_____。
【情境·思考】
某興趣小組在實驗室中完成了如圖所示的實驗:
(1)請敘述上述實驗現象的異同點。
提示:相同點有:金屬浮在水面上,熔成閃亮的小球,小球四處游動,發出“嘶嘶”的響聲;反應后的溶液呈紅色。不同點有:鉀與水的反應有輕微爆炸聲并著火燃燒。
(2)你從上述實驗能得出什么樣的結論?
提示:通過上述實驗可以得出與水反應劇烈程度:K>Na;金屬的活潑性:K>Na。
二、鹵族元素性質的遞變規律探究
1.鹵族元素原子結構和性質的相似性
2.鹵族元素性質的遞變性
(1)鹵族元素單質的物理性質及遞變性。
(2)鹵素單質的結構及化學性質遞變性。
3.鹵族元素的性質與原子結構之間的關系
從F→I,隨著核電荷數的增加,電子層數逐漸_____→原子半徑逐漸_____→原子核對最外層電子的引力逐漸_____→元素原子的得電子能力逐漸_____→元素的非金屬性逐漸_____。
【巧判斷】
(1)同主族元素自上至下,堿金屬和鹵族元素單質的熔、沸點都逐漸增大。( )
提示:×。同主族元素自上至下,堿金屬單質的熔、沸點逐漸降低,鹵素單質的熔、沸點逐漸增大。
(2)同主族元素隨核電荷數的增加,氣態氫化物的穩定性逐漸增強。( )
提示:×。同主族元素隨核電荷數的增加,氣態氫化物的穩定性逐漸減弱。
三、同主族元素性質的遞變規律
【微思考】
你能說明同主族元素性質相似性和遞變性的原因嗎?
提示:同主族元素原子的最外層電子數相同,所以同主族元素性質具有相似性。同主族元素原子的電子層數逐漸增多,原子半徑增大,所以元素原子失電子能力增強,得電子能力減弱,元素的金屬性增強,非金屬性減弱。
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元素周期表的應用PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點一 堿金屬元素單質化學性質的相似性和遞變性
【重點釋疑】
1.相似性(R表示堿金屬元素)
2.遞變性
隨著原子序數的遞增,原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的引力逐漸減小,堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強,金屬性逐漸增強。
【思考·討論】
(1)K比Na活潑,K可以從鈉鹽溶液中置換出Na嗎?為什么?
提示:不能。鉀與水反應生成KOH和氫氣。
(2)堿金屬的陽離子沒有還原性,所以有強氧化性,這句話對嗎?為什么?
提示:不對。堿金屬的陽離子很穩定,不具有強氧化性。
【案例示范】
【典例】下列對堿金屬性質的敘述中,正確的是( )
A.堿金屬元素的單質具有強還原性,可置換出硫酸銅溶
液中的銅單質
B.堿金屬單質在空氣中燃燒生成的都是過氧化物
C.堿金屬單質都能與水反應生成堿和氫氣
D.堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的遞增而升高
【解題指南】解答本題需注意以下兩點:
(1)明確堿金屬的物理和化學性質;
(2)明確堿金屬性質上的差異性。
【解析】選C。A項,堿金屬元素的單質具有強還原性,但活潑的金屬易與H2O反應,故不能從鹽溶液中置換出不活潑的金屬,錯誤;B項,鋰在空氣中燃燒生成的是氧化鋰,而不是過氧化鋰,錯誤;D項,堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的遞增而降低,錯誤;C項,堿金屬都能與水反應生成對應的堿和氫氣,只是反應越來越劇烈,正確。
【遷移·應用】
關于堿金屬元素的說法中正確的是( )
A.ⅠA族元素都是堿金屬元素
B.Rb與K分別與酸反應,K更劇烈
C.金屬鉀具有強還原性,K+具有強氧化性
D.Fr常溫下與水反應會發生爆炸
【解析】選D。ⅠA族元素還有氫元素,A錯;Rb的金屬性強于K,與酸反應,Rb更劇烈,B錯;由于鉀原子的最外層只有1個電子,鉀單質具有較強的還原性,但是其失去電子后形成的K+最外層已經達到8電子的穩定結構,其氧化性非常弱,C錯;Fr是還原性比Li、Na、K、Rb都強的金屬單質,與水反應會發生爆炸,D正確。
【補償訓練】
1.(2019·云南高一檢測)下列有關堿金屬的說法不正確的是( )
A.均為ⅠA族元素,最外層均有1個電子
B.單質的還原性:Li>Na>K>Rb>Cs
C.堿性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
D.由Li到Cs,核電荷數依次增加,電子層數、原子半徑依次增大
【解析】選B。堿金屬元素位于周期表第ⅠA族,主族序數等于原子最外層電子數,最外層電子數為1,故A正確;同主族電子層數依次增加,失電子能力越來越強,還原性增強,單質的還原性:Li<Na<K<Rb<Cs,故B錯誤;金屬性越強形成的堿的堿性越強,LiOH<NaOH<KOH<RbOH <CsOH,故C正確;同一主族,從上到下,核電荷數依次增加,電子層數、原子半徑依次增大,故D正確。
2.下列有關堿金屬元素的性質判斷正確的是( )
A.K與H2O反應最劇烈
B.Rb比Na活潑,故Rb可以從鈉鹽溶液中置換出Na
C.堿金屬的陽離子沒有還原性,所以有強氧化性
D.從Li到Cs都易失去最外層1個電子,且失電子能力逐漸增強
3.(2019·四方區高一檢測)如圖表示堿金屬的某些性質與核電荷數的變化關系,則下列各性質中不符合圖示關系的是( )
A.還原性 B.與水反應的劇烈程度
C.熔點 D.原子半徑
【解析】選C。由圖可知,隨著核電荷數的增大,堿金屬的性質呈遞增趨勢,而堿金屬單質的熔點隨核電荷數的增大而降低。
【素養提升】
社會生產、科學研究和國防建設等部門,對時間的要求特別高。它們要求時間要精準到千分之一秒,甚至百萬分之一秒。為了適應這些高精度的要求,人們制造出了一系列精密的計時器具,銫鐘就是其中的一種。銫鐘又叫“銫原子鐘”。
知識點二 鹵素單質的相似性和遞變性
【重點釋疑】
1.相似性
2.遞變性
3.特殊性
(1)F2能與水反應,反應方程式為2F2+2H2O====4HF+O2。因此,F2不能從溶液中置換出其他鹵素單質。
(2)通常情況下,氟沒有正價,所以氟沒有含氧酸。
(3)溶解性:通常情況下,除F2外,鹵素單質在水中的溶解度都不大,但是均易溶于有機溶劑。
(4)鹵素單質都有毒,液溴易揮發,保存時常用水密封。
【知識拓展】
1.鹵素的特性
(1)氟元素無正價,無含氧酸。F-的還原性極弱。
(2)X2+H2O====HX+HXO而2F2+2H2O====4HF+O2
(3)在常溫下,Br2是唯一一種液態非金屬單質。
(4)碘為紫黑色固體,易升華,淀粉遇I2變藍色。
(5)氫氟酸為弱酸,而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強酸。
2.溴和碘在有機溶劑中的顏色
溴和碘在有機溶劑中濃度不同,顏色不同。碘在水中一般為黃色到褐色,在有機溶劑中一般為紫色到紫紅色;溴在水中一般為黃色到棕色,在有機溶劑中一般為橙色到橙紅色。在一定條件下,溶液顏色可以作為判斷是否有相應物質生成的依據。
【思考·討論】
(1)已知還原性I->Br->Cl->F-,試從原子結構的角度分析其原因是什么?
提示:還原性即微粒失去電子的能力。按I-→Br-→Cl-→F-的順序,離子的半徑逐漸減小,原子核對最外層電子的吸引力逐漸增大,失去電子的能力逐漸減弱,故還原性逐漸減弱。
(2)相對分子質量小的鹵素單質一定可將相對分子質量大的鹵素從它的鹵化物溶液里置換出來嗎?
提示:不一定,將F2通入NaCl溶液中不能置換出Cl2,而發生反應2F2+2H2O====4HF+O2。
【遷移·應用】
1.(2019·臨沂高一檢測)下列說法中,不符合ⅦA族元素性質特征的是( )
A.從上到下元素的非金屬性增強
B.易形成-1價離子
C.從上到下,最高價氧化物的水化物酸性減弱(F除外)
D.從上到下,氫化物的還原性依次增強
【解析】選A。同主族元素,從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,選項A符合題意;第ⅦA族元素原子最外層有7個電子,易得1個電子形成-1價離子,選項B不符合題意;從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,所以最高價氧化物的水化物酸性逐漸減弱,選項C不符合題意;同主族元素,從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,所以氫化物的還原性依次增強,選項D不符合題意。
2.元素周期表中鹵族元素的單質、化合物的性質從上到下呈現一定的遞變性,下列敘述正確的是( )
①單質的氧化性增強?、趩钨|的顏色加深
③氣態氫化物的穩定性增強④單質的沸點升高
⑤陰離子的還原性增強
A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.④⑤
知識點三 同主族元素性質的相似性和遞變規律
【重點釋疑】
同主族元素原子結構與性質的遞變規律
【思考·討論】
(1)Li、Na、K在空氣中燃燒分別生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化鉀)說明什么問題?
提示:說明Li、Na、K活動性依次增強。
(2)Na、K為什么保存在煤油中?
提示:鈉、鉀保存在煤油中,以避免與空氣中的O2、H2O反應。
(3)利用原子結構如何解釋F、Cl、Br、I得失電子能力的變化?
提示:F、Cl、Br、I最外層都有7個電子,都易得一個電子達到穩定結構,但原子半徑依次增大,得電子能力逐漸減弱。
【案例示范】
【典例】(2019·濰坊高一檢測)X、Y兩種元素,原子序數均小于20;X、Y原子的最外層電子數相等,且原子半徑X<Y,下列說法正確的是(選項中m、n均為正整數) ( )
A.若X(OH)n為強堿,則Y(OH)n也一定為強堿
B.若HnXOm為強酸,則X的氫化物溶于水一定顯酸性
C.若X元素形成的單質是X2,則Y元素形成的單質一定是Y2
D.若Y的最高正價為+m,則X的最高正價一定為+m
【解題指南】解答本題時應注意以下幾點:
(1)同主族元素性質的遞變規律;
(2)熟悉各主族常見元素的性質,尤其第2、3周期的;
(3)注意一些元素的特殊性。
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