《元素周期表的應(yīng)用》原子結(jié)構(gòu)元素周期律PPT(第2課時)
第一部分內(nèi)容：必備知識·素養(yǎng)奠基
一、ⅠA族(除H外)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律探究
1.原子結(jié)構(gòu)特點
(1)原子結(jié)構(gòu)
(2)對比歸納
①相似性:最外層電子數(shù)都是__。
②遞變性:隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)_________,原子半徑_________。
2.單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變性
3.堿金屬元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系
從Li→Cs,最外層電子數(shù)均為1,但隨核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)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(xiàn)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(fā)出“嘶嘶”的響聲;反應(yīng)后的溶液呈紅色。不同點有:鉀與水的反應(yīng)有輕微爆炸聲并著火燃燒。
(2)你從上述實驗?zāi)艿贸鍪裁礃拥慕Y(jié)論?
提示:通過上述實驗可以得出與水反應(yīng)劇烈程度:K>Na;金屬的活潑性:K>Na。
二、鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律探究
1.鹵族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性
2.鹵族元素性質(zhì)的遞變性
(1)鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)及遞變性。
(2)鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及化學性質(zhì)遞變性。
3.鹵族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系
從F→I,隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)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(zhì)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(zhì)的熔、沸點逐漸降低,鹵素單質(zhì)的熔、沸點逐漸增大。
(2)同主族元素隨核電荷數(shù)的增加,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強。( )
提示:×。同主族元素隨核電荷數(shù)的增加,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。
三、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
【微思考】
你能說明同主族元素性質(zhì)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(shù)相同,所以同主族元素性質(zhì)具有相似性。同主族元素原子的電子層數(shù)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(yīng)用PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
知識點一 堿金屬元素單質(zhì)化學性質(zhì)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(shù)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(yīng)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(wěn)定,不具有強氧化性。
【案例示范】
【典例】下列對堿金屬性質(zhì)的敘述中,正確的是( )
A.堿金屬元素的單質(zhì)具有強還原性,可置換出硫酸銅溶
液中的銅單質(zhì)
B.堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物
C.堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿和氫氣
D.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點隨著原子序數(shù)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(zhì);
(2)明確堿金屬性質(zhì)上的差異性。
【解析】選C。A項,堿金屬元素的單質(zhì)具有強還原性,但活潑的金屬易與H2O反應(yīng),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(zhì)的熔、沸點隨著原子序數(shù)的遞增而降低,錯誤;C項,堿金屬都能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的堿和氫氣,只是反應(yīng)越來越劇烈,正確。
【遷移·應(yīng)用】
關(guān)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(yīng),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(yīng)會發(fā)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(yīng),Rb更劇烈,B錯;由于鉀原子的最外層只有1個電子,鉀單質(zhì)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(jīng)達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),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(zhì),與水反應(yīng)會發(fā)生爆炸,D正確。
【補償訓練】
1.(2019·云南高一檢測)下列有關(guān)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(zhì)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(shù)依次增加,電子層數(shù)、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(shù)等于原子最外層電子數(shù),最外層電子數(shù)為1,故A正確;同主族電子層數(shù)依次增加,失電子能力越來越強,還原性增強,單質(zhì)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(shù)依次增加,電子層數(shù)、原子半徑依次增大,故D正確。
2.下列有關(guān)堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是( )
A.K與H2O反應(yīng)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(qū)高一檢測)如圖表示堿金屬的某些性質(zhì)與核電荷數(shù)的變化關(guān)系,則下列各性質(zhì)中不符合圖示關(guān)系的是( )
A.還原性 B.與水反應(yīng)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(shù)的增大,堿金屬的性質(zhì)呈遞增趨勢,而堿金屬單質(zhì)的熔點隨核電荷數(shù)的增大而降低。
【素養(yǎng)提升】
社會生產(chǎn)、科學研究和國防建設(shè)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(yīng)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(zhì)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(yīng),反應(yīng)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(zhì)。
(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(zhì)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(zhì)都有毒,液溴易揮發(fā),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(tài)非金屬單質(zhì)。
(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(yīng)物質(zhì)生成的依據(jù)。
【思考·討論】
(1)已知還原性I->Br->Cl->F-,試從原子結(jié)構(gòu)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(zhì)量小的鹵素單質(zhì)一定可將相對分子質(zhì)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(fā)生反應(yīng)2F2+2H2O====4HF+O2。
【遷移·應(yīng)用】
1.(2019·臨沂高一檢測)下列說法中,不符合ⅦA族元素性質(zhì)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(zhì)、化合物的性質(zhì)從上到下呈現(xiàn)一定的遞變性,下列敘述正確的是( )
①單質(zhì)的氧化性增強�、趩钨|(zhì)的顏色加深
③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強④單質(zhì)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(zhì)的相似性和遞變規(guī)律
【重點釋疑】
同主族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的遞變規(guī)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(yīng)。
(3)利用原子結(jié)構(gòu)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(wěn)定結(jié)構(gòu),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(shù)均小于20;X、Y原子的最外層電子數(shù)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(shù)) ( )
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(zhì)是X2,則Y元素形成的單質(zhì)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(yīng)注意以下幾點:
(1)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律;
(2)熟悉各主族常見元素的性質(zhì),尤其第2、3周期的;
(3)注意一些元素的特殊性。
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