《元素周期表的应用》原子结构元素周期律PPT(第2课时)
第一部分内容：必备知识·素养奠基
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_________。
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_____。
【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
2.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。
(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_____。
【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。
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元素周期表的应用PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
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。
【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。
【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>Cs
C.碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
D.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Na
C.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
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”。
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
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。
【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
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
【思考·讨论】
(1)Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)说明什么问题?
提示:说明Li、Na、K活动性依次增强。
(2)Na、K为什么保存在煤油中?
提示:钠、钾保存在煤油中,以避免与空气中的O2、H2O反应。
(3)利用原子结构如何解释F、Cl、Br、I得失电子能力的变化?
提示:F、Cl、Br、I最外层都有7个电子,都易得一个电子达到稳定结构,但原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱。
【案例示范】
【典例】(2019·潍坊高一检测)X、Y两种元素,原子序数均小于20;X、Y原子的最外层电子数相等,且原子半径X<Y,下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数) ( )
A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱
B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性
C.若X元素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2
D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m
【解题指南】解答本题时应注意以下几点:
(1)同主族元素性质的递变规律;
(2)熟悉各主族常见元素的性质,尤其第2、3周期的;
(3)注意一些元素的特殊性。
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