2024高中化学第1章原子结构与元素周期律第3节第2课时预测同主族元素的性质讲义+素养练含解析鲁科版.docVIP

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第2课时预料同主族元素的性质

[目标导航]1.以ⅠA族和ⅦA族元素为例，驾驭同主族元素性质的递变规律，并能运用原子结构的理论初步说明这些递变规律。2.能够利用同主族元素性质的特点来预料未知元素的性质。3.了解元素周期表中各区域元素的应用。

一、预料同主族元素的性质

1.ⅦA族元素(卤族元素)原子结构与性质的相像性和递变性

(1)相像性

元素(名称与符号)

氟(F)

氯(Cl)

溴(Br)

碘(I)

原子最外层电子数

都为7

最高正价

无

为＋7价

最低负价

都为－1价

自然界中存在形态

全部以化合态形式存在

单质性质

都是活泼非金属，在氧化还原反应中常作氧化剂

最高价含氧酸

化学式

无

HClO4

HBrO4

HIO4

酸性

具有很强的酸性

气态氢化物

的化学式

HF

HCl

HBr

HI

(2)递变性

元素

F

Cl

Br

I

电子层数

渐渐增多

原子半径

渐渐增大

得电子实力

渐渐减弱

失电子实力

渐渐增加

单质与H2化合的条件

暗处爆炸

点燃或光照

加热(200℃)

更高温度下，缓慢反应，可逆

氢化物的稳定性

渐渐减弱

最高价氧化物对应水化物的酸性

渐渐减弱

单质的氧化性

渐渐减弱

离子的还原性

渐渐增加

2.碱金属元素原子结构与性质的相像性和递变性

(1)相像性

元素(名称与符号)

锂(Li)

钠(Na)

钾(K)

铷(Rb)

铯(Cs)

原子最外层电子数

都为1

最高正价

为＋1价

自然界中存在形态

全部以化合态形式存在

单质性质

都是活泼金属，都能与氧气、水等物质发生反应

最高价氢氧化物

化学式

LiOH

NaOH

KOH

RbOH

CsOH

碱性

具有很强的碱性

(2)递变性

元素

Li

Na

K

Rb

Cs

电子层数

渐渐增多

原子半径

渐渐增大

失电子实力

渐渐增加

单质活泼性

渐渐增加

单质与O2和H2O反应猛烈程度

渐渐增大

阳离子氧化性

渐渐减弱

最高价氧化物对应水化物的碱性

渐渐增加

3.理论说明

(1)同主族元素性质的相像性

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像性。

(2)同主族元素性质的递变性

同主族元素原子的电子层数依次增多，原子半径渐渐增大，原子得电子的实力(元素的非金属性)渐渐减弱，失电子的实力(元素的金属性)渐渐增加。

【议一议】

1.依据元素周期表推断第1～6周期中最活泼的金属元素和非金属元素分别是什么？在元素周期表中处于什么位置？

答案最活泼的金属元素为铯，在元素周期表的左下角，最活泼的非金属元素为氟，位于元素周期表的右上方。

2.元素周期表中ⅠA族元素全部是碱金属元素吗？

答案ⅠA族元素除H外都是碱金属元素。

3.你能说明同主族元素性质相像性和递变性的缘由吗？

答案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像性。同主族元素原子的电子层数渐渐增多，原子半径增大，所以元素原子失电子实力增加，得电子实力减弱，元素的金属性增加，非金属性减弱。

二、元素周期表在科研及生产中的应用

1.科学预料物质的性质

依据元素在元素周期表中的位置，推想元素的原子结构，从而可以预料其主要性质。

2.找寻可合成特定性质的物质

(1)在金属元素和非金属元素的交界处找寻制备半导体材料的元素。

(2)在过渡金属元素中找寻制备催化剂的材料，并通过加入少量稀土元素改善催化剂的性能。

(3)在ⅣB到ⅥB族的过渡金属元素中找寻耐高温、耐腐蚀的材料，用以制造火箭、导弹、宇宙飞船等。

(4)利用元素周期表找寻合适的超导材料、磁性材料等。

(5)探讨元素周期表右上角的元素，合成新农药。

3.地球上化学元素的分布

(1)相对原子质量小的元素，地壳中含量多；相对原子质量大的元素，地壳中含量少。

(2)原子序数是偶数的元素，地壳中含量多；原子序数是奇数的元素，地壳中含量少。

(3)碱金属一般是猛烈的亲石元素，主要富集在岩石圈。

(4)地球表面的元素多数呈现高价态，地层深处的元素多数处于低价态。

【议一议】

1.请分析下列有关铍、锂、钙、钡的性质。

(1)单质铍和单质钡能否都与冷水发生猛烈反应？

(2)比较单质铍和锂，单质铍和钙分别与相同物质的量浓度的盐酸反应的快慢？

(3)氢氧化铍是强碱吗？

答案(1)铍不与冷水反应，钡能与冷水猛烈反应。

(2)锂比铍、钙比铍与盐酸反应放出氢气快。

(3)氢氧化铍是弱碱。

2.将钾投入到氯化钠或硫酸铜溶液中能否置换出钠或铜？

答案不能。因为钾很活泼，钾简洁和水反应。

3.镓(Ga)与铝同族，请写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式。

答案Ga和Al同主族，其最高化合价也应为＋3价，镓的氯化物为GaCl3，Ga(OH)3的碱性强于Al(OH)3，依据Al(OH)3难溶于水，可预料Ga(OH)3也难溶于水，所以反应的化