1、第2课时 预测同主族元素的性质目标导航 1.以A族和A族元素为例，掌握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解释这些递变规律。2.能够利用同主族元素性质的特点来预测未知元素的性质。3.了解元素周期表中各区域元素的应用。一、预测同主族元素的性质1A族元素(卤族元素)原子结构与性质的相似性和递变性(1)相似性元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子最外层电子数都为_最高正价无为_价最低负价都为_价77 1 元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)自然界中存在形态全部以_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_最高价含氧酸化学式无_ _具
2、有很强的酸性酸性气态氢化物的化学式HFHClHBrHI化合氧化剂HClO4 HBrO4 HIO4(2)递变性元素FClBrI电子层数逐渐_原子半径逐渐_得电子能力逐渐_失电子能力逐渐_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，可逆增多增大减弱增强元素FClBrI氢化物的稳定性逐渐_最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐_单质的氧化性逐渐_离子的还原性逐渐_减弱减弱减弱增强2.碱金属元素原子结构与性质的相似性和递变性(1)相似性元素(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_最高正价为_价自然界中存在形态全部以_态形式存在单质性质
3、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_ _碱性具有很强的碱性11 化合LiOH NaOH KOH RbOH CsOH (2)递变性元素LiNaKRbCs电子层数逐渐_原子半径逐渐_失电子能力逐渐_单质活泼性逐渐_单质与O2和H2O反应剧烈程度逐渐_阳离子氧化性逐渐_最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐_增多增大增强增强增大减弱增强3.理论解释(1)同主族元素性质的相似性同主族元素原子的最外层电子数_，所以同主族元素性质具有相似性。(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_，原子半径逐渐_，原子得电子的能力(元素的非金属性)逐渐_，失电子的能力(元素的金属性
4、)逐渐_。相同增多增大减弱增强【议一议】1根据元素周期表推断第16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A族元素全部是碱金属元素吗？答案 A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似性和递变性的原因吗？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。二、元素周期表在科研及生产中的应用1科学预
5、测物质的性质根据元素在元素周期表中的位置，推测元素的原子结构，从而可以预测其主要性质。2寻找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寻找制备_材料的元素。(2)在过渡金属元素中寻找制备_的材料，并通过加入少量稀土元素改善催化剂的性能。半导体催化剂(3)在B到B族的过渡金属元素中寻找_、_的材料，用以制造火箭、导弹、宇宙飞船等。(4)利用元素周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等。(5)研究元素周期表_的元素，合成新农药。耐高温耐腐蚀右上角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_；相对原子质量大的元素，地壳中含量_。(2)原子序数是偶数的元素，地壳中含量_；原
6、子序数是奇数的元素，地壳中含量_。(3)_一般是强烈的亲石元素，主要富集在岩石圈。(4)地球表面的元素多数呈现_态，地层深处的元素多数处于_态。多少多少碱金属高价低价【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剧烈反应？(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，钡能与冷水剧烈反应。(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，钾容易和水反应。3镓(Ga)与铝同族，请写出镓的氯化物和氨
7、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，根 据Al(OH)3难溶于水，可预测Ga(OH)3也难溶于水，所以反应的 化 学 方 程 式 写 为 GaCl3 3NH3H2O=Ga(OH)3 3NH4Cl。一、同主族元素原子结构与性质的相似性与递变性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内容同主族自上而下元素性质单质还原性与氧化性还原性增强，氧化性
8、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)非金属元素气态氢化物的形成及稳定性形成由易到难，稳定性由强到弱最高价氧化物对应的水化物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【例1】X、Y为同主族元素，Y的原子半径大于X，下列说法正确的是(m、n均为正整数)()A若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性B若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱C若HnY的水溶液为酸性，则HnX的酸性比HnY的酸性更强D若Y的最高正价为7，则X的最高正价一定为7解析 若该酸为硝酸，则氨气溶于水溶液显碱性，A错误；若X(OH)n为
9、强碱，X、Y为同主族金属元素，Y的原子半径大于X，金属性YX，则Y(OH)n也一定为强碱，B正确；若X为O元素、Y为S元素，H2S的水溶液为酸性，但H2O为中性，即HnX的酸性比HnY的酸性弱，C错误；若Y的最高正价为7，则X、Y为A族的同主族元素，若X为F元素，则F没有正化合价，D错误。答案 B【方法思路】利用“族同、式同、性相似”推断物质化学式和性质：同一主族元素的单质或化合物的组成、结构和性质具有相似性和递变性，根据这一规律可预测未学物质的组成和性质。变式训练1 砹是现知原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是()A.与H2化合能力：At2I2 B.
10、砹在常温下为白色固体 C.砹原子的最外电子层上有7个电子 D.砹能从NaCl溶液中置换出氯单质 答案 C 解析 从F到At，元素的非金属性逐渐减弱，单质与H2化合能力逐渐减弱，A项不正确；由F2到I2，单质的颜色依次加深，I2是紫黑色固体，则砹为黑色固体，B项不正确；卤族元素的原子，最外层上都有7个电子，C项正确；因氧化性：Cl2At2，所以At2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，D项不正确。二、元素周期表中“位”、“构”、“性”1“位”、“构”、“性”的关系2元素“位”、“构”、“性”的相互推断(1)元素推断的常用思路(2)“位”、“构”、“性”相互推断的突破口利用元素原子或离子核外电子排布
11、特征推断。利用元素及其化合物的”特征性质”推断a原子核内无中子的元素、阳离子核外无电子的元素、原子半径最小的元素、常温下单质气体密度最小的元素是H。b形成化合物种类最多的元素、其单质是天然物质中硬度最大的元素、其气态氢化物中氢元素的质量分数最高的元素是C。c空气中含量最多、与氧元素可以形成两种以上气态化合物、气态氢化物的水溶液呈碱性、其气态氢化物可以和其最高价氧化物对应的水化物反应(即化合反应)生成盐(或离子化合物)的元素是N。d其气态氢化物和其气态氧化物反应生成其单质和水的短周期元素可能是N或S；其气态氢化物与其最高价含氧酸能发生氧化还原反应的元素是S。e地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高
12、的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元素是O。f地壳中含量最多的金属元素、短周期中同周期的三种元素最高价氧化物对应水化物两两皆反应，则必定含有Al。g最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl。h只有负价不存在正价的元素、不存在含氧酸的非金属元素、单质的氧化性最强(或阴离子还原性最弱)的元素、单质在暗处能与氢气剧烈化合的元素、气态氢化物最稳定的元素、其气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃的元素、非金属性最强的元素是F。i其最高价氧化物或其最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素是Be、Al。j其单质常温下为液态的非金属元素为Br；常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。利用元
13、素化合价特征推断a最高正化合价不等于族序数的短周期元素：O、F。F没有正化合价，O的化合价无6价。b短周期中，最高正化合价与最低负化合价代数和为0的元素是H、C、Si；最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4或最高正化合价是最低负化合价绝对值3倍的短周期元素是S。c金属元素只有正化合价，非金属元素(除F和O族元素外)都有正化合价和负化合价。除个别元素(如N元素)，原子序数为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价，原子序数为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价。X Y W Z【例2】X、Y、W、Z为四种短周期主族元素，在周期表中的位置如图所示，W原子的最外层电子数与电子层数相同，下列说法正确的是()A.X
14、只能形成一种氢化物 B.W、X、Y的原子半径依次增大 C.X的简单氢化物的热稳定性比Y的小 D.W的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 解析 由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y处于第二周期，W、Z处于第三周期，W原子的最外层电子数与电子层数相同，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为S。C与氢元素生成的氢化物为烃类物质，有很多种，A项错误；同周期元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则W、X、Y的原子半径依次减小，B项错误；非金属性：NC，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，C项正确；氢氧化铝与弱碱NH3H2O不反应，D项错误。答案
15、 C【方法规律】位构性相互推断题的解题方法(1)构建恰当的思维模式(2)形成正确的解题方法已知元素原子或离子的核外电子排布。核外电子排布电子层数、最外层电子数元素在周期表中的位置及相互关系单质及化合物的性质及比较关系已知元素单质或化合物的性质(特性)。元素单质或化合物的特性推知 元素名称或符号推知 原子结构推知 在元素周期表中的位置变式训练2 如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是()A原子半径：ZYXB气态氢化物的稳定性：RWCWX3 为酸性氧化物DY 和 Z 两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应答案 A解析 X后面的一种元素没有最高正价，则知X为氧元素。根据短周
16、期元素的主族序数元素的最高正价数(O、F除外)可推断：Y为钠元素，Z为铝元素，W为硫元素，R为氯元素。原子半径：Y(Na)Z(Al)X(O)，A不正确；气态氢化物稳定性R(HCl)W(H2S)，B正确；WX3(SO3)与H2O化合生成H2SO4,SO3是酸性氧化物，C正确；Y(Na)和Z(Al)对应的最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3，它们二者能发生反应：NaOHAl(OH)3=NaAl(OH)4，D正确。【解题反思】(1)本题思路：化合价与原子序数关系图元素最高正价数元素主族序数O、F除外确定 X、Y、Z、W、R 的元素类别元素在周期表中位置逐项解答。(2)根据化合价推断元素主族位置的方法有：最高正化合价最外层电子数主族序数；已知负价(或阴离子符号)，则先根据最高正化合价8最低负价的绝对值求出最高正价，再确定主族位置；利用元素特征价态推断，如最高正化合价不等于族序数的短周期元素有O、F(F 无正化合价)。
