1、专题5 微观结构与物质的多样性 第一单元 元素周期律和元素周期表 第2课时 元素周期表 元素周期表的应用 发 展 目 标体 系 构 建 1.能从物质变化的实验事实和有关数据中提取证据。2.能从宏观和微观结合的视角进行分析、比较，得出规律性的结论。3.能依据原子结构特征分析元素性质的递变规律，形成结构决定性质的观念。必 备 知 识 自 主 预 习 一、元素周期表 1元素周期表的出现与演变 2现行元素周期表的编排原则与结构(1)编排原则 (2)元素周期表的结构 (3)常见族的别称 族别名 A 族(除氢外)碱金属元素A 族卤族元素0 族稀有气体元素 3.碱金属的性质(1)物理性质 元素Li、Na、K
2、、Rb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外，其余都呈色，硬度小，延展性好，密度比较_，熔点也比较，导电、导热性强 银白小低(2)碱金属与水反应的现象 碱金属LiNaKRbCs 与水反应的现象 反应较为缓和，锂浮在水面，并以稳定、适中的速度释放出气体反应迅速并放热，钠融化成小球反应迅速，伴有燃烧，轻微爆炸剧烈反应，发生爆炸剧烈反应，发生剧烈爆炸 结论：从上表可知，A 族元素金属性强弱随着原子序数的递增而。增强4卤族元素(1)卤素单质及其化合物在生活中的用途：牙膏中添加氟化钠可降低患蛀牙的概率，具有强氧化性的氯气可用于自来水和泳池杀菌消毒，碘酒在医疗中用于伤口的消毒等。(2)卤素单质之间的置换反应
3、实验操作实验现象填化学方程式 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_色_ 橙红Cl22NaBr=2NaClBr2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_色_紫红Cl22KI=2KClI2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_色_ 结论Cl2Br2I2 氧化性逐渐，相应卤素离子还原性逐渐 Br22KI=2KBrI2紫红减弱增强微点拨：因为 F2 能与 H2O 发生反应(2F22H2O=4HFO2)，所以 F2 不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。5同周期、同主族元素金属性、非金属性的递变规律(1)同一主族元素的原子最外层电子数，随着核电荷数的递增，电子层数逐渐，原子半径逐渐，原子失去电
4、子的能力逐渐，获得电子的能力逐渐，元素的金属性逐渐，非金属性逐渐。相同增加增大增强减弱增强减弱(2)同一周期元素(稀有气体元素除外)的原子，核外电子层数，随着核电荷数的递增，最外层电子数逐渐，原子半径逐渐，原子失去电子的能力逐渐，得到电子的能力逐渐，从左到右金属性逐渐，非金属性逐渐。相同增加减小减弱增强减弱增强6金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律 请填写出图中序号所示内容。增强减弱增强增强AlSi金属非金属微点拨：1.元素周期表的左下方是金属性最强的元素(钫)，右上方是非金属性最强的元素(氟)。碱性最强的是 FrOH，酸性最强的含氧酸是 HClO4。2由于元素的金属性和非金属性之间没有严
5、格的界线，因此，位于分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。二、元素周期表的应用 1根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的_(或)。2应用于元素“”的相互推断。3寻找新材料和稀有矿产。4寻找新物质(1)在金属与非金属分界线附近寻找材料。(2)研究附近元素，制造新农药。(3)在中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。强弱大小位置结构性质半导体氟、氯、硫、磷过渡元素1判断正误(正确的打“”，错误的打“”。)(1)碱金属元素即 A 族元素。()(2)K 比 Na 活泼，故 K 可以从钠盐溶液中置换出 Na。()(3)卤素单质与水反应均可用 X2H2O=HXOH
6、X 表示。()(4)HX 都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强。()2根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是()ASi、K BC、Si CSi、GeDAs、Se C 在元素周期表中，在金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如 Si、Ge 可用作半导体材料。3 锗 位 于 硅 的 下 一 周 期，写 出“锗”在 周 期 表 中 的 位置。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是。硅和锗单质分别与 H2 反应时，反应较难进行的是(填“硅”或“锗”)。答案 第四周期A 族 半导体材料 锗 关 键 能 力 核 心 突 破 碱金属元素性质
7、的相似性和递变性1817 年，瑞典的化学家阿尔费德森(Arfvedson.J.A.17921841)在分析一种矿物时发现，得出的已知成分只有 96%，那么其余的 4%到哪儿去了呢？他经过反复试验，确信一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。因这种元素是在矿物(名叫透理长石)中发现的，他就取名为“锂”(希腊文“岩石”之意)。不久，阿尔费德森又在其它矿物中发现了这种元素。另一位著名的瑞典化学家贝采里乌斯也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发现了锂。1855 年，德国 化 学 家 本 生(Bunsen.R.W.1811 1899)和 英 国 化 学 家 马 提 森(Matthiessen.A.
8、18311870)用熔融的氯化锂电解出纯锂。问题 1 在周期表中，锂元素在什么位置？提示 锂位于第二周期A 族。问题 2 锂单质有什么化学性质？与同主族的钠的性质类似吗？提示 锂单质能与氧气、水、酸等反应，与钠性质类似。问题 3 碱金属单质的化学性质为什么具有相似性？提示 结构决定性质，碱金属元素的原子结构相似，最外层均有一个电子，均易失电子，化学性质活泼，故他们的单质具有较强的还原性，能与氧气等非金属及水、酸反应。问题 4 碱金属单质的化学性质为什么具有递变性？提示 碱金属原子结构存在递变性。从 Li 到 Cs，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力
9、逐渐减弱，元素金属性逐渐增强；故单质还原性的逐渐增强，离子的氧化性逐渐减弱。1相似性(R 表示碱金属元素)原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为 2R2H2O=2ROHH2。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。(1)(2)与 O2 的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如 Li 与 O2 反应只能生成 Li2O，Na 与 O2 反应还可以生成 Na2O2，而 K 与 O2 反应能够生成 KO2 等。(3)与
10、H2O 的反应越来越剧烈，如 K 与 H2O 反应可能会发生轻微爆炸，Rb 与 Cs 遇水发生剧烈爆炸。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH 的碱性最强。1下列关于碱金属(按 Li、Na、K、Rb、Cs 的顺序)的叙述中不正确的是()A碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性 B单质的熔点和沸点依次递减 C单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物 D原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强 C 金属锂在空气中燃烧只生成氧化物。2铯是碱金属元素，下列关于铯及其化合物叙述中，不正确的是()ACs 密度比水要小 BCs 与水反应十分剧烈
11、，甚至会发生爆炸 CCs2CO3 加热时不易分解 DCsOH 是强碱，碱性比 KOH 强 A Cs 密度比水要大，A 错。卤素的原子结构与化学性质的关系1826 年，法国的一位青年波拉德，他在很起劲地研究海藻。当时人们已经知道海藻中含有很多碘，波拉德便在研究怎样从海藻中提取碘。他把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通进氯气，这时，就得到紫黑色的固体碘的晶体。然而，奇怪的是，在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。达件事引起了波拉德的注意，他立即着手详细地进行研究，最后终于证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。波拉德把它命名为“滥”，按照希腊文的原意，就是“盐水
12、”的意思。波拉德把自己的发现通知了巴黎科学院。科学院把这新元素改称为“溴”，按照希腊文的原意，就是“臭”的意思。波拉德关于发现溴的论文海藻中的新元素发表后德国著名的化学家利比息非常仔细、几乎是逐字逐句进行推敲地读完了它。读完后，利比息感到深为后悔，因为他在几年以前，也做过和波拉德相似的实验，看到过这一奇怪的现象，所不同的是，利比息没有深入地钻研下去。当时，他只凭空地断定，这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)通氯气时，氯和碘形成的化合物。因此，他只是往瓶子上贴了一张“氯化碘”的标签就完了，从而失之交臂，没有发现这一新的元素。问题 1 写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。提示 Cl22Br=B
13、r22Cl，Cl22I=I22Cl。问题 2 比较 Cl、Br、I还原性的强弱，并从原子结构的角度解释原因。提示 Cl、Br、I的还原性：ClBrI。按 Cl、Br、I顺序，离子的电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，原子核对最外层电子吸引力的逐渐减小，失去电子的能力逐渐增强，故 Cl、Br、I还原性的逐渐增强。问题 3 ICl 被称为卤素互化物，其化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IClH2O=HClHIO。现将 IBr 加入水中反应，IBr 是氧化剂吗？若将溴化碘加入 AgNO3 溶液中，有什么现象发生？提示 IBr 与水反应生成 HIO
14、 和 HBr。I、Br 元素的化合价没有发生变化，IBr 既不是氧化剂也不是还原剂。将溴化碘加入 AgNO3溶液中，IBr 与水反应生成 HIO 和 HBr，HBr 与 AgNO3 反应产生淡黄色沉淀 AgBr。1相似性(X 表示卤素元素)卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到 8 个电子的稳定结构，它们的单质都是活泼的非金属单质，都具有较强的氧化性。(1)与 H2 反应：X2H2=一定条件 2HX。(2)与活泼金属(如 Na)反应：2NaX2=点燃 2NaX。(3)与 H2O 反应 X2H2O=HXHXO(XCl、Br、I)；2F22H2O=4HFO2。(4)与 NaOH 溶液反应 X22
15、NaOH=NaXNaXOH2O(XCl、Br、I)。2递变性(X 表示卤素元素)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，卤素原子得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。(1)(2)与 H2 反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，即：稳定性：HFHClHBrHI；还原性：HFHClHBrHI。(3)卤素单质与变价金属(如 Fe)反应时，F2、Cl2、Br2 生成高价卤化物(如 FeX3)，而 I2 只能生成低价卤化物(如 FeI2)。(4)氢化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增强，氢化物中 HCl、HBr、HI 的熔、沸点依次升高，HF 的熔、沸
16、点最低。(5)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即酸性：HClO4HBrO4HIO4，HClO4 是已知含氧酸中酸性最强的酸。3卤素的特性(1)氟元素无正价，无含氧酸。F的还原性极弱。(2)X2H2O=HXHXO 而 2F22H2O=4HFO2。(3)Br2 在室温下是唯一的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。3关于卤素(用 X 表示)的下列叙述正确的是()A卤素单质与水反应均可用 X2H2O=HXOHX 表示 BHX 热稳定性随核电荷数增加而增强 C卤素单质的颜色从 F2I2 随相对分子质量增大而逐渐加深
17、 DX离子的还原性依次为 FClBrI，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来 C 2F22H2O=O24HF，A 错；HX 热稳定性随核电荷数增加而减弱，B 错；F2 优先与水反应，故不能用 F2 从其他盐溶液中置换出来卤素单质，D 错。4下列说法正确的是()AF、Cl、Br 原子的最外层电子数都是 7，次外层电子数都是8 B从 HF、HCl、HBr、HI 酸性递增的事实，推出 F、Cl、Br、I 的非金属性递增规律 C酸性：HFO4HClO4HBrO4HIO4 D砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的相似性，砹微溶于水，易溶于 CCl4 D F 的次外
18、层电子数为 2，Br 的次外层电子数为 18，A 项错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化物的酸性强弱比较，B 项错误；F 无正化合价，不能形成 HFO4，C 错误；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于 CCl4，D 正确。双 基 达 标 随 堂 检 测 1我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源，开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是()A锂是较轻的金属 BLiOH 的碱性比 NaOH 的弱 C锂的金属性比钠的强 D锂在空气中燃烧生成 Li2O C 锂比钠的活泼性弱，在空气中燃烧只生成 Li2O，LiOH 的碱性比 Na
19、OH 的弱，锂的金属性比钠的弱，C 项错误。2按氟、氯、溴、碘顺序，下列说法不正确的是()A它们的单质的熔、沸点逐渐升高 B原子半径逐渐增大，单质氧化性逐渐增强 C单质的颜色逐渐加深 D它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱 B 氟、氯、溴、碘的单质的熔、沸点逐渐升高，A 正确；氟、氯、溴、碘同为A 族元素，同主族从上到下，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，因此单质氧化性逐渐减弱，B 错误；氟、氯、溴、碘的单质的颜色逐渐加深，C 正确；非金属性：FClBrI，非金属性越强，氢化物越稳定，则它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱，D 正确。3下列有关碱金属元素的叙述正确的是()A碱金属单质均为银白色，密度均小
20、于水 B碱金属单质从 Li 到 Cs，熔点依次升高 C氢氧化铯碱性强于氢氧化钠 D碱金属元素形成的阳离子，从 Li到 Cs氧化性依次增强 C 碱金属单质中除了 Rb、Cs，其他的密度均小于水，Cs 略带金属光泽，其他的都是银白色的，A 错误；碱金属单质从 Li 到 Cs，熔点依次降低，还原性依次增强，形成的阳离子的氧化性依次降低，对应的氢氧化物碱性依次增强，C 正确，B、D 错误。4向含有 NaBr 和 KI 的混合溶液中通入过量 Cl2，充分反应后将溶液蒸干并灼烧所得物质，最后剩余的固体是()ANaCl 和 KI BNaCl、KCl、I2 CKCl 和 NaBrDKCl 和 NaCl D 过
21、量的 Cl2 将 I、Br从溶液中完全置换出来，在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华，所得固体为 NaCl 和 KCl。此题也可利用Cl2、Br2、I2 活泼性强弱用排除法选出 D 项。5(1)卤素氢化物中最不稳定的是(写化学式)。(2)单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是(填序号)。A碱金属 B卤素(3)下列反应中，更剧烈的是(填序号)。A钠与水反应B钾与水反应(4)取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是(填序号)。A溴化钠溶液B碘化钾溶液 解析 卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI；碱金属元素单质熔、沸点随原子序数递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与 NaBr、KI 溶液分别生成 Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。答案(1)HI(2)B(3)B(4)B 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!