1、第3节 元素周期表的应用 第1课时 认识同周期元素性质的递变规律 目标导航预习导引 1.以第 3 周期元素为例,掌握同周期元素性质递变规律。2.能用原子结构理论初步加以解释同周期元素性质递变规律。3.了解元素“位、构、性”三者间的关系,初步学会运用元素周期表。1.通过第 3 周期钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯元素性质的比较,加深对同周期元素性质的相似性和递变性的理解。2.初步学会判断元素原子得失电子难易的方法。3.能根据元素的原子结构、周期表中的位置预测元素的性质。目标导航预习导引1.填写下表,熟悉第3周期元素:原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 元素名称 钠 镁 铝 硅 磷
2、 硫 氯 氩 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar 目标导航预习导引原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 原子结构示意图 目标导航预习导引原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 最高正价+1+2+3+4+5+6+7 最低负价 -4-3-2-1 原子半径 目标导航预习导引2.Si、P、S、Cl原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强,与氢气化合越来越容易,最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强。预习交流 根据所学知识解释Si、P、S、Cl得电子能力逐渐增强的原因是什么?答案:Si、P、S、Cl电子层数相同,原子序数依次增大,核电荷数依次增大,原子
3、半径依次减小,导致原子核对核外电子吸引能力依次增强,因此得电子能力逐渐增强。问题导学即时检测一二一、同周期金属元素原子性质递变规律(以第3周期元素为例)活动与探究 提供下列试剂与仪器,设计一个简单实验证明钠、镁、铝三种金属失电子能力的强弱。提供的试剂:钠粒、镁带、铝片、蒸馏水、稀盐酸、酚酞溶液、石蕊溶液、NaOH溶液 提供的仪器:试管、小烧杯、镊子、滤纸、酒精灯、试管夹、小刀、砂布(1)实验中必须用到的仪器有:,试剂有:。(2)简单的实验步骤:。(3)结论:。问题导学即时检测一二答案:(1)试管、酒精灯、试管夹、镊子、滤纸、小刀、砂布 钠粒、镁带、铝片、蒸馏水、稀盐酸、酚酞溶液(2)切一小块钠
4、,用滤纸吸干表面上的煤油,放入洁净试管中。向试管中加入3 mL蒸馏水,并滴2滴酚酞溶液,观察现象。取两小段镁带,用砂布擦去表面的氧化膜,放入洁净试管中。向试管中加入3 mL蒸馏水,并滴2滴酚酞溶液,观察现象。然后,加热试管至沸腾,观察现象。取一小片铝和一小段镁带,用砂布擦去表面的氧化膜,分别放入两支洁净试管,再加入2 mL稀盐酸,观察发生的现象。(3)金属失电子的能力由强到弱的顺序:钠镁铝 问题导学即时检测一二迁移与应用 例1下列叙述能肯定金属A比金属B更活泼的是()A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 B.A原子电子层数比B原子的电子层数多 C.1 mol A从酸中置换H+生成的
5、H2比1 mol B从酸中置换H+生成的H2多 D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能 问题导学即时检测一二解析:A项只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少,因而不能确定A、B的金属性的强弱。B项只说明了A、B原子电子层数的多少,但电子层数少的不一定比电子层数多的原子的金属性弱。C项说明了等物质的量的A、B金属与酸反应生成H2的多少,未说明与酸反应的快慢。同等条件下,与酸反应越剧烈,放出H2越快,则金属越活泼,与放出H2的多少无关。D项正确,因为只有很活泼的金属(如K、Ca、Na)才能在常温下与水反应放出H2,而较不活泼的金属在常温下与水不反应。答案:D 问题导学即时检测一二迁移训练1
6、下列事实不能用于判断元素金属性强弱的是()A.金属间发生的置换反应 B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少 C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 D.金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度 答案:B 解析:金属单质在反应中失去电子的多少,不能作为判断金属性强弱的依据,如1 mol Al 与酸反应失去的电子比1 mol Mg与酸反应失去的电子多,但Al的金属性比Mg的弱。问题导学即时检测一二元素原子失电子能力强弱的判断方法 1.根据物质的性质(1)比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度。置换反应越容易进行,元素原子的失电子能力 越强。(2)比较元素最高价氧化
7、物对应的水化物的碱性强弱。一般来说,碱性越强,元素原子失电子的能力越强。(3)比较金属阳离子氧化性强弱。一般来说,对主族元素而言,最高价金属阳离子的氧化性越强,则金属元素原子失电子能力越弱。特别注意,Fe属于族元素,不适合该规律。(4)金属单质间的置换反应。在水溶液里若Xn+YX+Ym+,则Y比X失电子能力强。问题导学即时检测一二2.根据元素周期表 同一周期从左到右,元素原子失电子能力逐渐减弱;同一主族从上到下,元素原子失电子能力逐渐增强。友情提示元素原子失电子的能力即元素的金属性,原子易失电子,元素的金属性强;反之则弱。问题导学即时检测一二二、同周期非金属元素原子性质的递变规律(以第3周期元
8、素为例)活动与探究 小明同学查阅了Si、P、S、Cl四种元素的相关性质如下表:元 素 Si P S Cl 与 H2 化合的难易 高温时生成少量 SiH4 磷蒸气与H2 能反应 加热 光照或点燃 对应的气态氢化物及其稳定性 SiH4很不稳定 PH3不稳定 H2S较稳定 HCl稳定 最高价氧化物 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 最高价氧化物对应的水化物的酸性 H4SiO4酸性很弱 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4 酸性比H2SO4 的强 问题导学即时检测一二请你认真分析对比表中的信息,你能总结出哪些规律?得出什么结论?答案:规律:与H2反应越来越容易 气态氢化物的稳定性越来越强
9、 最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强 结论:随着原子序数的递增,同周期的Si、P、S、Cl得电子能力逐渐增强,非金属性逐渐增强。问题导学即时检测一二迁移与应用 例2甲、乙两种非金属:甲比乙容易与H2化合;甲原子能与乙阴离子发生置换反应;甲的最高价氧化物对应的水化物的酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强;与某金属反应时,甲原子得电子数目比乙的多;甲的单质熔、沸点比乙的低。能说明甲比乙的非金属性强的是()A.B.只有 C.D.思路点拨解答本题,要抓住两点,一是“非金属性”就是“得电子的能力”,二是“强”就是“易得”,不要与得到的多少相混淆。问题导学即时检测一二解析:非金属元素原子得电子能力
10、越强越容易与H2化合,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,所以正确。非金属元素原子得电子能力强的置换非金属元素原子得电子能力弱的,正确。得电子数目的多少、单质熔、沸点的高低与得电子能力的强弱无关,错、错。答案:C 问题导学即时检测一二迁移训练2能说明Cl元素的非金属性比S元素的非金属性强的是()A.含氧酸的酸性:HClO3强于H2SO4 B.Cl元素的最高正价比S元素的最高正价要高 C.气态氢化物溶于水后的酸性:HCl比H2S强 D.Cl2能与H2S水溶液反应,生成S单质 答案:D 解析:比较酸性时,应比较最高价含氧酸,A不能;化合价越高,元素的非金属性不一定越强,如I元素的最高正价比S元素的
11、最高正价高,但非金属性SI,故B不能;氢化物的稳定性能用于比较非金属性的强弱,但其酸性不能,C不能;D项说明氧化性Cl2S,故得电子能力ClS,D能说明。问题导学即时检测一二元素原子得电子能力强弱的判断方法 1.根据物质的性质(1)比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。一般说来,反应越容易进行,生成的气态氢化物越稳定,元素原子得电子的能力越强。(2)比较元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。一般说来,酸性越强,元素原子得电子的能力越强。(3)非金属单质间的置换反应。一般得电子能力强的物质能把得电子能力弱的物质从其盐溶液中置换出来。(4)非金属阴离子还原性的强弱。非金属阴离
12、子还原性越强,元素的得电子能力就越弱。(5)与同一种金属单质反应,其剧烈程度或金属化合价的高低。问题导学即时检测一二2.根据元素周期表 同一周期从左到右,元素原子得电子能力逐渐增强;同一主族从上到下,元素原子得电子能力逐渐减弱。友情提示元素原子得电子的能力即元素的非金属性,原子易得电子,元素的非金属性强;反之则弱。问题导学即时检测12345671.下列叙述不正确的是()A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多 B.Na、Mg、Al失电子能力依次减弱 C.Na、Mg、Al对应的氢氧化物的碱性依次减弱 D.Na可以从AlCl3溶液中置换出金属Al 答案:D 解析:根据同周期元素的原子性质递变规律可
13、知A、B、C正确;Na还原性比Al强,但由于与水剧烈反应,故不能从AlCl3溶液中置换出金属Al。问题导学即时检测12345672.下列元素的单质中,最易与氢气反应生成氢化物的是()A.硼B.氮 C.氟D.碳 答案:C 解析:推断已知元素与氢气化合的难易其实质是比较元素原子的得电子能力的强弱。根据同一周期从左到右元素原子的得电子能力逐渐增强,可知它们与氢气反应生成氢化物由易到难的顺序为FNCB,即元素原子得电子能力越强,与氢气化合越容易。问题导学即时检测12345673.下列氧化物对应的含氧酸酸性最强的是()A.SiO2B.N2O5 C.P2O5D.CO2 答案:B 解析:元素的非金属性越强,
14、其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强。显然其非金属性强弱的顺序为NPCSi。问题导学即时检测12345674.下列事实不能作为实验判断依据的是()A.钠和镁分别与冷水反应,判断金属性强弱 B.铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱 C.酸性H2CO3H3PO4H2SO4 B.氢化物稳定性:HFH2ONH3 C.碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 D.氧化性:F2O2N2 答案:A 解析:同周期元素随原子序数递增,元素的金属性减弱,非金属性增强(稀有气体元素除外)。123456问题导学即时检测76.在第3周期中,从水或酸中置换氢
15、能力最强的元素的符号为 ;化学性质最稳定的元素的符号是 。最高价氧化物对应水化物酸性最强的物质的化学式是 ,碱性最强的物质的化学式是 ,显两性的氢氧化物的化学式是 ,该两性氢氧化物与盐酸、烧碱溶液分别反应的离子方程式为 、;原子半径最大的金属元素的名称是 ;原子半径最小的元素的原子结构示意图为 ;稳定性最强的气态氢化物是 。答案:Na Ar HClO4 NaOH Al(OH)3 Al(OH)3+3H+Al3+3H2O Al(OH)3+OH-Al(OH)4-钠 HCl123456问题导学即时检测77.下面是某科学兴趣小组的同学做同周期元素性质递变规律的实验时,设计了一套实验方案。实验步骤如下:实
16、验序号 实验步骤 将镁条用砂纸打磨后,放入沸水中,再向溶液中滴加酚酞溶液 向新制的 Na2S 溶液中滴加新制的氯水 将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 将镁条投入稀盐酸 将铝条投入稀盐酸 向 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量 123456问题导学即时检测7请整理并完成实验报告。(1)实验目的:。(2)实验用品:试剂:金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。仪器:,试管夹,镊子,小刀,玻璃片,砂纸等。123456问题导学即时检测7(3)实验内容:(完成下列表格中的实验现象和化学方程式)(4)实验结论:。(5)请用原子结构的知识简单
17、解释上述结论:。实验序号 实验步骤 实验现象 化学方程式 略 略 略 略 略 略 123456问题导学即时检测7答案:(1)探究同周期元素性质的递变规律(2)试管 酒精灯 表面皿(3)序号 实验步骤 实验现象 化学方程式 有气体产生,溶液变成浅红色 Mg+2H2OMg(OH)2+H2 生成淡黄色沉淀 Na2S+Cl22NaCl+S 浮在水面上,熔成小球,有气体放出,并四处游动,溶液变红色 2Na+2H2O2NaOH+H2 123456问题导学即时检测7序号 实验步骤 实验现象 化学方程式 剧烈反应,迅速产生无色气体 Mg+2HClMgCl2+H2 反应不太剧烈,产生无色气体 2Al+6HCl2
18、AlCl3+3H2 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaCl,Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4 123456问题导学即时检测7(4)同周期元素随着原子序数递增,元素原子失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强(5)同周期的元素原子电子层数相同,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的作用力逐渐增强,失电子能力减弱,得电子能力增强 123456问题导学即时检测7解析:该小组同学使用的试剂是第3周期的单质或化合物,且利用和、和比较出钠、镁、铝三者从水或盐酸中置换出氢气的难易,进而推出三者的金属性强弱,而通过可得出Al(OH)3具有两性的结论;通过的置换反应可以得出氯的非金属性比硫强的结论。所以该实验的目的是研究同周期元素性质的递变规律。同周期元素性质的变化规律是由其原子的核外电子排布的变化造成的,同周期的元素原子电子层数相同,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的作用力逐渐增强,失电子能力减弱,得电子能力增强。