目標(biāo)與素養(yǎng)：1.以ⅠA族、ⅦA族元素為例，掌握同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。(證據(jù)推理)2.能運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)理論初步解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。(微觀探析)3.掌握根據(jù)元素在周期表中的位置，預(yù)測(cè)不熟悉元素性質(zhì)的方法。








一、研究同主族元素的性質(zhì)


1．ⅦA族元素(鹵族元素)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相似性和遞變性


(1)相似性











(2)遞變性


(3)探究鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性


結(jié)論：鹵素單質(zhì)的氧化性：Cl2>Br2>I2；


鹵素離子的還原性：I－>Br－>Cl－。


微點(diǎn)撥：(1)F無含氧酸，因F無正價(jià)。


(2)HF為弱酸，HCl、HBr、HI均為強(qiáng)酸。


2．堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性與遞變性


(1)相似性


①原子的最外電子層都有1個(gè)電子。


②最高化合價(jià)均為＋1價(jià)。


③都是活潑的金屬元素，單質(zhì)都能與氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。


④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一般具有很強(qiáng)的堿性。


(2)遞變性


3.理論解釋


(1)同主族元素性質(zhì)的相似性


同主族元素原子的最外層電子數(shù)相同，所以同主族元素性質(zhì)具有相似性。


(2)同主族元素性質(zhì)的遞變性


同主族元素原子從上到下，核外電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，元素原子的得電子能力(元素的非金屬性)逐漸減弱，失電子能力(元素的金屬性)逐漸增強(qiáng)。


二、預(yù)測(cè)元素及化合物的性質(zhì)(以硅為例)


1．依據(jù)位置


(1)相似性


硅與碳位于同一主族，性質(zhì)應(yīng)具有一定的相似性，如最高正價(jià)為＋4，最低負(fù)價(jià)為－4，最高價(jià)氧化物SiO2對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2SiO3等。


(2)遞變性


與同主族碳元素的原子相比：硅原子得電子能力弱，硅元素的非金屬性弱，穩(wěn)定性：SiH4HBr>HI


B．原子半徑大?。篘a>S>O


C．堿性強(qiáng)弱：KOH>NaOH>LiOH


D．還原性強(qiáng)弱：F－>Cl－>I－


D [非金屬性強(qiáng)弱：F＞Cl＞I，對(duì)應(yīng)陰離子的還原性依次增強(qiáng)。]





解答元素性質(zhì)的變化規(guī)律題目的一般思路


(1)首先判斷所給元素的相對(duì)位置，即是同周期還是同主族。


(2)然后根據(jù)元素周期律得出相應(yīng)的結(jié)論。


(3)最后考慮涉及元素是否有特殊性。








1．運(yùn)用元素周期律分析，下列說法中錯(cuò)誤的是( )


A．Sr是第5周期ⅡA族元素，Sr(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性強(qiáng)


B．As是第4周期ⅤA族元素，AsH3的還原性比NH3的還原性弱


C．Cs的原子半徑比Na的原子半徑大，Cs與水反應(yīng)比Na與水反應(yīng)更劇烈


D．Cl的核電荷數(shù)比Al的核電荷數(shù)大，Cl的原子半徑比Al的原子半徑小


B [同主族元素，隨原子序數(shù)的增大，元素的金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱，第ⅡA族元素Mg和Sr，原子序數(shù)：MgMg(OH)2，A項(xiàng)正確；第ⅤA族元素N和As，原子序數(shù)：NAs，其對(duì)應(yīng)陰離子的還原性：N3－Z>Y>X


B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：X>W>Z


C．最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X>W>Z


D．元素X、Z、W的最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等


A [從元素周期表的局部圖可知X、Y、Z、W為2、3周期元素，W在第3周期，W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，故W是P元素，據(jù)此推出X、Y、Z分別是氮、氧、硅。根據(jù)四種元素在周期表中的位置關(guān)系可知，原子半徑：Z>W>X>Y，A項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性：O>N>P>Si，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，B項(xiàng)正確；氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，C項(xiàng)正確；主族元素除O、F外，其他元素最高化合價(jià)都等于其主族序數(shù)，D項(xiàng)正確。]





2．已知P、S、Cl、As、Br五種元素在元素周期表中的位置如圖所示。下列比較關(guān)系正確的是( )


A.原子半徑：As>Cl>P


B．熱穩(wěn)定性：HCl>AsH3>HBr


C．還原性：As3－>S2－>Cl－


D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4


C [A項(xiàng)，原子半徑：As>P>Cl，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，非金屬性：Cl>Br>As，熱穩(wěn)定性：HCl>HBr>AsH3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，非金屬性：Cl>S>As，對(duì)應(yīng)陰離子的還原性：As3－>S2－>Cl－，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，非金屬性：S>P>As，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]





1．某主族元素的原子最外層是第5層，其上有1個(gè)電子，下列描述中正確的是( )


A．常溫下，其單質(zhì)與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈


B．其原子半徑比鉀原子半徑小


C．其碳酸鹽易溶于水


D．其氫氧化物不能使氫氧化鋁溶解


C [由主族元素原子的第5電子層上只有1個(gè)電子可知：該元素位于周期表第5周期ⅠA族，為Rb(銣)。由同一主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知，Rb的金屬性強(qiáng)于Na，故其與水的反應(yīng)比Na更劇烈；RbOH的堿性強(qiáng)于NaOH，因NaOH可使Al(OH)3溶解，則RbOH也一定能使Al(OH)3溶解；Rb、K同主族，且Rb比K多一個(gè)電子層，則Rb的原子半徑比K的原子半徑大；又Na2CO3、K2CO3均易溶于水，可類推出Rb2CO3也應(yīng)易溶于水。]


2．碲(Te)是52號(hào)元素，位于周期表中ⅥA族，處于金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上。下列敘述中錯(cuò)誤的是( )


A．碲的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的性能


B．碲化氫(H2Te)比H2S更穩(wěn)定


C．碲可在空氣中燃燒生成二氧化碲(TeO2)


D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱


B [碲元素在元素周期表的第5周期ⅥA族，處于金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，有半導(dǎo)體的性能，故A正確；同主族元素自上而下原子得電子能力減弱，則氫化物穩(wěn)定性H2TeHClO4


B．堿性：Mg(OH)2>Ca(OH)2>KOH


C．熱穩(wěn)定性：H2S>H2O>HF


D．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2


D [元素非金屬性：Cl>S>P，則酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，A不正確；元素金屬性：K>Ca>Mg，則堿性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2，B不正確；元素非金屬性：F>O>S，則熱穩(wěn)定性：HF>H2O>H2S，C不正確；元素非金屬性：F>Cl>Br>I，則氧化性：F2>Cl2＞Br2＞I2。]


4．能說明SiO2為酸性氧化物的事實(shí)為( )


A．SiO2與H2SO4、HNO3不反應(yīng)


B．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O


C．SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O


D．SiO2＋2CSi＋2CO↑


[答案] C


5．為了更好地掌握周期表的應(yīng)用，某同學(xué)在做氯、溴、碘性質(zhì)遞變規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：


請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。


(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯? 元素性質(zhì)遞變規(guī)律。


(2)實(shí)驗(yàn)用品：


試劑：氯水，溴水，NaBr溶液，KI溶液，CCl4溶液。


儀器：① ，② 。


(3)此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為 。


(4)氯、溴、碘最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性強(qiáng)弱(用分子式表示)： 。


(5)氟、氯、溴、碘氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性大小順序(用分子式表示)： 。


(6)該同學(xué)又做了另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)，向新制得的Na2S溶液中滴加新制的氯水。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ，


此反應(yīng)的離子方程式為 ，


此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為 。


[答案] (1)同主族 (2)試管 膠頭滴管


(3)氧化性：Cl2>Br2>I2


(4)HClO4>HBrO4>HIO4


(5)HF>HCl>HBr>HI


(6)生成淡黃色沉淀 Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－ 氧化性：Cl2>S


元素
F
Cl
Br
I
電子層數(shù)
逐漸增多
原子半徑
逐漸增大
得電子能力
逐漸減弱
失電子能力
逐漸增強(qiáng)
單質(zhì)與H2化合的條件
暗處爆炸
點(diǎn)燃或光照
加熱(200 ℃)
更高溫度下，緩慢反應(yīng)，可逆
氫化物的穩(wěn)定性
逐漸減弱
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性
—
逐漸減弱
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
化學(xué)方程式
靜置后，液體分層，上層無色，下層橙色
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
靜置后，液體分層，上層無色，下層紫色
Br2＋2KI===2KBr＋I(xiàn)2
靜置后，液體分層，上層無色，下層紫色
Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2
結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
規(guī)律
原子半徑
單質(zhì)的還原性
與水、氧氣反應(yīng)的劇烈程度
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性
同主族元素及其物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律
項(xiàng)目
同主族(從上→下)
原子核外電子排布
最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)遞增
原子半徑
逐漸增大
元素主要化合價(jià)
最高正價(jià)＝主族序數(shù)(F、O除外)，非金屬最低負(fù)價(jià)＝主族序數(shù)－8
原子得、失電子能力
得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)
元素金屬性、非金屬性
金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱
單質(zhì)氧化性、還原性
氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性
堿性逐漸增強(qiáng)，酸性逐漸減弱
非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
逐漸減弱
元素“位、構(gòu)、性”之間的關(guān)系
P
S
Cl
As
Br
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①將少量的氯水滴入到適量NaBr溶液中，再滴入少量的CCl4溶液并用力振蕩
溶液分為上下兩層，上層為無色，下層為橙色
②將少量的溴水滴入到適量KI溶液中，再滴入少量的CCl4溶液并用力振蕩
溶液分為上下兩層，上層為無色，下層為紫色

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第3節(jié) 元素周期表的應(yīng)用

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