新蘇教版高中化學(xué)必修1課件1：5.1.3 同主族元素的性質(zhì)

第3課時(shí)同主族元素的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過堿金屬、鹵族元素原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，解釋堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性和遞變性。一、堿金屬元素1.堿金屬:在元素周期表中,第ⅠA族除氫外的元素,都是金屬元素,且它們對應(yīng)的堿都是強(qiáng)堿,所以稱為堿金屬。2.原子結(jié)構(gòu)(1)堿金屬元素的原子最外層電子數(shù)都是__。(2)堿金屬元素的原子隨核電荷數(shù)逐漸增大,電子層數(shù)逐漸_____,原子半徑逐漸_____。3.與水反應(yīng)堿金屬元素隨核電荷數(shù)的增加,_______逐漸增強(qiáng)。1增多增大金屬性知識梳理【自主探索】社會生產(chǎn)、科學(xué)研究和國防建設(shè)等部門,對時(shí)間的要求就高得多。它們要求時(shí)間要準(zhǔn)到千分之一秒,甚至百萬分之一秒。為了適應(yīng)這些高精度的要求,人們制造出了一系列精密的計(jì)時(shí)器具,銫鐘就是其中的一種。銫鐘又叫“銫原子鐘”。銫屬于第6周期的堿金屬元素,推測金屬銫與水反應(yīng)的現(xiàn)象,寫出反應(yīng)的方程式并判斷CsOH的堿性強(qiáng)弱。提示:金屬銫與水能劇烈反應(yīng),甚至發(fā)生劇烈的爆炸,反應(yīng)的方程式為2Cs+2H2O====2CsOH+H2↑,CsOH屬于強(qiáng)堿。二、鹵族元素1.鹵族元素:指周期表中第ⅦA族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),簡稱鹵素。2.原子結(jié)構(gòu)元素名稱氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子序數(shù)9173553最外層電子數(shù)7777電子層數(shù)2345結(jié)論:鹵族元素原子的最外層電子數(shù)為7,但電子層數(shù)不同,其變化規(guī)律是隨著原子序數(shù)增大,電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大。3.鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)(1)Cl2、Br2、I2三種鹵素單質(zhì)的氧化性由_______,相應(yīng)鹵素離子的還原性__________。(2)鹵族元素隨核電荷數(shù)的增加,_________逐漸減弱。強(qiáng)到弱由弱到強(qiáng)非金屬性【自主探索】砹,原子序數(shù)85,是一種人工放射性元素,化學(xué)符號源于希臘文“astator”,原意是“改變”。1940年美國科學(xué)家科森得到了砹。砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素,根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律,回答下列問題:(1)推測砹在元素周期表中的位置____________。

(2)與H2化合能力:At2________I2

(3)預(yù)測砹單質(zhì)的氧化性比碘單質(zhì)的氧化性______(填“弱”或“強(qiáng)”)。

(4)砹原子的最外電子層上有________個(gè)電子。

提示:(1)第七周期ⅦA族(2)<

(3)弱(4)7知識點(diǎn)一堿金屬元素

1.物理性質(zhì):隨著原子序數(shù)的遞增,堿金屬單質(zhì)的密度逐漸增大(鉀反常),熔、沸點(diǎn)逐漸降低。2.化學(xué)性質(zhì)(1)相似性:堿金屬原子都容易失去最外層的一個(gè)電子,化學(xué)性質(zhì)活潑,它們的單質(zhì)都具有較強(qiáng)的還原性,它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應(yīng)。堿金屬與水反應(yīng)的通式為2R+2H2O====2ROH+H2↑(R表示堿金屬元素)。(2)遞變性:隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的引力逐漸減小,堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng)。難點(diǎn)突破②與O2的反應(yīng)越來越劇烈,產(chǎn)物更加復(fù)雜,如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O,Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2,而K與O2反應(yīng)能夠生成KO2等。③與H2O的反應(yīng)越來越劇烈,如K與H2O反應(yīng)可能會發(fā)生輕微爆炸,Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。④最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)。即堿性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH?！竞献魈骄俊?.(思維升華)堿金屬鈁(Fr)具有放射性,它是堿金屬元素中重要的元素。試推測Fr的原子半徑比銫大還是小?FrOH是強(qiáng)堿還是弱堿?鈁能否與水反應(yīng)?提示:Fr的原子半徑比銫大;FrOH是強(qiáng)堿;鈁能跟水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿和氫氣,由于反應(yīng)劇烈而發(fā)生爆炸。2.(情境應(yīng)用)煙花的顏色是由于不同金屬灼燒,發(fā)生焰色反應(yīng)顏色不同造成的。堿金屬灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)特殊顏色。(1)Li在空氣中加熱時(shí)的產(chǎn)物是什么?提示:Li2O。(2)碳酸銫受熱能分解嗎?提示:堿金屬的碳酸鹽很穩(wěn)定,受熱難分解。(3)根據(jù)鈉、鉀單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)推測氯化銫和碳酸銫能溶于水嗎?提示:能。堿金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)具有相似性,依據(jù)NaCl(KCl)、Na2CO3(K2CO3)易溶于水推測CsCl、Cs2CO3也是易溶于水的。【典例示范】【典例】下列各組比較不正確的是 (

)A.鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈B.還原性:K>Na>Li,故Na可以從LiCl溶液中置換出金屬鋰C.熔、沸點(diǎn):Li>Na>KD.堿性:LiOH<NaOH<KOH【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn):(1)Na、K都是很活潑的金屬,易與H2O反應(yīng)。(2)堿金屬單質(zhì)性質(zhì)的相似性和遞變性?！窘馕觥窟xB。鋰的活潑性比鈉弱,與水反應(yīng)不如鈉劇烈,A正確;Na不能置換出LiCl溶液中的Li,而是先與H2O反應(yīng),B錯(cuò)誤;堿金屬元素從Li到Cs,熔、沸點(diǎn)逐漸降低,C正確;堿性:LiOH<NaOH<KOH,D正確?！灸割}追問】(1)鋰、鈉、鉀、銣、銫各1g分別與足量的水反應(yīng),其中反應(yīng)最劇烈的金屬是______。

提示:銫。堿金屬元素從Li到Cs金屬性依次增強(qiáng),故反應(yīng)最劇烈的金屬是Cs。(2)鋰、鈉、鉀、銣、銫各1g分別與足量的水反應(yīng),相同條件下,放出氫氣的體積最大的是______。

提示:鋰。等質(zhì)量的堿金屬與足量的水反應(yīng),摩爾質(zhì)量越小與水反應(yīng)放出H2越多,鋰放出H2最多?！痉椒▽?dǎo)引】堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(2)對堿金屬元素Li、Na、K、Rb①熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)長i>Na>K>Rb。②金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镽b>K>Na>Li。③單質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镽b>K>Na>Li。④對應(yīng)陽離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)長i+>Na+>K+>Rb+。⑤最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)長iOH<NaOH<KOH<RbOH。⑥與酸或水反應(yīng)的劇烈程度為Rb>K>Na>Li。【素養(yǎng)訓(xùn)練】鉀與水劇烈反應(yīng),甚至在冰上也能著火,生成氫氧化鉀和氫氣,反應(yīng)時(shí)放出的熱量能使金屬鉀熔化,并引起鉀和氫氣燃燒。(1)鉀失火,應(yīng)采取什么方法滅火?提示:用沙土、石棉等覆蓋。(2)鉀燃燒時(shí)為什么看到的是黃色火焰而不是紫色火焰?提示:生產(chǎn)生活中常見物質(zhì)中大多數(shù)含有鈉元素,其焰色反應(yīng)為黃色,黃色能掩蓋紫色。知識點(diǎn)二鹵族元素

1.物理性質(zhì):鹵族元素的單質(zhì)都是雙原子分子,它們的物理性質(zhì)隨核電荷數(shù)的增大,鹵素單質(zhì)的顏色變深,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度依次遞增。2.化學(xué)性質(zhì):(1)相似性(X表示鹵族元素)鹵素原子都容易得到一個(gè)電子使其最外層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),它們的單質(zhì)都是活潑的非金屬單質(zhì),都具有較強(qiáng)的氧化性,氟單質(zhì)的氧化性最強(qiáng)。①與H2反應(yīng):X2+H22HX。②與活潑金屬(如Na)反應(yīng):2Na+X22NaX。③與H2O反應(yīng)a.X2+H2O====HX+HXO(X=Cl、Br、I);b.2F2+2H2O====4HF+O2。④與NaOH溶液反應(yīng):X2+2NaOH====NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。點(diǎn)燃====(2)遞變性(X表示鹵族元素)隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的引力逐漸減小,鹵素原子得電子的能力逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱。②與H2反應(yīng)越來越難,對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,還原性逐漸增強(qiáng),即:穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI;還原性:HF<HCl<HBr<HI。③鹵素單質(zhì)與變價(jià)金屬(如Fe)反應(yīng)時(shí),F2、Cl2、Br2生成高價(jià)鹵化物(如FeX3),而I2只能生成低價(jià)鹵化物(如FeI2)。④最高價(jià)氧化物的水化物的酸性逐漸減弱,即酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,HClO4是已知含氧酸中酸性最強(qiáng)的酸?！竞献魈骄俊?.(思維升華)試比較F、Cl、Br、I對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性,據(jù)此,能否判斷F、Cl、Br、I非金屬性的強(qiáng)弱?(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)提示:能。穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI;氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),則對應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng),即非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镕>Cl>Br>I。2.(教材二次開發(fā))氯氣能從NaBr溶液中置換出Br2,F2比Cl2活潑,F2能否從NaBr溶液中置換出Br2?(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)提示:不能;F2能與NaBr溶液中的水反應(yīng)生成HF和O2,不能從NaBr溶液中置換出Br2。3.(情境應(yīng)用)1826年,法國的一位青年波拉德把海藻燒成灰,用熱水浸取,再往里通氯氣,這時(shí),就得到紫黑色的固體——碘晶體。他發(fā)現(xiàn)在提取后的母液底部,總沉著一層深褐色的液體,這液體具有刺鼻的臭味。詳細(xì)地進(jìn)行研究后證明,這深褐色的液體,是一種人們還未發(fā)現(xiàn)的新元素。(1)寫出波拉德獲得溴、碘單質(zhì)的離子方程式。(宏觀辨識與微觀探析)提示:Cl2+2Br-====Br2+2Cl-,Cl2+2I-====I2+2Cl-。(2)比較Cl-、Br-、I-的還原性強(qiáng)弱,并從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因。(宏觀辨識與微觀探析)提示:Cl-、Br-、I-的還原性:Cl-<Br-<I-。按Cl-、Br-、I-順序,離子的電子層數(shù)逐漸增多,離子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的吸引力逐漸減小,失去電子的能力逐漸增強(qiáng),故Cl-、Br-、I-的還原性逐漸增強(qiáng)?！镜淅痉丁俊镜淅肯铝袑u素的說法不符合遞變規(guī)律的是 (

)A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐漸減弱B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱C.F-、Cl-、Br-、I-的還原性逐漸增強(qiáng)D.鹵素單質(zhì)按F2、Cl2、Br2、I2的順序顏色變淺,密度增大【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn):(1)鹵族元素性質(zhì)上的相似性和遞變性。(2)鹵族元素在性質(zhì)上的特殊性?！窘馕觥窟xD。從F→I,原子半徑依次增大,單質(zhì)氧化性逐漸減弱,陰離子的還原性逐漸增強(qiáng),氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,鹵素單質(zhì)按F2、Cl2、Br2、I2的順序顏色變深,密度也增大?！灸割}追問】(1)按HF、HCl、HBr、HI的酸性如何變化?提示:按HF、HCl、HBr、HI的酸性逐漸增強(qiáng)。(2)碘單質(zhì)有什么特殊性質(zhì)?提示:淀粉遇碘變藍(lán)。【方法導(dǎo)引】鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(2)對鹵族元素F、Cl、Br、I①單質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镮2>Br2>Cl2>F2。②非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕>Cl>Br>I。③單質(zhì)的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕2>Cl2>Br2>I2。④對應(yīng)簡單陰離子還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镮->Br->Cl->F-。⑤氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠F>HCl>HBr>HI。⑥與H2反應(yīng)的劇烈程度為F2>Cl2>Br2>I2。⑦最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO4>HBrO4>HIO4?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】氟是一種反應(yīng)性能極高的元素,被稱為“化學(xué)界頑童”。但氟一旦與其他元素結(jié)合,就會成為耐熱、難以被藥品和溶劑侵蝕的具有“高度安全性能”的化合物。(1)鹵素單質(zhì)中氧化性最強(qiáng)的是哪種單質(zhì)?提示:F2。(2)F在化合物中有無正價(jià)?提示:F在化合物中只顯示-1價(jià),無正價(jià)?！菊n堂小結(jié)】課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(雙選)可能存在的第119號未知元素,屬于第ⅠA族元素,有人稱為“類鈁”。根據(jù)周期表中同族元素的相似性,下列有關(guān)“類鈁”的預(yù)測中錯(cuò)誤的是(

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