高中化學(xué)必修二學(xué)案：第2課時研究同主族元素的性質(zhì)

第2課時研究同主族元素的性質(zhì)

學(xué)業(yè)要求

核心素養(yǎng)對接

1.通過對堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與

遞變性的了解，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微

1.了解堿金屬、鹵素在周期表中的位置。觀探析素養(yǎng)水平。

2.了解堿金屬、鹵素原子結(jié)構(gòu)特點。2.通過對硅及其化合物性質(zhì)的預(yù)測提高

3.了解硅及其化合物的性質(zhì)。學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。

4.了解主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律。3.通過元素周期律、元素周期表的應(yīng)用

的探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任、

證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。

基礎(chǔ)?自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)基礎(chǔ)知識

［知識梳理］

知識點一堿金屬元素

19(Ar)4sl

K

Potassium

、39.098,

如上圖是堿金屬的單質(zhì)存在形式或元素標(biāo)識，他們之間有什么相似之處和遞變性?

完成下列知識點你就會明白：

1.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及特點

(1)元素符號與原子結(jié)構(gòu)示意圖

LiNaKRbCs

⑸1

^71)281

巡5h-55)2/818/18〃81

(2)原子結(jié)構(gòu)特點

「相似性：最外層電子數(shù)都是1

核電荷數(shù)增大

結(jié)構(gòu)特點〈注意結(jié)構(gòu)變化

遞變性(從Li-Cs)電子層數(shù)增多

原子半徑增大

2.堿金屬的性質(zhì)

(1)物理性質(zhì)

顏色硬度密度熔點延展性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

Li相似性||||||

Na—銀白色較小較小較低良好良好

K

(葩略帶金色光澤)

Rb

Cs三人從u?Cs,密度逐漸增大(鈉、鉀反常)，熔、沸點逐漸降低

(2)化學(xué)性質(zhì)

①與02反應(yīng)

產(chǎn)物復(fù)雜

堿金屬化學(xué)反應(yīng)方程式反應(yīng)程度活潑性

程度

Li4Li+Ch亶亂2Li2O

占燃逐

逐

Na2Na+O2^^NaO2逐

2漸

漸

漸

劇

劇

,占燃增

烈

烈

KK+O2^^KO2強

>■

Rb—

Cs—

②與水反應(yīng)注意對比實驗

堿金屬鉀鈉

L酚激1-酚歐

實驗操作匐-國

實驗現(xiàn)象熔成小球，浮于水面，四處熔成小球，浮于水面，四處

游動，有輕微爆炸聲，反應(yīng)游動，有“嘶嘶”的響聲，

后溶液加酚酷變紅反應(yīng)后溶液加酚獻(xiàn)變紅

2K+2H2O=2KOH+2Na+2H2O=2NaOH+

實驗原理

H2tH2t

結(jié)論鉀比鈉的活動性強

知識點二鹵族元素

如圖是鹵素單質(zhì)，他們的顏色越來越深，由氣體逐漸變?yōu)楣腆w，那么他們的性質(zhì)

有何相似性和遞變性？請完成下列知識點：

1.原子結(jié)構(gòu)特點

(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖

FClBrI

?))

5h-35)2/8〃187

Q)結(jié)構(gòu)特點

①相同點：最外層都有2_個電子。

②遞變性：從F-1,核電荷數(shù)逐漸增加,電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增

大。

2.鹵族元素單質(zhì)的性質(zhì)

(1)物理性質(zhì)

F2C12Br?

淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色

顏色：一f顏色加深

氣體氣體液體固體

熔、沸點:一逐漸升高

密度:逐漸增大

反應(yīng)溶解溶解微溶

水溶性:逐漸減小

(2)化學(xué)性質(zhì)

①與H2反應(yīng)

反應(yīng)條件化學(xué)方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性

F2暗處HZ+F2=2HF很穩(wěn)定

C12光照或點燃??r.光照或點燃o(jì)ne較穩(wěn)定

H2~t-C12====2HCJ

Bf2加熱H2+Br2-^—2HBr不穩(wěn)定

12不斷加熱H2+I2△2Hl很不穩(wěn)定

得出結(jié)論：從F2到12,與H2反應(yīng)所需要的條件逐漸升直，反應(yīng)劇烈程度依次減

弱，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱

②鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)

實驗操作實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式

1氯水[cci.

靜置后，液體分層，上層2NaBr+C12=2NaCl+

無色,下層橙紅色BF2

-NaBrF

上溶液七

［?澳水(cci,

靜置后，液體分層，上層

［振蕩/2Kl+Br2=2KBr+L

無色,下層紫紅色

溶液!

［氯水

靜置后，液體分層，上層

［振蕩72Kl+Cb=2KCl+l2

無色,下層紫紅色

土K1溶液|

得出結(jié)論：。2、Br2、I2三種鹵素單質(zhì)的氧化性由強到弱的順序是C12>Br2>b,

相應(yīng)鹵素離子的還原性由強到弱的順序是I>Br>C10

因為F2能與H20發(fā)生反應(yīng)(2F2+2H2O=4HF+O2),所以F2不能從其他鹵化物

的鹽溶液中置換出鹵素單質(zhì)。

知識點三預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)

1.認(rèn)識元素及其化合物的基本角度

首先，可以從元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、元素的性質(zhì)這三個角度認(rèn)

識元素；其次，可以從物質(zhì)類別、元素的化合價、元素在元素周期表中的位置這

三個角度認(rèn)識含有該元素的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而形成對元素及其化合物的多維

立體認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)。

2.元素的性質(zhì)通常包括元素化合價、原子半徑、元素原子的得失電子能力等，

可以根據(jù)元素原子結(jié)構(gòu)的特點和元素在元素周期表中的位置認(rèn)識元素的性質(zhì)。例

如，硅原子的最外層有電子，最高化合價為土生價，最低化合價為二生價，

硅屬于非金屬元素：與同周期磷元素原子相比，其核電荷數(shù)較小、原子半徑較大、

原子核對最外層電子的吸引作用較弱,因此硅原子得電子能力較弱。

3.從物質(zhì)類別、元素的化合價、元素在元素周期表中的位置的角度可以認(rèn)識含

有該元素的各物質(zhì)的性質(zhì)。例如，硅元素(原子序數(shù)為14)位于元素周期表中第3

周期IVA族,屬于非金屬元素。二氧化硅(SiO2)屬于酸性氧化物,能與堿溶液緩

慢反應(yīng)，高溫時能與堿性氧化物反應(yīng)；二氧化硅中硅元素為+4價，因此二氧化

硅具有氧化性，能與某些還原劑反應(yīng)。又如，硅酸(H2SiO3)的酸性弱于碳酸，硅

酸可以由硅酸鈉(NazSiCh)與鹽酸、硫酸等反應(yīng)制得。止匕外，許多物質(zhì)還有其特殊

的性質(zhì)。例如，二氧化硅雖然屬于酸性氧化物，但能與氫氟酸反應(yīng)，該反應(yīng)常用

于刻蝕玻璃。

完成下列方程式

①SiCh+2NaOH=Na2SiO3+H2Q

②SiO2+NazO望也Na2SiO3

③SiO2+2C=^^2cot+Si

④NazSiCh+2HCl=H2SiO3I+2NaCl

(5)SiO2+4HF=SiF4t+2H2Q仔細(xì)閱讀課本27頁《身邊的化學(xué)》

微判斷

(1)堿金屬元素原子的次外層電子數(shù)都是8個()

⑵化合物中堿金屬元素的化合價都為+1價()

(3)堿金屬元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大()

(4)堿金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)活潑，易失電子發(fā)生還原反應(yīng)()

⑸Li在空氣中加熱生成LiCh()

(6)鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用：X2+H2OHX0+HX表示()

(7)HX都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增強()

(8)鹵素單質(zhì)的顏色從F2-12按相對分子質(zhì)量增大而加深()

⑼將F2通入NaCl溶液中可置換出C12()

［答案］⑴X(2)V(3)J

⑷X(5)X(6)X(7)X(8)V(9)X

微訓(xùn)練

1.下列對堿金屬的敘述中不正確的是()

A.堿金屬中還原性最弱的是鋰

B.堿金屬的原子半徑和離子半徑都隨核電荷數(shù)的增大而增大

C.堿金屬都易失去1個電子

D.從Li到Cs,堿金屬的密度越來越大，熔、沸點越來越高

［解析］隨原子序數(shù)的遞增，堿金屬原子半徑和離子半徑逐漸增大，單質(zhì)的還原

性逐漸增強，A、B正確；堿金屬都易失去1個電子形成穩(wěn)定的陽離子，C正確；

從Li到Cs,密度呈增大趨勢，但K的密度小于Na,熔、沸點越來越低，D錯

誤。

［答案］D

2.下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是()

A.鹵素是典型的非金屬元素，因此不能與其他非金屬元素化合

B.鹵素單質(zhì)越活潑，其熔、沸點就越高

C.鹵素各單質(zhì)都能與水劇烈反應(yīng)

D.鹵素的單質(zhì)都能與氫氣反應(yīng)，且氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性隨單質(zhì)氧化性的增強而

增強

［解析］鹵素能與其他非金屬元素化合，如H、C等；鹵素單質(zhì)越活潑，其相對

分子質(zhì)量越小，其熔、沸點越低；鹵素單質(zhì)中只有氟能與水劇烈反應(yīng)。

［答案］D

3.已知鋰及其化合物的許多性質(zhì)與堿金屬差異較大，卻與鎂相似。下列有關(guān)鋰

及其化合物的敘述不正確的是()

A.碳酸鋰受強熱很難分解

B.碳酸鋰的溶解度比碳酸氫鋰的小

C.鋰在過量氧氣中燃燒，主要產(chǎn)物是氧化鋰而不是過氧化鋰

D.鋰可以與氮氣化合生成氮化鋰（Li3N）

［解析］解題時充分利用題目信息，鋰及其化合物的性質(zhì)與鎂的相似，MgCO3

煨燒分解成MgO和CO2,由此可知，Li2c03也易分解。

［答案］A

4.下列有關(guān)堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是（）

A.K與H20反應(yīng)最劇烈

B.Rb比Na活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出Na

C.堿金屬的陽離子沒有還原性，所以有強氧化性

D.從Li到Cs都易失去最外層1個電子，且失電子能力逐漸增強

［解析］A項，在堿金屬元素中，K不是最活潑的元素；B項，Rb先與水反應(yīng)，

不會置換出Na；C項，堿金屬的陽離子很穩(wěn)定，不具有強氧化性。

［答案］D

5.關(guān)于鹵素X（依次為Cl、Br、I）的下列敘述不正確的是（）

A.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2OHXO+HX表示

B.HX都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增強

C.鹵素單質(zhì)的顏色隨相對分子質(zhì)量增大而加深

D.相對分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對分子質(zhì)量大的鹵素從它的鹵化物溶液里

置換出來

［解析］HX的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而減弱。

「答案］B

6.下列說法正確的是（）

A.粗硅制備時，發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2奠建Si+CO2t

B.自然界中二氧化硅都存在于石英中

C.鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

D.水晶項鏈的成分主要是SiCh

［解析］制備粗硅反應(yīng)產(chǎn)物為CO,不是CO2,A錯誤；自然界中二氧化硅不都

存在于石英中，B錯誤；硅不與鹽酸反應(yīng)，C錯誤；D正確。

［答案］D

微思考

1.同主族元素的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有何變化規(guī)律？

提示同主族元素隨核外電子層數(shù)的增加，它們的得電子能力逐漸減弱，非金屬

性逐漸減弱；失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。

2.如何比較同主族元素的原子半徑、陽離子半徑、陰離子半徑？

提示(1)原子半徑：同主族元素的原子最外層電子數(shù)相同，從上到下電子層數(shù)

逐漸增多，所以半徑逐漸增大。

(2)P日離子半徑：以堿金屬為例，在形成離子時，均失去最外層電子，所以均少

一個電子層，電子層數(shù)仍然是逐漸增多，所以半徑逐漸增大。

(3)陰離子半徑：以鹵族元素為例，在形成離子時，最外層均得到一個電子，所

以最外層電子數(shù)仍然相同，電子層數(shù)仍然是逐漸增多，所以半徑逐漸增大。

核心?互動探究突破核心任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)1堿金屬元素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性

情景：

堿金屬

如圖是堿金屬單質(zhì)的存在形式，它們在生活中有不同的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)相似為什么應(yīng)

用不同呢？帶著這個問題完成下列討論：

交流討論》

1.請結(jié)合堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的遞變性探究其單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的遞變性。

提示堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)都相等，但從Li到Cs,隨著核電荷數(shù)的

增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子核對最外層電子的吸引能力逐

漸減弱，失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。

2.堿金屬元素在性質(zhì)上具有相似性，根據(jù)鈉的性質(zhì)，推斷堿金屬可能具有的化

學(xué)性質(zhì)有哪些？

提示(1)與02反應(yīng)生成相應(yīng)的氧化物，如Li2。、Na20等。

（2）與CI2反應(yīng)生成RCL如NaCl、KC1等。

⑶與H20反應(yīng)，能置換出H20中的氫，反應(yīng)通式為：2R+2H2O=2ROH+H2t。

（4）與非氧化性酸反應(yīng)，生成H2,反應(yīng)通式為：2R+2H-=2R++H2f。（R表示

堿金屬元素）

3.根據(jù)堿金屬元素性質(zhì)的遞變性，判斷從Li-Cs,對應(yīng)陽離子的氧化性強弱以

及最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱的遞變性。

提示從Li到Cs,元素原子失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強，故對應(yīng)離

子的氧化性依次減弱，即Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+。最高價氧化物對應(yīng)水化物

的堿性逐漸增強，CsOH的堿性最強。

名師歸納叁

1.堿金屬的相似性（用R表示堿金屬元素）

產(chǎn)。氧化物,如Liq、Naq等

氯化物，如NaCl、KC1等

?通式：2R+2Hq=2ROH+HJ

++

|+非氧麻生酸》通式:2R+2H=2R+H2|

2.堿金屬的遞變性

Li

I畢?金屬性逐漸增強

Tf

L-Na+氧化性逐漸減弱

1<!+Kb1C+s

（1）與。2反應(yīng)

從Li-Cs,與O2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜，如Li與02反應(yīng)只能生成

Li20,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。

⑵與H20（或酸）的反應(yīng)

從Li-Cs,與比0（或酸）反應(yīng)越來越劇烈，如K與H20反應(yīng)可能會發(fā)生輕微爆

炸，Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。

（3）最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性

堿性：Li0H<Na0HVK0HVRb0HVCs0H。

【例題1】下列有關(guān)堿金屬單質(zhì)的性質(zhì)的說法錯誤的是（）

A.鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈

B.Rb比Na活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出Na

C.熔、沸點：Li>Na>K

D.堿性：LiOH<NaOH<KOH

［解析］鋰的活潑性比鈉弱，與水反應(yīng)不如鈉劇烈，A正確。Rb和NaCl溶液反

應(yīng)時首先和水反應(yīng)而不是置換出金屬鈉，B錯。堿金屬單質(zhì)的熔、沸點隨著原子

序數(shù)的增加而逐漸降低，C正確。從鋰到艷，堿金屬元素的金屬性逐漸增強，最

高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次增強，D正確。

［答案］B

變式訓(xùn)練1下列關(guān)于堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是()

A.堿金屬原子最外層都只有1個電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去

B.堿金屬單質(zhì)都是強還原劑

C.堿金屬單質(zhì)都能在氧氣中燃燒生成過氧化物

D.堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿

［解析］堿金屬元素最外層電子數(shù)均為1,在化學(xué)反應(yīng)中很容易失去最外層的1

個電子，還原性很強，A、B對；Li與02反應(yīng)，只生成Li20,Na在O2中點燃

生成Na2O2,K在O2中可生成KO2,C錯；堿金屬元素的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生

成堿和氫氣，D對。

「答案］C

學(xué)習(xí)任務(wù)2鹵族元素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的相似性、遞變性和特殊性

?累)贏、.

想(Br)

幅碘:(l)@)2K1?1?7

J破:(At)回)》列8歲財^^?

如圖是鹵素的核外電子排布和鹵素單質(zhì)的存在形式，請回答下列問題：

交流討論》

1.請結(jié)合鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的相似性與遞變性探討其化學(xué)性質(zhì)的相似性與遞變

性。

提示(1)鹵族元素原子最外層都有7個電子，都易得1個電子達(dá)到8電子穩(wěn)定

結(jié)構(gòu)，所以在化學(xué)反應(yīng)中都表現(xiàn)很強的氧化性。

(2)隨著原子序數(shù)的增加，電子層數(shù)依次增多，原子核對最外層電子的吸引能力

逐漸減弱，得電子能力依次減弱，氧化性依次減弱。

2.根據(jù)鹵族元素的性質(zhì)分析，將F2通入NaCl溶液中得到什么氣體？

提示F2的氧化性大于C12,但由于F2與水發(fā)生反應(yīng)：2F2+2H2O=4HF+O2,

F2不與溶液中的C「反應(yīng)，故F2通入NaCl溶液中得到的是O2而不是Cb。

3.已知還原性I>BOCr>F,試從原子結(jié)構(gòu)的角度分析原因。

提示微粒的還原性即失電子的能力。按「一BrfC「一F-的順序，離子半徑逐

漸減小，原子核對最外層電子的吸引力逐漸增大，失去電子的能力逐漸減弱，故

還原性逐漸減弱。

名師歸納》

1.相似性

⑴與H2反應(yīng)：X2+H2^^2HX

占，默

(2)與活潑金屬(如Na)反應(yīng)：2Na+X2^^2NaX

⑶與H20反應(yīng)

X2+H2OHX+HXO(X=CkBr、I)

2F2+2H2O=4HF+O2

2.遞變性

(1)氧化性與還原性

旦Cl2Br212氧化性逐漸減弱

H-----1-------------1--------1——?

廣crBr-r還原性逐漸增強

(2)與H2反應(yīng)的難易程度及對應(yīng)氫化物穩(wěn)定性(由F2fL)熱穩(wěn)定性

①與H2反應(yīng)越來越難，生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強。是

否易分解

②氫化物中HC1、HBr、HI的熔、沸點依次升高。

(3)鹵素單質(zhì)與變價金屬(如Fe)反應(yīng)

占燃或△

2Fe+3X2八,婆二82FeX3(X=F、Cl、Br)

Fe+l2=^=Fel2

3.特殊性記住特殊性

(1)澳是常溫常壓下唯一的液態(tài)的非金屬單質(zhì)。

⑵鹵素單質(zhì)都有毒，浪有很強的腐蝕性，液澳易揮發(fā)，保存時要加一些水進(jìn)行

“水封”，碘可升華，使淀粉溶液變藍(lán)（檢驗12）。

（3）C12、Br2、b易溶于有機溶劑苯、CC14、汽油等。

（4）F無正化合價。

【例題2】下列關(guān)于鹵族元素由上到下性質(zhì)遞變的敘述，正確的是（）

①單質(zhì)的氧化性增強②單質(zhì)的顏色加深③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強④單

質(zhì)的沸點升高⑤陰離子的還原性增強

A.①②③B.②③④

C.②④⑤D.④⑤

［解析］

（單質(zhì)的顏色加深一②對

物理性質(zhì)《

以王生〃［單質(zhì)的沸點升高一④對

鹵族元素

<’單質(zhì)的氧化性減弱一①錯

（由上到下）化學(xué)性質(zhì)|陰離子的還原性增強一⑤對

、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱~③錯

「答案1C

變式訓(xùn)練2破是現(xiàn)知原子序數(shù)最大的鹵族元素，根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律，對

碳及其化合物的敘述，正確的是（）

A.與H2化合能力：At2>h

B.碳在常溫下為白色固體

C.碳原子的最外電子層上有7個電子

D.磁能從NaCl溶液中置換出氯單質(zhì)

［解析］從F到At,元素的非金屬性逐漸減弱，單質(zhì)與H2化合能力逐漸減弱，

A項不正確；由F2到:12,單質(zhì)的顏色依次加深，12是紫黑色固體，則碳為黑色固

體，B項不正確；鹵族元素的原子，最外層上都有7個電子，C項正確；因氧化

性：Cl2>At2,所以At2不能從NaCl溶液中置換出CED項不正確。

［答案］C

學(xué)習(xí)任務(wù)3元素的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及在周期表中位置的關(guān)系

資料：化學(xué)元素周期表是根據(jù)原子序數(shù)從小至大排序的化學(xué)元素列表。列表大體

呈長方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素歸在同一族中，如鹵素

及惰性氣體。這使周期表中形成元素分區(qū)。由于周期表能夠準(zhǔn)確地預(yù)測各種元素

的特性及其之間的關(guān)系，因此它在化學(xué)及其他科學(xué)范疇中被廣泛使用，作為分析

化學(xué)行為時十分有用的框架。

現(xiàn)代的周期表由門捷列夫于1869年創(chuàng)造，用以展現(xiàn)當(dāng)時已知元素特性的周期性。

自此，隨著新元素的探索發(fā)現(xiàn)和理論模型的發(fā)展，周期表的外觀曾經(jīng)過改變及擴

張。通過這種列表方式，門捷列夫也預(yù)測了一些當(dāng)時未知元素的特性，以填補周

期表中的空格。其后發(fā)現(xiàn)的新元素的確有相似的特性，使他的預(yù)測得到證實。

交流討論》

那么請結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題：

1.元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)有何必然聯(lián)系？

提示原子有幾個電子層，元素就位于第幾周期；主族元素的原子的最外電子層

有幾個電子，元素就位于第幾主族。

2.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間有何關(guān)系？

提示

決定原子越易失電子.

J元素的金屈性越強,

單質(zhì)的還原性越強

結(jié)性

構(gòu)質(zhì)

決定原子越易得電子.

*,兀素的非金屈性越強

單質(zhì)的氧化性越強

3.如何根據(jù)元素在周期表中的位置推測原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)？（從同周期、同

主族兩方面分析）

提示（1）同主族元素從上到下：原子半徑逐漸增大，金屬性逐漸增強，非金屬

性逐漸減弱，主要化合價相似，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強。

（2）同周期元素從左到右：原子半徑逐漸減小，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸

增強，最高正化合價逐漸增大，得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱。

4.如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素，且它們的最高價氧化物對應(yīng)的水

化物的酸性大小為：X>Y,能否確定它們的相對位置？

提示可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對位置。由已知條件可確定

非金屬性為X>Y,所以，如果它們同周期，則X在Y的右邊；如果它們同主

族，則X在Y的上面。

名師歸納》

1.同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下:

具體表現(xiàn)為：

(1)結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系。

(電子層數(shù)=周期序數(shù)］

結(jié)構(gòu)《卜位置

［最外層電子數(shù)=主族序數(shù)J

(2)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系:

’最外層電子數(shù)越少］越易失電子、

電子層數(shù)越多?

還原性越強

幺1:松］＜》性質(zhì)

最外層電子數(shù)越多［越易得電子

、電子層數(shù)越少「氧化性越強,

(3)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:

非金屈性增強、

同周期(左一右)—

金屈性減弱

同主族(上一下)一電子層數(shù)遞增一微髓溫

2.元素周期律的具體應(yīng)用

(1)預(yù)測未知元素的性質(zhì)。

依據(jù)：同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。

如已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知未知元素碳(At)的單質(zhì)應(yīng)為有色固體,

與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。

(2)比較元素的性質(zhì)。

依據(jù)：元素周期律。

如比較H2s04和HzSeCU的酸性強弱，因為S、Se同主族，自上至下，元素的非

金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性逐漸減弱，故酸性：H2s。4>

HzSeCU。

⑶解釋實驗現(xiàn)象：如氟氣通入氯化鈉溶液中，不是置換出氯氣，而是與水發(fā)生

劇烈反應(yīng)，由元素周期表的遞變規(guī)律知氟元素的非金屬性最強，氟氣是氧化性最

強的非金屬單質(zhì)。

（4）尋找新材料：如在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素中尋找半導(dǎo)體

材料等。

［例題3］X、Y、W、Z為四種短周期主族元素，在周期表中的位置如圖所示，

W原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相同，下列說法正確的是（）

XY

WZ

A.X只能形成一種氫化物

B.W、X、Y的原子半徑依次增大

C.X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的小

D.W的最高價氧化物對應(yīng)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處于第二周

期，W、Z處于第三周期，W原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相同，則W為A1,

可推知X為C、Y為N、Z為S。C與氫元素生成的氫化物為妙類物質(zhì)，有很多

種，A項錯誤；同周期元素原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，原子核外電子

層數(shù)越多，原子半徑越大，則W、X、Y的原子半徑依次減小，B項錯誤；非金

屬性：N>C,元素的非金屬性越強，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，C項正確；氫氧化

鋁與弱堿NH3-H2O不反應(yīng)，D項錯誤。

［答案］C

變式訓(xùn)練3已知同周期X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物的酸性由

強到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,下列判斷正確的是（）

A.原子半徑按X、Y、Z的順序逐漸減小

B.單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z的順序減弱

C.三種元素陰離子的還原性按X、Y、Z的順序增強

D.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序減弱

［解析］同周期X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物的酸性由強到弱的

順序是HZO4>H2YO4>H3XO4,故X、Y、Z的原子序數(shù)為X<Y<Z。同周期元素

從左到右單質(zhì)的氧化性逐漸增強，陰離子的還原性逐漸減弱，原子半徑逐漸減小，

氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強，可知正確選項為A。

［答案］A

學(xué)習(xí)任務(wù)4(核心素養(yǎng))同主族元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)間的關(guān)系

一、知識要點

1.元素的金屬性、非金屬性與原子得失電子的關(guān)系

⑴元素的金屬性是指氣態(tài)原子失去電子的性質(zhì)，金屬性的強弱取決于原子失去

電子能力的強弱，越易失去電子，金屬性越強，而與失去電子的多少沒有必然聯(lián)

系。

(2)元素的非金屬性是指氣態(tài)原子得到電子的性質(zhì)，非金屬性的強弱取決于原子

得到電子能力的強弱，越易得到電子，非金屬性越強，而與得到電子的多少沒有

必然聯(lián)系。

⑶同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強，而得電子

能力逐漸減弱，故金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。

2.同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

從堿金屬元素和鹵素的性質(zhì)來看，同主族從上至下元素及其典型化合物性質(zhì)的遞

變規(guī)律如下表所示。

物質(zhì)類別性質(zhì)遞變規(guī)律

元素金屬性逐漸增強

元素

元素非金屬性逐漸減弱

氧化性逐漸減弱

單質(zhì)

還原性逐漸增強

非金屬元素氣態(tài)穩(wěn)定性逐漸減弱

氫化物還原性逐漸增強

最高價氧化物堿性逐漸增強

對應(yīng)水化物酸性逐漸減弱

二'核心素養(yǎng)

元素的金屬性、非金屬性與原子得失電子的關(guān)系今提升學(xué)生宏觀辨識與微觀

探析素養(yǎng)

同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)

【素養(yǎng)解題】

［典例示范］下列關(guān)于主族元素的說法錯誤的是（）

A.同主族元素隨著原子序數(shù)遞增，元素金屬性逐漸增強

B.同主族元素隨著原子序數(shù)遞增，元素單質(zhì)的熔、沸點逐漸升高

C.同主族元素原子最外層電子數(shù)都相同

D.同主族元素隨著原子序數(shù)遞增其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱,

堿性逐漸增強

［主族元素性質(zhì)判斷題的解題思路］

主族元素1金屬性

要注意區(qū)分.

性質(zhì)規(guī)律非金屬性

單質(zhì)的種類：金屬、非金屬

易錯點

必須是最高價氧化物對應(yīng)的水化物

［答案］B

三、對點訓(xùn)練

1.下列敘述中能說明A金屬比B金屬活潑性強的是（）

A.A原子的最外層電子數(shù)比B原子的最外層電子數(shù)少

B.A原子電子層數(shù)比B原子的電子層數(shù)多

C.1molA從酸中置換才生成的H2比1molB從酸中置換H卡生成的H2多

D.常溫時，A能從水中置換出氫氣，而B不能

［解析］比較金屬的活潑性不能根據(jù)最外層電子數(shù)的多少，如Li的最外層電子數(shù)

比Ca少，但不如Ca活潑，故A錯誤；比較金屬的活潑性不能根據(jù)原子電子層

數(shù)的多少，如Na的電子層數(shù)比Cu少，但Na比Cu活潑，故B錯誤；比較金屬

的活潑性不能根據(jù)生成氫氣的多少來判斷，例如1molAl從酸中置換H+生成的

H2比ImolMg從酸中置換H+生成的H2多，但Mg的活潑性強，故C錯誤；常

溫時，A能從水中置換出氫，而B不能，說明A易失去電子，則金屬A的活潑

性肯定比金屬B的活潑性強，故D正確。

［答案］D

2.下列說法中，不符合VDA族元素性質(zhì)特征的是()

A.從上到下元素的非金屬性增強

B.易形成一1價離子

C.從上到下最高價氧化物的水化物酸性減弱(F除外)

D.從上到下氫化物的還原性依次增強

［解析］同主族元素，從上到下元素的非金屬性減弱，A項錯誤；第VHA族元素

最外層7個電子，易得1個電子形成一1價離子，B項正確；從上到下元素的非