高中化学苏教版必修一 5.1.3 同主族元素的性质 课件

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第3课时　同主族元素的性质专题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学习目标通过碱金属、卤族元素原子的结构特点，解释碱金属、卤素性质的相似性和递变性。一、碱金属元素1.碱金属:在元素周期表中,第ⅠA族除氢外的元素,都是金属元素,且它们对应的碱都是强碱,所以称为碱金属。2.原子结构(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是__。(2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大,电子层数逐渐_____,原子半径逐渐_____。3.与水反应碱金属元素随核电荷数的增加,_______逐渐增强。1增多增大金属性知识梳理【自主探索】社会生产、科学研究和国防建设等部门,对时间的要求就高得多。它们要求时间要准到千分之一秒,甚至百万分之一秒。为了适应这些高精度的要求,人们制造出了一系列精密的计时器具,铯钟就是其中的一种。铯钟又叫“铯原子钟”。铯属于第6周期的碱金属元素,推测金属铯与水反应的现象,写出反应的方程式并判断CsOH的碱性强弱。提示:金属铯与水能剧烈反应,甚至发生剧烈的爆炸,反应的方程式为2Cs+2H2O====2CsOH+H2↑,CsOH属于强碱。二、卤族元素1.卤族元素:指周期表中第ⅦA族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),简称卤素。2.原子结构结论:卤族元素原子的最外层电子数为7,但电子层数不同,其变化规律是随着原子序数增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。3.卤素单质间的置换反应(1)Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由_______,相应卤素离子的还原性__________。(2)卤族元素随核电荷数的增加,_________逐渐减弱。强到弱由弱到强非金属性【自主探索】砹,原子序数85,是一种人工放射性元素,化学符号源于希腊文“astator”,原意是“改变”。1940年美国科学家科森得到了砹。砹是原子序数最大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,回答下列问题:(1)推测砹在元素周期表中的位置____________。 (2)与H2化合能力:At2________I2 (3)预测砹单质的氧化性比碘单质的氧化性______(填“弱”或“强”)。 (4)砹原子的最外电子层上有________个电子。 提示:(1)第七周期ⅦA族　(2)<　(3)弱　(4)7　知识点一　碱金属元素 1.物理性质:随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。2.化学性质(1)相似性:碱金属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2R+2H2O====2ROH+H2↑(R表示碱金属元素)。(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。难点突破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。即碱性:LiOHNa>Li,故Na可以从LiCl溶液中置换出金属锂C.熔、沸点:Li>Na>KD.碱性:LiOHNa>K>Rb。②金属性由强到弱的顺序为Rb>K>Na>Li。③单质的还原性由强到弱的顺序为Rb>K>Na>Li。④对应阳离子的氧化性由强到弱的顺序为Li+>Na+>K+>Rb+。⑤最高价氧化物对应水化物的碱性由弱到强的顺序为LiOHK>Na>Li。【素养训练】钾与水剧烈反应,甚至在冰上也能着火,生成氢氧化钾和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾和氢气燃烧。(1)钾失火,应采取什么方法灭火?提示:用沙土、石棉等覆盖。(2)钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰?提示:生产生活中常见物质中大多数含有钠元素,其焰色反应为黄色,黄色能掩盖紫色。　知识点二　卤族元素 1.物理性质:卤族元素的单质都是双原子分子,它们的物理性质随核电荷数的增大,卤素单质的颜色变深,熔点、沸点、密度依次递增。2.化学性质:(1)相似性(X表示卤族元素)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,氟单质的氧化性最强。①与H2反应:X2+H2 2HX。②与活泼金属(如Na)反应:2Na+X2 2NaX。③与H2O反应a.X2+H2O====HX+HXO(X=Cl、Br、I);b.2F2+2H2O====4HF+O2。④与NaOH溶液反应:X2+2NaOH====NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。(2)递变性(X表示卤族元素)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。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:HF>HCl>HBr>HI;还原性:HFHBrO4>HIO4,HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。【合作探究】1.(思维升华)试比较F、Cl、Br、I对应氢化物的稳定性,据此,能否判断F、Cl、Br、I非金属性的强弱?(证据推理与模型认知)提示:能。稳定性HF>HCl>HBr>HI;氢化物的稳定性越强,则对应元素的非金属性越强,即非金属性强弱顺序为F>Cl>Br>I。2.(教材二次开发)氯气能从NaBr溶液中置换出Br2,F2比Cl2活泼,F2能否从NaBr溶液中置换出Br2?(证据推理与模型认知)提示:不能;F2能与NaBr溶液中的水反应生成HF和O2,不能从NaBr溶液中置换出Br2。3.(情境应用)1826年,法国的一位青年波拉德把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通氯气,这时,就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现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。详细地进行研究后证明,这深褐色的液体,是一种人们还未发现的新元素。(1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl2+2Br-====Br2+2Cl-,Cl2+2I-====I2+2Cl-。(2)比较Cl-、Br-、I-的还原性强弱,并从原子结构角度解释原因。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl-、Br-、I-的还原性:Cl-Br2>Cl2>F2。②非金属性由强到弱的顺序为F>Cl>Br>I。③单质的氧化性由强到弱的顺序为F2>Cl2>Br2>I2。④对应简单阴离子还原性由强到弱的顺序为I->Br->Cl->F-。⑤氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HF>HCl>HBr>HI。⑥与H2反应的剧烈程度为F2>Cl2>Br2>I2。⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>HBrO4>HIO4。【素养训练】氟是一种反应性能极高的元素,被称为“化学界顽童”。但氟一旦与其他元素结合,就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合物。(1)卤素单质中氧化性最强的是哪种单质?提示:F2。(2)F在化合物中有无正价?提示:F在化合物中只显示-1价,无正价。【课堂小结】课堂检测·素养达标1.(双选)可能存在的第119号未知元素,属于第ⅠA族元素,有人称为“类钫”。根据周期表中同族元素的相似性,下列有关“类钫”的预测中错误的是(　　)A.“类钫”原子半径大于铯B.“类钫”与O2加热反应只能生成一种氧化物C.“类钫”在化合物中是+1价D.“类钫”与水反应比Na与水反应缓慢课堂达标【解析】选B、D。碱金属元素从上到下原子半径逐渐增大,A正确;与O2反应的产物比钠反应的产物更加复杂,B错误;“类钫”位于第ⅠA 族,在化合物中的化合价为+1价,C正确;同主族元素随着核电荷数的增加,金属性逐渐增强,和水反应的激烈程度增加,D错误。2.下列有关卤族元素的说法中,正确的是 (　　)A.酸性:HFO4>HClO4B.最外层电子数:Br>IC.密度:Cl2>Br2D.热稳定性:HBr>HI【解析】选D。氟元素无正价,无最高价含氧酸,A错误;卤族元素的最外层电子数都是7,B错误;随着原子序数的增大,卤族元素单质的密度逐渐增大,氢化物的稳定性逐渐减弱,C错误,D正确。3.如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是(　　)　　 A.还原性　　　　　　B.与水反应的剧烈程度C.熔点 D.原子半径【解析】选C。由图可知,随着核电荷数的增大,碱金属的性质呈增大趋势,而碱金属单质的熔、沸点随核电荷数的增大而降低。本节内容结束