第一章

原子結(jié)構(gòu)元素周期律第三節(jié)

元素周期表的應(yīng)用1.3.2研究同主族元素的性質(zhì)核心素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識與微觀探析：能從原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置等微觀角度，理解硅及其化合物的性質(zhì)，以及元素“位-構(gòu)-性”的關(guān)系，進而宏觀認識物質(zhì)的性質(zhì)和變化。證據(jù)推理與模型認知：依據(jù)元素周期表和元素周期律，通過比較、歸納等方法，建立預(yù)測元素及其化合物性質(zhì)的思維模型，如利用同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，預(yù)測鎵的性質(zhì)，并能運用該模型解釋相關(guān)化學(xué)現(xiàn)象，解決實際問題重點掌握硅及其化合物的性質(zhì)；理解元素“位-構(gòu)-性”的關(guān)系，并能運用其預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)；認識元素周期表的分區(qū)和化合價規(guī)律；難點從原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的角度理解硅及其化合物性質(zhì)的差異；靈活運用元素“位-構(gòu)-性”關(guān)系解決實際問題，如根據(jù)元素的部分信息推斷其性質(zhì)和在周期表中的位置課前導(dǎo)入課前導(dǎo)入同學(xué)們，在科技飛速發(fā)展的今天，新材料不斷涌現(xiàn)，其中硅材料扮演著至關(guān)重要的角色。在2023年5月23日舉行的第十六屆國際太陽能光伏與智慧能源大會上，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市被全球綠色能源理事會頒授“世界綠色硅都”稱號。硅為何能獲此殊榮？它究竟有哪些獨特的性質(zhì)和用途呢？而且，在元素周期表中，硅所在的位置又對其性質(zhì)有著怎樣的影響呢？帶著這些疑問，讓我們一起走進今天的化學(xué)課堂，深入探究“預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)”。01預(yù)測硅及其化合物的性質(zhì)硅在地殼中的含量僅次于氧，硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。計算機芯片、光導(dǎo)纖維、玻璃儀器等，都是以硅或硅的化合物為材料制成的。預(yù)測硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)硅及其化合物的存在與應(yīng)用方法引導(dǎo)可以從元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三個角度認識元素。預(yù)測硅的性質(zhì)及預(yù)測依據(jù)→依據(jù)一：碳和硅都屬于ⅣA族元素，按照同主族元素性質(zhì)變化規(guī)律，硅和碳的最外層電子數(shù)都是4，都是非金屬元素，硅的原子半徑比碳的原子半徑大，→預(yù)測一：得電子能力比碳弱，非金屬性比碳弱。→依據(jù)二：硅和磷都是第3周期元素，電子層數(shù)相同，硅的最外層電子數(shù)比磷少，原子半徑比磷大，→預(yù)測二：得電子能力比磷弱，非金屬性比磷弱。硅單質(zhì)的性質(zhì)

二氧化硅的性質(zhì)

硅酸的性質(zhì)

硅酸鹽的性質(zhì)★化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)：利用強酸制弱酸原理可以制硅酸Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3↓硅及其化合物與非金屬材料硅與半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料。硅是常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，主要用于制造芯片和太陽能電池。自然界中沒有游離態(tài)的硅。工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質(zhì)的粗硅；將粗硅提純后，可以得到用作半導(dǎo)體材料的高純硅。單質(zhì)硅硅及其化合物與非金屬材料二氧化硅與光導(dǎo)纖維二氧化硅廣泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅常被用來制造高性能的現(xiàn)代通信材料——光導(dǎo)纖維（簡稱“光纖”）。光纖通信克服了聲音信號和圖像信號在銅絲或鋁絲媒介中傳播損耗大的缺點，并節(jié)約了大量金屬資源。光纖除了用于通信外，還用于能量傳輸、信息處理、遙測遙控和醫(yī)療器械（如光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡）制造等方面。水晶硅酸鹽與無機非金屬材料硅酸鹽是由硅元素、氧元素和金屬元素組成的化合物的總稱，在自然界分布極廣。硅酸鹽材料（如陶瓷、玻璃、水泥等）是無機非金屬材料的主要分支之一，有著悠久的歷史。陶瓷材料是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料。玻璃的種類很多，除普通玻璃外還有鉛玻璃、有色玻璃、鋼化玻璃等。制造普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英。水泥是非常重要的建筑材料。普通水泥的主要成分是硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）等。隨著信息科學(xué)、能源技術(shù)、航天技術(shù)、生物工程等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新型無機非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷和壓電陶瓷等，相繼被研制出來。02元素周期表的其他應(yīng)用元素周期表已成為化學(xué)家的得力工具，為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新元素、合成新物質(zhì)、尋找新材料提供了許多有價值的指導(dǎo)。分界線附近元素過渡元素ⅣB族到ⅥB族的過渡元素的單質(zhì)氟氯磷硫等元素半導(dǎo)體材料優(yōu)良催化劑耐高溫、耐腐蝕的特種合金研制農(nóng)藥尋找尋找尋找尋找依據(jù)元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系推斷核外電子排布電子層數(shù)、最外層電子數(shù)周期序數(shù)、族序數(shù)元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)★由元素原子或離子的核外電子排布推斷推知推知推知依據(jù)元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系推斷元素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)元素名稱或符號原子結(jié)構(gòu):電子層數(shù)和最外層電子數(shù)元素在元素周期表中的位置★由元素單質(zhì)或化合物的性質(zhì)(特性)推斷推知推知推知依據(jù)元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系推斷元素在元素周期表中的位置周期序數(shù)、族序數(shù)原子結(jié)構(gòu):電子層數(shù)和最外層電子數(shù)元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)★由元素在元素周期表中的位置推斷推知推知推

知元素“位-構(gòu)-性”關(guān)系模型原子結(jié)構(gòu)元素位置元素性質(zhì)化合價原子半徑原子得失電子能力物質(zhì)性質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)核電荷數(shù)核外電子排布電子層數(shù)最外層電子數(shù)原子序數(shù)周期族反映決定判斷元素，推出位置運用遞變規(guī)律推出性質(zhì)反映決定決定03課堂小結(jié)04課堂練習(xí)1.鉈是超導(dǎo)材料的組成元素之一,鉈在元素周期表中位于第6周期,與鋁是同主族元素,元素符號是Tl。以下對鉈的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)推斷中,不正確的是(

)。A.鉈是易導(dǎo)電的銀白色金屬B.鉈能生成+3價的離子C.Tl3+的氧化性比Al3+強D.氫氧化鉈的堿性比氫氧化鋁強C2.下列關(guān)于SiO2和CO2的說法不正確的是(

)。A.SiO2的沸點比CO2高B.CO2與SiO2化學(xué)式雖然相似,但CO2與SiO2的物理性質(zhì)有很大區(qū)別C.CO2和SiO2均能和水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D.CO2和SiO2均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水C3.砷為第4周期ⅤA族元素,根據(jù)它在元素周期表中的位置推測,砷不可能具有的性質(zhì)是(

)。A.砷在通常狀況下是固體B.可以有-3、+3、+5等多種化合價C.As2O5對應(yīng)水化物的酸性比H3PO4弱D.砷的氧化性比磷強D4．下列關(guān)于