《同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變》一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深對(duì)同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)。2.體會(huì)元素周期表和元素周期律在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)中的重要應(yīng)用。(二)實(shí)驗(yàn)用品1.儀器:試管、試管夾、試管架、量筒、膠頭滴管、酒精燈、白色點(diǎn)滴板、鑷子、砂紙、火柴。2.藥品:鎂條、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1mol·L-1NaOH溶液、酚酞溶液。二、探究過程(一)實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論(解釋)1.同主族元素性質(zhì)的遞變。2.同周期元素性質(zhì)的遞變。

(二)實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.同主族元素,從上到下,元素金屬性

逐漸增強(qiáng)

,非金屬性

逐漸減弱

。

2.同周期主族元素,從左到右,元素金屬性

逐漸減弱

,非金屬性

逐漸增強(qiáng)

。

(三)注意事項(xiàng)1.氯水必須用新制備的,不可用久置的氯水。2.溴水極易揮發(fā),且溴蒸氣對(duì)人體有害,應(yīng)當(dāng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。三、思考與討論1.實(shí)驗(yàn)室中所用的氯水為什么要用新制的?答案:氯氣溶于水后會(huì)部分與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸見光易分解生成HCl和O2,長時(shí)間放置后,氯水中氯氣的濃度會(huì)減小,最終變?yōu)橄←}酸。因此氯水必須現(xiàn)用現(xiàn)配。2.實(shí)驗(yàn)室中的鈉是怎樣保存的?鎂、鋁也是活潑金屬,需要和鈉一樣保存嗎?答案:實(shí)驗(yàn)室中,金屬鈉一般保存在煤油或石蠟油中,以隔絕空氣和水,避免鈉被氧化。金屬鎂和鋁一般直接放在試劑瓶中即可,不需要用煤油密封,這是因?yàn)殒V、鋁表面的氧化膜比較致密,可以防止內(nèi)部金屬被進(jìn)一步氧化。3.通過本次實(shí)驗(yàn)的兩組探究過程,你能得出什么結(jié)論?你對(duì)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系及元素周期律(表)有什么新的認(rèn)識(shí)?答案:結(jié)論:同主族元素,從上到下,元素金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。同周期主族元素,從左到右,元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。在元素周期表中,同主族元素最外層電子數(shù)相同,但電子層數(shù)不同,因此原子核對(duì)最外層電子的吸引能力不同,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,原子越容易失電子,而非金屬元素得電子能力則逐漸減弱,因此元素的金屬性增強(qiáng),非金屬性減弱。同周期主族元素,原子的電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸增多,失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強(qiáng),元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),而原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置。突破一元素的“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”之間的關(guān)系規(guī)律及其應(yīng)用典例1(2021全國乙,11)我國嫦娥五號(hào)探測(cè)器帶回1.731kg的月球土壤,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其構(gòu)成與地球土壤類似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序數(shù)依次增大,最外層電子數(shù)之和為15。X、Y、Z為同周期相鄰元素,且均不與W同族。下列結(jié)論正確的是(

)A.原子半徑大小順序?yàn)閃>X>Y>ZB.化合物XW中的化學(xué)鍵為離子鍵C.Y單質(zhì)的導(dǎo)電性能弱于Z單質(zhì)的D.Z的氧化物的水化物的酸性強(qiáng)于碳酸答案

B解析

根據(jù)題干中有關(guān)W、X、Y、Z原子結(jié)構(gòu)的信息,并結(jié)合對(duì)地球土壤中的元素組成的初步認(rèn)識(shí),可推斷出X、Y、Z分別為第三周期的Mg、Al、Si,W為O。O、Mg、Al、Si的原子半徑大小順序?yàn)閄>Y>Z>W(Mg>Al>Si>O),A項(xiàng)錯(cuò)誤;化合物XW(MgO)中的化學(xué)鍵是離子鍵,B項(xiàng)正確;Y(Al)單質(zhì)的導(dǎo)電性強(qiáng)于Z(Si)單質(zhì)的導(dǎo)電性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Z的氧化物的水化物(硅酸或原硅酸)的酸性弱于碳酸的酸性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。元素的原子結(jié)構(gòu)、其在周期表中的位置及元素的性質(zhì)(位、構(gòu)、性)三者之間的關(guān)系可用下圖表示:應(yīng)用“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者的關(guān)系解答問題時(shí)要注意掌握以下幾個(gè)方面:1.熟練掌握四個(gè)關(guān)系式原子核外電子層數(shù)=周期序數(shù)原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù)主族元素的最高正價(jià)=族序數(shù)(O、F除外)最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-82.熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律(1)各周期所含元素種類數(shù)(第一到第七周期分別為2、8、8、18、18、32、32)。(2)稀有氣體元素的原子序數(shù)(分別為2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分別在一到七周期)。(3)同主族相鄰周期元素原子序數(shù)的差值(2、8、18、32)。(4)同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素原子序數(shù)差值(1、11、25)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-1(2020浙江7月選考)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素,原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價(jià)為+4價(jià),Y元素與Z、M元素相鄰,且與M元素同主族;化合物Z2X4的電子總數(shù)為18個(gè);Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個(gè)電子。下列說法不正確的是(

)A.原子半徑:Z<Y<MB.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Z>Y>MC.X2Z—ZX2易溶于水,其水溶液呈堿性D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價(jià)化合物答案

D解析

X、Y、Z、M、Q為五種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,Y元素的最高正價(jià)是+4價(jià),則Y為碳元素,M與Y同主族,則M是硅元素;Z與碳相鄰,是氮元素,N2X4的電子總數(shù)是18,X是氫元素;Q是第三周期元素,最外層電子數(shù)是7,則為氯元素。原子半徑:N<C<Si(Z<Y<M),A項(xiàng)正確;最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3(Z>Y>M),B項(xiàng)正確;H2N—NH2易溶于水,水溶液呈堿性,C項(xiàng)正確;H、N、Cl可以形成NH4Cl離子化合物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-2(2020山東濰坊中學(xué)高一階段檢測(cè))A、B、C、D、E五種元素,它們?cè)拥暮穗姾蓴?shù)均小于18且依次遞增,A原子核內(nèi)僅有一個(gè)質(zhì)子;B原子的電子總數(shù)與D原子的最外層電子數(shù)相等;A原子與B原子的最外層電子數(shù)之和與C原子的最外層電子數(shù)相等;D的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍;E的單質(zhì)是用途最廣泛的半導(dǎo)體材料。試推斷它們各是什么元素并回答下列問題:(1)寫出它們的元素符號(hào):A

,B

,C

,D

,E

。

(2)B、C、D的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序?yàn)?/p>

(用化學(xué)式表示)。

(3)畫出D的離子結(jié)構(gòu)示意圖:

。

(4)用一個(gè)化學(xué)方程式證明B、E的非金屬性的強(qiáng)弱:

。

(5)寫出E的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式:

。

(6)由這五種元素中的任意幾種組成的三核10電子的分子為

,四核10電子的分子是

。由這五種元素中的任意幾種組成的四核18電子的分子為

,五核18電子的分子是

。

答案

(1)H

C

N

O

Si(2)H2O>NH3>CH4(3)(4)Na2SiO3+H2O+CO2===H2SiO3↓+Na2CO3(5)SiO2

(6)H2O

NH3

H2O2

SiH4解析

有A、B、C、D、E五種元素,它們?cè)拥暮穗姾蓴?shù)依次遞增且均小于18,A原子核內(nèi)僅有1個(gè)質(zhì)子,A應(yīng)為氫元素;D原子有兩個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,最外層電子數(shù)為6,則D為氧元素;B原子的電子總數(shù)與D原子的最外層電子數(shù)相等,則B為碳元素;A原子與B原子的最外層電子數(shù)之和與C原子的最外層電子數(shù)相等,C原子最外層電子數(shù)=1+4=5,且C的原子序數(shù)小于D,所以C是氮元素;E的單質(zhì)是用途最廣泛的半導(dǎo)體材料,E為硅元素。(1)A為氫元素,B為碳元素,C為氮元素,D為氧元素,E為硅元素。(2)同周期元素從左到右非金屬性依次增強(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增強(qiáng),因C、N、O的非金屬性依次增強(qiáng),故其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序?yàn)镠2O>NH3>CH4。(3)D為O元素,核電荷數(shù)為8,其離子的結(jié)構(gòu)示意圖為

。(4)C的非金屬性比Si的強(qiáng),可根據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸的原理,結(jié)合其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性來判斷,用化學(xué)方程式表示為Na2SiO3+H2O+CO2===H2SiO3↓+Na2CO3。(5)E的最高價(jià)氧化物為二氧化硅,化學(xué)式為SiO2。(6)水分子為三核10電子的分子,其化學(xué)式為H2O;氨氣分子為四核10電子的分子,其化學(xué)式為NH3;過氧化氫分子為四核18電子的分子,其化學(xué)式為H2O2;氫化硅分子為五核18電子的分子,其化學(xué)式為SiH4。突破二判斷離子化合物與共價(jià)化合物的方法典例2下列敘述中,不正確的是(

)A.共價(jià)化合物可能含有離子鍵B.CCl4和NH3都是只含有極性鍵的共價(jià)化合物C.Na2O2是含有非極性鍵的離子化合物D.CaO和NaCl晶體熔化時(shí)要破壞離子鍵答案

A解析

共價(jià)化合物中一定無離子鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;CCl4和NH3分別含有C—Cl鍵和N—H鍵,都屬于極性鍵,B項(xiàng)正確;Na2O2中的

中含有非極性共價(jià)鍵O—O鍵,C項(xiàng)正確;CaO和NaCl都屬于離子化合物,熔化時(shí)要破壞離子鍵,D項(xiàng)正確。

1.根據(jù)化合物的基本類型判斷(1)常見的鹽中絕大多數(shù)都是離子化合物,少數(shù)鹽是共價(jià)化合物。如AlCl3是共價(jià)化合物。(2)常見的強(qiáng)堿是離子化合物,弱堿是共價(jià)化合物。如KOH、NaOH、Ba(OH)2是離子化合物,NH3·H2O是共價(jià)化合物。(3)活潑金屬的氧化物、過氧化物是離子化合物,其他元素的氧化物、過氧化物一般是共價(jià)化合物。如MgO、CaO、Na2O、K2O、Na2O2等是離子化合物,SO2、SO3、NO2、CO2、CO、SiO2、P2O5、H2O、H2O2等是共價(jià)化合物。(4)活潑金屬的氫化物是離子化合物,其他元素的氫化物多是共價(jià)化合物。如NaH、CaH2等是離子化合物,HF、HCl、HBr、HI、H2O、H2S、NH3、CH4等是共價(jià)化合物。2.根據(jù)化合物的導(dǎo)電性判斷熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物,熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物是共價(jià)化合物。3.根據(jù)化合物的熔、沸點(diǎn)判斷熔、沸點(diǎn)比較高或很高的化合物可能是離子化合物,而熔、沸點(diǎn)較低或很低的化合物可能是共價(jià)化合物。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2-1下面是我們熟悉的物質(zhì):①O2②金剛石③NaBr④H2SO4⑤Na2CO3⑥NH4Cl⑦NaHSO4

⑧Ne⑨Na2O2⑩NaOH(1)這些物質(zhì)中,只含共價(jià)鍵的是

(填序號(hào),下同),只含離子鍵的是

,既含共價(jià)鍵又含離子鍵的是

,不存在化學(xué)鍵的是

。

(2)屬于共價(jià)化合物的是

,屬于離子化合物的是

。

(3)將NaHSO4溶于水,破壞了NaHSO4中的

,寫出其電離方程式:

;

NaHSO4熔融狀態(tài)下電離,破壞了

,寫出電離方程式:

。

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2-2已知X元素原子的L