第05讲 同主族元素性质的递变规律-【寒假自学课】2023年高一化学寒假精品课（鲁科版2019必修第二册）

第05讲同主族元素性质的递变规律 ( 知识导航 ) ( 知识 预习 ) 一、研究同主族元素的性质 元素在元素周期表中的位置反映了该元素原子结构的特点以及由此决定元素的性质。在元素周期表中，位于同一主族的元素原子的最外层电子数相同，因此同主族元素具有相似的性质。 【活动·探究】 探究卤族元素性质的相似性和递变性 请你分析卤族元素性质的相似性和递变性，并选取典型代表物验证你的预测。 实验目的 分别以卤族元素单质和卤化物为典型代表物设计实验，验证你对卤族元素性质的相似性和递变性的预测。 实验用品 NaCl溶液，NaBr溶液，KI溶液，氯水，溴水，碘水，淀粉溶液，四氯化碳；烧杯，试管，胶头滴管。 实验方案设计及实施 物质 预测及依据 实验方案 实验现象 实验结论 预测及依据：卤素间可以发生置换反应，较活泼的非金属可以将较不活泼的非金属从它们的盐溶液中置换出来。 实验 现象 化学方程式 将少量氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。 加入四氯化碳振荡静置后，发现溶液分层，盛有NaBr溶液的试管中下层显橙色，说明有单质溴生成。盛有KI溶液的试管中，下层显紫红色，说明有单质碘生成。 2NaBr+Cl22NaCl+ Br2 2KI +Cl22KCl+I2 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。 加入四氯化碳振荡静置后，发现溶液分层，下层显紫红色，说明有单质碘生成。 2KI+Br 22KBr+I2 实验结论：卤素单质的氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。 1．相似性 同主族元素原子结构的相似性，决定着它们的单质和某些同类化合物表现出相似的性质。 （1）都能与大多数金属反应：2Fe+3Br22FeBr3；I2+FeFeI2；（注意碘只能够将铁氧化为二价铁） （2）都能与H2反应：H2+X22HX； （3）都能与H2O反应：X2+H2OHX+HXO(F2例外)； （4）都能与碱液反应：X2+2NaOHNaX+NaXO +H2O(F2例外)。 2．递变性 同主族元素原子结构的差异性，决定着他们的单质和某些同类化合物的性质有一定的差异，且自上而下随着元素核电荷数的增加而递变。 化学式 与氢气的反应 化学方程式 F2 在冷、暗处就能剧烈化合而爆炸，生成的氟化氢很稳定 F2+H22HF(氟化氢) Cl2 在光照或点燃下发生反应，生成的氯化氢较稳定 Cl2+H22HCl(氯化氢) Br2 在加热至一定温度下才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定 Br2+H22HBr(溴化氢) I2 持续加热下才能缓慢化合，碘化氢不稳定同时发生分解 I2+H22HI(碘化氢) 同主族元素原子的核电荷数、电子层数不同，导致它们的性质有所差异。同主族元素原子从上到下，核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素原子的失电子能力逐渐增强、得电子能力逐渐减弱。 （1）卤族元素原子结构的比较。 ①卤族单质的物理性质及递变规律 【重点提醒】碱金属的熔沸点同一主族从上到下逐渐减小。 ②单质的溶解性： 除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较小，且由大小，都易溶于有机溶剂 二、卤素的特殊性 物质 特点 性质 氟 无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱。F2是氧化性最强的非金属单质。 ①与水反应生成O2：2F2＋2H2O 4HF＋O2。 ②F2与H2在暗处即发生爆炸。 ③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高(HF分子间形成氢键)。 溴 Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，易挥发且有毒，通常用蜡密封保存在磨口玻璃瓶中，还可加少许水作保护剂抑制Br2挥发。 ①用碳酸钠溶液吸收溴，发生歧化反应：3Br2+6CO32-+3H2O═5Br-+BrO3-+6HCO3-（或3Br2+3CO32-═5Br-+BrO3-+3CO2） ②BrCl中Cl的非金属性强，Cl显负电性，Br显正电习惯，与水反应为BrCl+H2O═ HCl+HBrO 碘 I2遇淀粉变蓝色，该特性常用于检验I2。I2受热时易升华，该特性常用于分离I2。 I2易与Na2S2O3溶液反应：I2+ 2S2O32－ 2I－ + S4O62－，常用于通过滴定（以淀粉为指示剂）来定量测定碘的含量。 卤化银 ①溶解性：AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水。 ②颜色：AgF白色，AgCl白色，AgBr淡黄色，AgI黄色。 ③感光性：除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料。 三、碱金属元素及性质 （1）物理性质：碱金属都是银白色的金属（铯略带金色光泽），密度小，熔点和沸点都比较低