内容正文:
第3节 元素周期表的应用
第1课时 同周期元素性质的递变规律
新课程标准
核心素养
1.以第3周期为例,掌握同周期元素性质的递变规律,并能用原子结构理论初步加以解释。
2.学会运用具体事物来研究抽象概念的思维方法。
1.宏观辨识与微观探析
能从原子结构说明同周期元素物质性质的递变性及其原因,解释同类的不同物质性质变化的规律。
2.证据推理与模型认知
结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律;能理解、描述元素周期律的认知模型,并运用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化。
知识点 同周期元素性质的递变规律
1.钠、镁、铝三种元素失电子能力的比较
元素
Na
Mg
Al
单质与
水反应
与冷水
__剧烈__
反应
与冷水__不__反应,与沸水__缓慢__反应
与冷水、沸水均__不__反应
单质与
盐酸反
应
—
反应__剧烈__,有大量气泡
反应__较剧烈__,缓慢放出气泡
最高价氧化物
对应水化物的
碱性
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性氢
氧化物
结论
2.硅、磷、硫、氯单质及化合物性质的比较
元素
Si
P
S
Cl
单质与H2
化合的条件
高温
较高温度
需加热
__点燃或光照__
气态氢化物
的稳定性
SiH4
很不稳定
PH3
不稳定
H2S
较不稳定
HCl
稳定
最高价氧
化物
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
最高价氧化
物对应水化
物的酸性
H4SiO4或
H2SiO3
弱酸
H3PO4
中强酸
H2SO4
强酸
HClO4
最强
无机酸
结论
从Si到Cl,元素得电子能力逐渐__增强__
3.同周期元素得失电子能力的递变规律
(1)规律:同一周期,从左往右,随着原子序数的递增,元素原子失电子能力逐渐__减弱__,得电子能力逐渐__增强__。
(2)理论解释
[思考探究]
一、同周期元素原子结构与性质的递变规律
1.甲、乙试管中滴加过量NaOH溶液的过程中有什么现象发生?试写出相关反应的离子方程式。
提示 甲中产生白色沉淀,滴加过量NaOH溶液白色沉淀不溶解;Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓。
乙中开始产生白色沉淀,随后溶解;Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。
2.通过甲、乙、丙三个实验探究酸、碱性的强弱,试归纳同一周期元素的原子结构与元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性之间的变化规律。
提示 同一周期从左到右,随着原子序数的增加,元素最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。
二、元素原子得失电子能力的判断方法(元素金属性、非金属性强弱的比较)
为了探究元素非金属性的强弱,某同学设计了右图所示的装置,可比较HNO3、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,进而比较氮、碳、硅三种元素的非金属性强弱。
供选择的试剂:稀硝酸、稀硫酸、碳酸钙固体、硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液。
(1)锥形瓶中装有某难溶性正盐,分液漏斗中盛放何种试剂?
(2)装置B盛放何种试剂?其作用是什么?
(3)装置C盛放何种试剂?写出发生反应的离子方程式。
(4)通过实验证明碳、氮、硅的非金属性由强到弱的顺序是怎样的?
提示 (1)锥形瓶中盛放碳酸钙固体,分液漏斗内装稀硝酸,两者反应生成二氧化碳气体。
(2)因为硝酸具有挥发性,所以应通过装置B除去HNO3蒸气,否则无法确定后面的H2SiO3沉淀是由CO2与Na2SiO3反应生成的,还是HNO3与Na2SiO3反应生成的。所以B中盛放饱和碳酸氢钠溶液,吸收混合气体中的硝酸蒸气。
(3)装置C中盛放硅酸钠溶液。SiO+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO。
(4)N>C>Si。
[归纳提升]
一、同周期元素原子结构与性质的递变规律
内容
同周期(左→右)
原子结构
电子层数
相同
最外层电子数
1→8个(第1周期1→2)
原子半径
逐渐减小
元素性质
原子得电子能力
逐渐增强
原子失电子能力
逐渐减弱
元素的金属性
逐渐减弱
元素的非金属性
逐渐增强
金属单质还原性
逐渐减弱
非金属单质氧化性
逐渐增强
元素的主
要化合价
最高正价
由+1→+7(O、F除外)
最低负价
由-4→-1
非金属气
态氢化物
形成
难→易
稳定性
逐渐增强
还原性
逐渐减弱
最高价氧化
物的水化物
酸性
逐渐增强
碱性
逐渐减弱
金属阳离子氧化性
逐渐增强