内容正文:
第一章
第三节 元素周期律的应用(3)
周期表中元素位、构、性的关系
原子结构
表中位置
元素性质
原子序数= 核电荷数
周期数= 电子层数
主族序数=最外层电子数
同位-化学性质相同
相似性(最外层电子数相同,化学性质相似)
递变性(从上至下,金属性增强,非金属性减弱)
同周期
同主族
递变性(从左到右,金属性减弱,非金属性增强)
电子层数相同
电子层数
最外层电子数
金属性、非金属性强弱
最外层电子数 = 最高正价
最外层电子数-8 = 负价
(主族)化合价
特别提醒:元素性质和物质结构的常用的突破口
(1)形成化合物种类最多的元素是碳。
(2)某元素的最高价氧化物的水化物能与其气态氢化物化合生成盐,该元素是氮。
(3)在地壳中含量最多的元素是氧,在地壳中含量最多的金属元素是铝。
(4)常温下呈液态的非金属单质是溴,金属单质是汞。
(5)气态氢化物最稳定的元素是氟。
(6)三种元素最高氧化物对应的水化物两两皆能反应,则必定含有Al元素。
(7)焰色反应呈黄色的元素是钠,焰色反应呈紫色的元素是钾。
(8)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是氯。
(9)单质的硬度最大的元素是碳。
(10)化学式为A2B2型的化合物,则只可能为Na2O2、H2O2。
题型一: 根据原子结构与元素性质特点推断
练习1:C 练习 2: B
题型二:根据残缺的周期表及元素性质特点推断
练习3:A 练习 4: B
题型三:依据周期律推断
元素代号 X Y Z W
原子半径/10-12m 160 110 70 66
主要化合价 +2 +5、+3、-3 +5、+3、-3 -2
【练习5】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
下列叙述正确的是( )
A.离子半径:W<X
B.气态氢化物的稳定性:Z>W
C.Z与W在一定条件下可直接化合生成ZW2
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
练习5:D
练习6:A
题型四:元素推断与其他无机知识的综合
练习7:(1)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
(2) Na2S (3)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl (4)HCl H2S (5)S2- Cl- Na+ Al3+
知识点二:预测元素的性质
(一)比较不同周期、不同主族元素的性质
如金属性Mg>Al,Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2 Al(OH)3,Ca(OH)2 Mg(OH)2
(二)测未知元素的某些性质
(三)启发人们在一定区域内寻找新物质
(1)农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As等。
(2)催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
(3)半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:Si、Ge、Ga等。
练习:第6周期某主族元素的原子,它的最外电子层上有2个电子,下列关于此元素的叙述正确的是( )
A.原子半径比钾的原子半径大 B.氯化物难溶于水
C.原子半径比镁的原子半径大 D.碳酸盐难溶于水
晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料,可用来制造集成电路等半导体器件,还可以制太阳能电池,制铝合金、铁合金等多种合金。
硅芯片
A. 常温下,化学性质不活泼。 只与F2 HF、强碱溶液反应
注:其它氧化剂,如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。
B.加热时,能与O2、Cl2、 H2、 C等非金属反应
Si+O2==SiO2
△
Si+2Cl2==SiCl4
问题探究一、硅的化学性质
SiO2+2C==Si(粗)+2CO↑
高温
粗硅提纯
Si+2Cl2===SiCl4
高温
SiCl4+2H2===Si+4HCl
高温
C.工业制法:
【判断正误】(1)盛放NaOH溶液时,使用带玻璃塞的磨口瓶 ( )
(2)因为SiO2可与HF反应,所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中 ( )
蒸馏
②不能与水反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+CaO===CaSiO3
高温
① 是酸性氧化物
SiO2 + 2OH— ==SiO3 2-+ H2O
------不活泼
问题探究二、二氧化硅化学性质
④不与酸反应(除氢氟酸以外)
SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O
③在高温下与碳酸盐的反应
SiO2+Na2CO3==CO2 +Na2SiO3
高温
SiO2+CaCO3===CO2 +CaSiO3
高温
⑤氧化性:
SiO2+2C==Si+2CO ↑
高温
【练习8】 D
思考与交流
1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞(玻璃中含有SiO2)?
2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸?玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系?
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘性的Na2SiO3,使瓶塞和瓶口粘在一起
二氧化硅用来制光导纤维
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等,光纤通讯的优点就是通信容量大,一对光纤上可同时传送3万门电话。
【例2】有①~⑧八种短周期元素,其原子序数依次增大,其中②、⑦、⑧三种元素在周期表中的相对位置如下,且元素②所处主族的位置为所有主族的正中间.
(1)元素②在周期表中的位置为_____ ___;②、⑦、⑧三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是____________________________(用化学式表示).
(2)如图所示,甲、乙、丙、丁均为①~⑧中某些元素形成的单质或化合物,反应a为置换反应,反应b为化合反应.单质乙与单质丙所含元素位于同一主族,试写出符合条件的反应a的两个化学方程式________________________、_________________________.
②
⑦ ⑧
第二周期第ⅣA族
HClO4>H2SO4>H2CO3
高温
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
SiO2+2C====Si+2CO↑
元素编号
元素性质 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径
(10—10m) 0.74 1.6 1.52 1.1 0.99 1.86 0.75 1.43
最高或
最低化合价 +2 +1 +5 +7 +1 +5 +3
–2 –3 –1 –3
⑴上述元素中处于第VA族的有 ,处于第二周期的有 元素 ②在周期表中的位置为 。金属性最强的是 (用编号表示)。
⑵元素①、⑥能形成两种化合物,写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式
⑶写出元素①、⑧形成的化合物与⑥的最高价氧化物对应的水化物在水溶液中反应的离子方程式
2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑
④⑦
①③⑦
第三周期第ⅡA族
⑥
Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
【例1】现有下列短周期元素性质的数据:
【随堂检测】
1.上图是元素周期表的一部分,下列说法中,正确的是( )
A.元素①位于第二周期第ⅣA族 B.气态氢化物的稳定性:④>②
C.最高价氧化物对应水化物酸性:⑤>④
D.元素的最高正化合价:③=⑤
2.元素X的单质的分子是双原子分子X2;元素X的单质与金属镁反应时元素X的原子形成-1价的阴离子。请回答:
⑴元素X在元素周期表中位于哪一族? ⑵请写出金属镁与X的单质反应的化学方程式: 。
C
ⅦA族
Mg+X2= MgX2
随堂练习1
1 第四周期某主族元素的原子,它的最外电子层上有2个电子,下列关于此元素的叙述正确的是( )
A.原子半径比钾的原子半径大
B.氯化物难溶于水
C.原子半径比镁的原子半径大
D.碳酸盐难溶于水
2 下列各组中的性质比较正确的是( )
A.稳定性:NH3<PH3 < SiH4
B.酸性:HClO4 >H2SO4 > H3PO4
C.碱性:KOH < NaOH < Mg(OH)2
D.还原性:F- > Cl- > Br-
C D
B
随堂练习2
有下列结论:①微粒半径:S2->Cl>S>F;②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>H2Se;③离子的还原性:S2->Cl->Br->I-;④氧化性:Cl2>S>Se>Te;⑤酸性:H2SO4>HClO4>H2SeO4;⑥非金属性:F>Cl>S>Se。其中正确的是( )
A.②④⑥ B.①③④
C.只有① D.只有⑥
名称
反应条件
方程式
氢化物的稳定性
F2
Cl2
Br2
I2
冷暗处爆炸
光照或点燃
加热
持续加热
HF很稳定
HCl稳定
HBr较不稳定
HI很不稳定
H2+F2==2HF
冷暗
H2+Cl2==2HCl
点燃
光照
H2+Br2==2HBr
200℃
H2+I2== 2HI
$$