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课堂探究
探究元素的性质、结构及在周期表中位置的关系
··问题导引··
1.元素在周期表中的位置与原子结构有何必然联系?
提示:原子有几个电子层,元素就位于第几周期;主族元素的原子的最外电子层有几个电子,元素就位于第几主族。
2.原子结构与元素性质之间有何关系?
提示:
3.如何根据元素在周期表中的位置推测原子结构和元素的性质?(从同周期、同主族两方面分析)
提示:(1)同主族元素从上到下:原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,主要化合价相似,得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强。
(2)同周期元素从左到右:原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,最高正化合价逐渐增大,得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱.
4.如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素,且它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性大小为X>Y,能否确定它们的相对位置?
提示:可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为X>Y,所以,如果它们同周期,则X在Y的右面;如果它们同主族,则X在Y的上面.
·名师精讲·
1.同一元素的“位、构、性”关系可表示如下:
具体表现为:
(1)结构与位置的关系:
结构eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数))位置
(2)结构与性质的关系:
(3)位置、结构和性质的关系:
2.元素周期律的具体应用
(1)预测未知元素的性质。
依据:同主族元素性质的递变规律。
如已知卤族元素的性质递变规律,可推知未知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(2)比较元素的性质。
依据:元素周期律.
如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱,因为S、Se同主族,自上至下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应的水化物酸性减弱,故酸性:H2SO4>H2SeO4。
(3)解释实验现象:如氟气通入氯化钠溶液中,不是置换出氯气,而是与水发生剧烈反应,由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强,氟气是氧化性最强的非金属单质。
(4)寻找新材料:如在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素中寻找半导体材料。
【例题1】现有部分短周期元素的性质或原子结构如表:
元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上有6个电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价
W
其单质既能与酸反应,又能与强碱反应,都产生H2
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是______。
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YHeq\o\al(+,4),写出某溶液中含该微粒的检验方法________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(3)元素Z在周期表中的位置是________________,元素Z与元素T相比,非金属性较强的是______(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是______(填序号)。
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下,Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一.T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是______,理由是____________________.Z的最高价氧化物对应的水化物与W的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为____________________________________。
解析:由题意知T为硫,X为碳,Y为氮,Z为氯,W为铝。
(1)碳元素的一种核素eq\o\al(14,6)C可测定文物年代。
(2)常利用铵盐与碱共热产生碱性气体NH3的方法检验NHeq\o\al(+,4)的存在。
(3)Cl位于第三周期第ⅦA族,元素Cl与S相比,非金属性较强的应为Cl,可用氢化物的稳定性、非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱及非金属间的相互置换反应等来判断。
(4)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、H2CO3、HNO3、HClO4,其中只有H2CO3是弱酸,其余均为强酸.HClO4为强酸,书写离子方程式时注意拆分。
答案:(1)eq\o\al(14,6)C
(2)取适量溶液滴入试管中,向试管
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