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认识同主族元素性质的递变规律
第1章 原子结构 元素周期律
判断元素的金属性和非金属性强弱的方法
非金属性强弱
金属性强弱
最高价氧化物对应的水化物的碱性的强弱
单质从酸或者水中置换出氢的难易
最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱
单质与氢气化合生成气态氢化物的难易
气态氢化物的稳定性
1.以ⅠA族和ⅦA族元素为例，理解同主族元素性质的
相似性和递变性并会分析原因。
2.结合实验事实了解原子结构、元素性质和元素在周
期表中位置的关系，
Li
3
6.941
Na
11
22.99
K
19
39.10
Rb
37
85.47
Cs
55
132.9
Cl
17
35.45
Br
35
79.90
I
53
126.9
结构的相似性决定性质的相似性
结构的递变性决定性质的递变性
一、研究同主族元素的性质
1. 碱金属元素原子结构的相似性与递变性
Li
3
6.941
Na
11
22.99
K
19
39.10
Rb
37
85.47
Cs
55
132.9
相似性：
递变性：
最外层都有1个电子,化学性质相似。
随着核电荷数递增,原子电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,金属性逐渐增强。
(1) 碱金属单质的主要物理性质
单质 颜色和状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g cm-3
Li 银白色固体 180.5 1314 0.534
Na 银白色固体 97.82 881.4 0.971
K 银白色固体 63.38 759 0.856
Rb 银白色固体 39.31 691 1.532
Cs 略带金色光泽固体 28.44 668.2 1.8785
逐 渐 降 低
逐 渐 降 低
逐渐增加
K的密度大于煤油、使用石蜡密封
碱性强弱：LiOH(2)碱金属单质化学性质的相似性和递变性
相似性 递变性 Li Na K Rb Cs
与非金属单质反应 O2 与H+反应 H2O 最高价氧化物 对应的水化物
中强碱
仅一种氧化物
干燥沙土灭火
反应越来越剧烈
Na2O、Na2O2
K2O、K2O2、KO2
更复杂的氧化物
Li2O
反应越来越剧烈
反应缓慢
剧烈反应
轻微爆炸
剧烈爆炸
(3) 碱金属单质金属性的递变性
Li
Na
K
Rb
Cs
单质的还原性（金属性）逐渐增强
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
离子的氧化性（还原性）逐渐减弱
相似性
递变性
大都是银白色金属（Cs除外），硬度都很小，导电导热性强、
熔沸点随着原子序数的增加越来越低、密度逐渐上升（K反常）
相似性
递变性
活泼金属，能与水和氧气等物质反应，最高价氧化物对应的水化物都有很强的碱性
随着原子序数的增加，单质的还原性逐渐增强，元素的金属性逐渐增强，与水或氧气的反应越来越剧烈，最高价氧化物对应的水化物的碱性越来越强
碱金属元素
物理性质
化学性质
一、研究同主族元素的性质
2. 卤族元素原子结构与性质的相似性
Cl
17
35.45
Br
35
79.90
I
53
126.9
相似性：
递变性：
最外层都有7个电子,易得电子，元素单质有较强的氧化性
随着电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,金属性逐渐增强。
（1）卤族元素单质的主要物理性质
观察下表，从上到下，卤族元素单质的物理性质有什么变化？
递变性：
相似性：
卤素单质 颜色和状态 熔点（℃） 沸点（℃） 水溶液颜色 有机溶剂颜色
F2 淡黄绿色气体 -219.6 -188.1 — —
Cl2 黄绿色气体） -101 -34.6 浅黄绿色 黄绿色
Br2 深红棕色液体 -7.2 58.78 橙黄色 橙色→橙红色
I2 紫黑色固体 113.5 184.4 深黄色→褐色 紫色→深紫色
单质都有特殊的颜色，熔沸点较低
从上到下，单质颜色逐渐加深，熔点、沸点逐渐升高。
【思考】从哪些角度可以证明卤族元素化学性质性质的相似性和递变性？
（1）单质与氢气化合的难易程度
（2）气态氢化物的稳定性
（3）最高价氧化物对应水化合物的酸性
（4）单质间的置换反应
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
探究卤族元素性质的相似性和递变性
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
方 法 导 引
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度均大于它们在水中的溶解度。利用这一性质，可以向含有溴单质、碘单质的水溶液中加入四氯化碳，分别将它们从水溶液中提取出来。四氯化碳难溶于水，且溴单质和碘单质在四氯化碳中分别呈橙色和紫色，可以利用这一方法，检验水溶液中溴单质或碘单质的存在。
检验溴单质、碘单质的方法
溴水
溴的四氯化碳
萃取
溶解度有差异
卤族元素单质的相互置换
依据
Br2
Cl2
I2
＞
＜
＞
氧化性：
还原性：
Cl-
Br-
I-
＜
方案1：
方案2：
方案3：
向NaBr溶液中加入氯水，再加入四氯化碳，振荡，静置，观察实验现象
向KI溶液中加入氯水，再加入四氯化碳，振荡，静置，观察实验现象
向KI溶液中加入溴水，再加入淀粉溶液，振荡，静置，观察实验现象
卤素单质之间是否可以发生置换反应？
观察实验现象，填写表格内空缺的内容并比较各卤族元素之间的氧化性强弱。
实验过程
实验现象
离子方程式
实验结论 氧化性： 还原性： Cl2＞Br2＞I2
I－＞Br－＞Cl－
2Br－＋Cl2==Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2==I2＋2Cl－
2I－＋Br2==I2＋2Br－
CCl4层为橙色
加入淀粉溶液后溶液变为蓝色
加入淀粉溶液后溶液变为蓝色
（2）卤族元素单质的化学性质小结
F2 在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的HF很稳定
Cl2 光照或点燃发生反应，生成的HCl较稳定
Br2 加热至一定温度时才能反应，生成的HBr不如HCl稳定
I2 不断加热才能缓慢反应，同一条件下，生成的HI会分解
都能与H2反应
反应逐渐困难
氢化物逐渐不稳定
（2）卤族元素单质的化学性质小结
2Fe+3Br2 == 2FeBr3
Fe+I2 == FeI2
都能与大多数金属反应
都能与H2反应
变价金属与卤素反应生成最高价金属卤化物，除碘之外
能与H2O反应
2F2+2H2O==4HF+O2
X2+H2O==HX+HXO
（X代表C1、Br、I）
能与冷的稀碱溶液反应
X2+2NaOH == NaX+NaXO+H2O(X代表Cl、Br)。
卤素单质间的置换反应
2NaBr+Cl2 == 2NaCl+Br2
2KI+Br2 == 2KBr+I2
（3）卤族元素的特殊性质
F (1) 氟元素无正价，非金属性最强，F- 的还原性最弱
(2) 2F2+2H2O ==4HF+O2
(3) HF是弱酸，能腐蚀玻璃，应保存在铅制器皿或塑料瓶中
Br (1) Br2是深红棕色液体，易挥发
(2) Br2易溶于有机溶剂
(3) 保存液溴的试剂瓶中加水，进行水封，不能用橡胶塞
I (1) 淀粉遇I2变蓝色
(2) I2加热时易升华
(3) I2易溶于有机溶剂
(4) 食用盐中加入KIO3可防治甲状腺疾病
金属材料
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金和特种金属材料等。
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
黑色金属又称钢铁材料，包括工业纯铁、铸铁、碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义上的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
结构钢
不锈钢
精密合金
有色金属指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。
金
银
铂
特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料，如非晶态金属材料、准晶、微晶、纳米晶金属材料，具有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减震阻尼等特殊功能的合金，以及金属基复合材料。

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