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認識同主族元素性質的遞變規律
第1章 原子結構 元素周期律
判斷元素的金屬性和非金屬性強弱的方法
非金屬性強弱
金屬性強弱
最高價氧化物對應的水化物的堿性的強弱
單質從酸或者水中置換出氫的難易
最高價氧化物對應水化物的酸性的強弱
單質與氫氣化合生成氣態氫化物的難易
氣態氫化物的穩定性
1.以ⅠA族和ⅦA族元素為例，理解同主族元素性質的
相似性和遞變性并會分析原因。
2.結合實驗事實了解原子結構、元素性質和元素在周
期表中位置的關系，
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
結構的相似性決定性質的相似性
結構的遞變性決定性質的遞變性
一、研究同主族元素的性質
1. 堿金屬元素原子結構的相似性與遞變性
Li
3
6.941
Na
11
22.99
K
19
39.10
Rb
37
85.47
Cs
55
132.9
相似性：
遞變性：
最外層都有1個電子,化學性質相似。
隨著核電荷數遞增,原子電子層數遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。
(1) 堿金屬單質的主要物理性質
單質 顏色和狀態 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/g cm-3
Li 銀白色固體 180.5 1314 0.534
Na 銀白色固體 97.82 881.4 0.971
K 銀白色固體 63.38 759 0.856
Rb 銀白色固體 39.31 691 1.532
Cs 略帶金色光澤固體 28.44 668.2 1.8785
逐 漸 降 低
逐 漸 降 低
逐漸增加
K的密度大于煤油、使用石蠟密封
堿性強弱：LiOH(2)堿金屬單質化學性質的相似性和遞變性
相似性 遞變性 Li Na K Rb Cs
與非金屬單質反應 O2 與H+反應 H2O 最高價氧化物 對應的水化物
中強堿
僅一種氧化物
干燥沙土滅火
反應越來越劇烈
Na2O、Na2O2
K2O、K2O2、KO2
更復雜的氧化物
Li2O
反應越來越劇烈
反應緩慢
劇烈反應
輕微爆炸
劇烈爆炸
(3) 堿金屬單質金屬性的遞變性
Li
Na
K
Rb
Cs
單質的還原性（金屬性）逐漸增強
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
離子的氧化性（還原性）逐漸減弱
相似性
遞變性
大都是銀白色金屬（Cs除外），硬度都很小，導電導熱性強、
熔沸點隨著原子序數的增加越來越低、密度逐漸上升（K反常）
相似性
遞變性
活潑金屬，能與水和氧氣等物質反應，最高價氧化物對應的水化物都有很強的堿性
隨著原子序數的增加，單質的還原性逐漸增強，元素的金屬性逐漸增強，與水或氧氣的反應越來越劇烈，最高價氧化物對應的水化物的堿性越來越強
堿金屬元素
物理性質
化學性質
一、研究同主族元素的性質
2. 鹵族元素原子結構與性質的相似性
Cl
17
35.45
Br
35
79.90
I
53
126.9
相似性：
遞變性：
最外層都有7個電子,易得電子，元素單質有較強的氧化性
隨著電子層數遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。
（1）鹵族元素單質的主要物理性質
觀察下表，從上到下，鹵族元素單質的物理性質有什么變化？
遞變性：
相似性：
鹵素單質 顏色和狀態 熔點（℃） 沸點（℃） 水溶液顏色 有機溶劑顏色
F2 淡黃綠色氣體 -219.6 -188.1 — —
Cl2 黃綠色氣體） -101 -34.6 淺黃綠色 黃綠色
Br2 深紅棕色液體 -7.2 58.78 橙黃色 橙色→橙紅色
I2 紫黑色固體 113.5 184.4 深黃色→褐色 紫色→深紫色
單質都有特殊的顏色，熔沸點較低
從上到下，單質顏色逐漸加深，熔點、沸點逐漸升高。
【思考】從哪些角度可以證明鹵族元素化學性質性質的相似性和遞變性？
（1）單質與氫氣化合的難易程度
（2）氣態氫化物的穩定性
（3）最高價氧化物對應水化合物的酸性
（4）單質間的置換反應
請你分析鹵族元素性質的相似性和遞變性，并選取典型代表物驗證你的預測
探究鹵族元素性質的相似性和遞變性
實驗目的：
分別以鹵族元素單質和鹵化物為典型代表物設計實驗，驗證你對鹵族元素性質的相似性和遞變性的預測。
實驗用品：
NaCl溶液，NaBr溶液，KI溶液，氯水，溴水，碘水，淀粉溶液，四氯化碳
燒杯，試管，膠頭滴管
方 法 導 引
溴單質、碘單質在四氯化碳中的溶解度均大于它們在水中的溶解度。利用這一性質，可以向含有溴單質、碘單質的水溶液中加入四氯化碳，分別將它們從水溶液中提取出來。四氯化碳難溶于水，且溴單質和碘單質在四氯化碳中分別呈橙色和紫色，可以利用這一方法，檢驗水溶液中溴單質或碘單質的存在。
檢驗溴單質、碘單質的方法
溴水
溴的四氯化碳
萃取
溶解度有差異
鹵族元素單質的相互置換
依據
Br2
Cl2
I2
＞
＜
＞
氧化性：
還原性：
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，振蕩，靜置，觀察實驗現象
向KI溶液中加入氯水，再加入四氯化碳，振蕩，靜置，觀察實驗現象
向KI溶液中加入溴水，再加入淀粉溶液，振蕩，靜置，觀察實驗現象
鹵素單質之間是否可以發生置換反應？
觀察實驗現象，填寫表格內空缺的內容并比較各鹵族元素之間的氧化性強弱。
實驗過程
實驗現象
離子方程式
實驗結論 氧化性： 還原性： Cl2＞Br2＞I2
I－＞Br－＞Cl－
2Br－＋Cl2==Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2==I2＋2Cl－
2I－＋Br2==I2＋2Br－
CCl4層為橙色
加入淀粉溶液后溶液變為藍色
加入淀粉溶液后溶液變為藍色
（2）鹵族元素單質的化學性質小結
F2 在暗處能劇烈化合并發生爆炸，生成的HF很穩定
Cl2 光照或點燃發生反應，生成的HCl較穩定
Br2 加熱至一定溫度時才能反應，生成的HBr不如HCl穩定
I2 不斷加熱才能緩慢反應，同一條件下，生成的HI會分解
都能與H2反應
反應逐漸困難
氫化物逐漸不穩定
（2）鹵族元素單質的化學性質小結
2Fe+3Br2 == 2FeBr3
Fe+I2 == FeI2
都能與大多數金屬反應
都能與H2反應
變價金屬與鹵素反應生成最高價金屬鹵化物，除碘之外
能與H2O反應
2F2+2H2O==4HF+O2
X2+H2O==HX+HXO
（X代表C1、Br、I）
能與冷的稀堿溶液反應
X2+2NaOH == NaX+NaXO+H2O(X代表Cl、Br)。
鹵素單質間的置換反應
2NaBr+Cl2 == 2NaCl+Br2
2KI+Br2 == 2KBr+I2
（3）鹵族元素的特殊性質
F (1) 氟元素無正價，非金屬性最強，F- 的還原性最弱
(2) 2F2+2H2O ==4HF+O2
(3) HF是弱酸，能腐蝕玻璃，應保存在鉛制器皿或塑料瓶中
Br (1) Br2是深紅棕色液體，易揮發
(2) Br2易溶于有機溶劑
(3) 保存液溴的試劑瓶中加水，進行水封，不能用橡膠塞
I (1) 淀粉遇I2變藍色
(2) I2加熱時易升華
(3) I2易溶于有機溶劑
(4) 食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺疾病
金屬材料
金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱，包括純金屬、合金和特種金屬材料等。
金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。
黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括工業純鐵、鑄鐵、碳鋼，以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義上的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。
結構鋼
不銹鋼
精密合金
有色金屬指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。
金
銀
鉑
特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料，如非晶態金屬材料、準晶、微晶、納米晶金屬材料，具有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減震阻尼等特殊功能的合金，以及金屬基復合材料。

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