高中化学人教版 选修3物质结构 实验手册

高中化学人教版 选修3物质结构 实验手册

实验一 同周期、同主族元素性质递变规律 实验二 配合物的结构与性质

实验三 分子的极性及相似相溶规律的探究 实验四 明矾晶体的制备

实验五 分子模型及金属晶体堆积方式的研究

实验一 同周期、同主族元素性质递变规律

【实验目的】

1．探究同周期元素的金属性、非金属性的变化规律。 2．探究同主族元素的金属性、非金属性的变化规律。 3．运用原子结构，分析元素性质的变化规律。

4．运用元素的电负性、电离能说明元素性质的变化规律。

【实验准备】 一.预备知识

1．元素结构与性质的周期性变化 核电荷数 电子层结构 同周期：从左到右 逐渐增多 电子层数相同，最外层电子数递增 原子核对外层电子的吸引力 主要化合价 逐渐增多 正价+1一+7 负价-4一-1 金属性逐渐减弱 元素性质 非金属性逐渐增强 第一电离能逐渐增大 电负性逐渐增大 最高价氧化物对应 水化物的酸碱性 非金属气态氢化物 酸性增强 碱性减弱 气态氢化物形成由难到易，稳定性逐渐增强 2．理解周期性变化的成因

金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能逐渐减小 电负性逐渐减小 酸性减弱 碱性增强 气态氢化物形成由易到难，稳定性的形成和热稳定性逐渐减弱 同主族：从上到下 逐渐增多 电子层数递增。最外层电子数相同 逐渐减弱 最高正价等于族序数(F、O除外) 1

元素性质的周期性变化是由原子结构的周期性变化引起的。因此，解释元素性质的周期性变化必须从原子结构着手。以原子半径的周期性变化为例： (1)同周期主族元素原子半径的周期性变化

影响原子半径大小的因素有两个：一是电子的能层数，二是核电荷数，这两个因素是相反的。同周期主族元素从左到右，核电荷数逐渐增大，原子核对核外电子的引力逐渐增大，使原子的半径有变小的趋势；同时，新增加的电子使电子之问的排斥力增大，使原子的半径有变大的趋势。在同周期元素中，核电荷数的增加占了主导地位，故在同一周期中从左到右原子半径逐渐变小。

(2)同主族元素原子半径的周期性变化

在同一主族中，从上到下，核电荷数的增加，使原子半径有变小的趋势；同时，新增加的电子使原子的半径有变大的趋势。在同主族元素中，电子数的增加占了主导地位，致使从上到下原子半径递增。

二.实验用品

1．仪器：锥形瓶、烧杯、漏斗、玻璃棒、导管、橡皮塞、滤纸。

2．试剂：氨水、食盐、二氧化碳。 【实验方案】

一、同周期元素的性质 实验步骤 1．将镁条和铝条用砂纸打磨后，分别放人沸水中，并滴加酚酞； 2．向新制的得的Na2S溶液中 滴加少量饱和氯水。 二、同主族元素的性质 实验步骤 1．在烧杯中加入一些水，滴人几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中； 2．在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钾放入水中； 3．将少量新制的饱和氯水加入NaBr溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。 实验现象 结论、解释或化学方程式 实验现象 结论：解释或化学方程式 4．将少量溴水加入KI溶液 的试管中，用力振荡后加人少量四氯化碳，振荡、静置。 【注意事项】

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1．取用钠、钾要用镊子，切不可用手接触，未用完的金属钠、钾要放回试剂瓶。吸过煤油的滤纸要妥善处理，切勿乱扔。

2．钠块和钾块不要取太大，以免发生危险，以绿豆大小为宜。

3．实验前要用砂纸仔细打磨镁条和铝箔(或在酸中处理后，用水洗净)，除去表面的氧化膜。

4．钠、钾与水的反应卖验中要用玻璃片或塑料片盖住烧杯口，以防止反应时钠块、钾块、液体飞溅伤人。

5．饱和氯水容易挥发出氯气，从而造成污染，使用时取用量要少。

【实验交流】

1．从原子结构的角度分析同周期元素和同主族元素性质的变化规律?

2．元素的电负性和元素的金属性和非金属性有什么关系?

3．元素的电离能和元素的金属性和非金属性有什么关系?

4．为什么电负性可以度量金属性与非金属性的强弱?

5．元素的电负性有哪些应用?

6．元素的电离能有哪些应用? 7．同周期元素从左到右元素的电离能逐渐增大，为什么B的第一电离能反而比Be小？

8．同周期元素从左到右元素的电离能逐渐增大，氧的第一电离能为什么反而比氮的第一电离能小?

9．为什么原子的逐级电离能越来越大? 【课外拓展】

【巩固练习】

一.选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1．下列关于碱金属的电子结构和性质的叙述中不正确的是 ( ) A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去

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