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对角线规则及应用

来源:未知作者:宋洲 点击:所属专题: 对角线规则
元素的对角线规则:在元素周期表中,上一周期的左上角某些元素与相邻的下一周期的右下角另一些元素性质相似,称为对角线规则。“元素性质相似”指单质及相应化合物的物理性质、化学性质相似。这种相似性比较明显地表现在三对元素之间: 锂——镁 锂与钠虽属于同一主族,

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元素的对角线规则:在元素周期表中,上一周期的左上角某些元素与相邻的下一周期的右下角另一些元素性质相似,称为对角线规则。“元素性质相似”指单质及相应化合物的物理性质、化学性质相似。这种相似性比较明显地表现在三对元素之间:

  1. 锂——镁

锂与钠虽属于同一主族,但与钠的性质相差较大,而它的化学性质更类似于镁。如,

(1)锂与镁在空气或氧气中燃烧,并不生成过氧化物,而只生成氧化物;

(2)锂与镁都能与氮气直接反应生成氮化物Li3N和Mg3N2;

(3)锂与镁和水反应都缓慢,生成相应的氢氧化物和氢气;

(4)锂与镁的氢氧化物受热都易分解生成对应氧化物和水;

(5)锂与镁的碳酸盐都不稳定,受热分解生成相应的氧化物和二氧化碳;

(6)锂与镁的某些盐如碳酸盐、磷酸盐都难溶于水。

例1  镁锂在元素周期表中具有特殊“对角线”位置关系,它们的性质相似,例如它们的单质在过量氧气中燃烧时均生成正常的氧化物。以下对锂的性质的叙述,正确的是(   )

(A)Li2SO4难溶于水

 (B)Li不能从水中置换出H2

 (C)LiOH是易溶于水,受热不分解的强碱

 (D)Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2

解析这是一道新信息题,表面上考查未知的锂,实际上考查镁的性质,只要理解题目中“镁锂的性质相似”,就可以解题。找出镁的同类化合物或单质的物理性质和化学性质,就可以推知锂及其化合物性质。硫酸镁易溶于水,氢氧化镁难溶于水,它是弱碱,能受热分解,镁能与水缓慢发生置换反应,碳酸镁类似于碳酸钙受热易分解,答案为D。

  1. 铍——铝

铍与铝的相似性表现如下:

(1)两者都是活泼金属,在空气中都易形成氧化物保护膜;与酸的作用都比较缓慢,且都能被浓硝酸、浓硫酸所纯化;

(2)二者都是两性元素,其单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸、强碱反应。

    如,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;Be(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2O,Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O

(3)二者氧化物的熔点和硬度都很高;

(4)两者都是共价型卤化物,如氯化铝、氯化铍都是共价化合物。

(5)铍盐、铝盐都易水解,如BeCl2和AlCl3易水解,溶液呈酸性;

(6)BeCl2和AlCl3都是缺电子化合物,即分子中铍铝原子没有达到稳定结构。

例2 根据对角线规则,金属铍(Be)与铝单质及其化合物的性质相似。又已知熔沸点较低易升华。试回答下列问题:

(1)写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式;

(2)Be(OH)2和Mg(OH)2可用试剂­——————鉴别,其离子方程式————————————

(3)BeCl2———————(填离子或共价)化合物,设计简单实验证明你的推测。

(4)氯化铍溶液呈————————性,其原因用离子方程式表示为——————————

(5)若已知反应Be2C+4H2O===2Be(OH)2+CH4↑,则Al4C3遇强碱溶液反应的离子方程式为——————

   解析(1Be(OH)2+2OH ===  BeO22-+2H2O;(2) Be(OH)2是两性氢氧化物,而氢氧化镁是碱性氢氧化物,可用强碱鉴别。NaOH溶液,Be(OH)2+2OH ===  BeO22-+2H2O;(3)AlCl3是共价化合物,则BeCl2也是共价化合物。取氯化铍,熔化作导电实验,若能导电,则它是离子化合物;若不能导电,则它是共价化合物。(4)氢氧化铝是弱碱,则氢氧化铍也是弱碱,氯化铍是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,Be2++2H2O==Be(OH2+2H+;(5)先写碳化铝与水反应,后写产物氢氧化铝与碱反应,加合反应就得总反应式。

Al4C3+12H2O==4Al(OH)3+3CH4……..(a);Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O……(b); 

由(a)+4(b)得:Al4C3+8H2O+4NaOH==4NaAlO2+3CH4

离子方程式为Al4C3+8H2O+4OH==4AlO2+3CH4

  1. 硼——硅

硼和硅的相似性表现如下:

(1)两者单质都有同素导、异形体,且都分晶态和无定形态两类,晶态单质几乎都是原子晶体,硬度大,熔点高、沸点高。

(2)两者单质都易与强碱反应,生成含氧酸盐并放出氢气,离子方程式分别为Si+2OH-+H2O==SiO32-+2H2↑,2B+2OH-+2H2O=2BO2-+3H2

 (3)两者都能与氢形成挥发性、活泼性的氢化物,且大多数氢化物能自燃。如SiH4.

(4)两者的卤化物化学性质比较活泼,能极易水解生成相应的含氧酸,如:SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl↑,BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑(5)两者都能形成新型无机非金属材料,如Si3N3,BN.

(责任编辑:化学自习室)
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