1、 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表第三课时第三课时 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 金属元素金属元素的原子最外层电子一般少于的原子最外层电子一般少于4 4个，在化学反应中容易失去电子，个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4 4个，在化学反应中个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以容易得到电子，具有非金属性。所以可以可以说，原子结构决定元素的性质。说，原子结构决定元素的性质。思考思考1 1：在编排元素周期表时为什么把最外层电子数相同的元素放在同一列？：在编排元素周期表时为什么把最外层
2、电子数相同的元素放在同一列？1.1.碱金属元素碱金属元素碱金属碱金属是是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm锂0.152钠0.186钾0.227铷0.248铯0.265填写填写表中的信息，并思考讨论下列问题。表中的信息，并思考讨论下列问题。31119375523456 问题一：在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有问题一：在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点什么特点？ 问题问题二：观察碱金属元素
3、的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？二：观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？1增多增大推测推测:核电荷数核电荷数电子层数电子层数失电失电子能子能力力还原还原性性金金属属性性原子半径原子半径核对最核对最外层电外层电子的引子的引力力实验验证：实验验证：钠、钾与氧气反应钠、钾与氧气反应黄色黄色紫色紫色 2Na+O2Na+O2 2 NaNa2 2O O2 2与与非金属的非金属的反应反应点燃4Li + O2 Li2O 点燃2Na + O2 Na2O2点燃K + O2
4、KO2从从LiCs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如如Li与与O2只只生成生成Li2O，Na与与O2生成生成Na2O、Na2O2，K与与O2生成生成K2O、 K2O2 、 KO2。K、Rb等碱金属与等碱金属与O2反应，会生成超氧化物。反应，会生成超氧化物。Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。在室温时，遇到空气会立即燃烧。钠、钾与水反应钠、钾与水反应反应反应钠与水的反应钠与水的反应钾与水的反应钾与水的反应操作操作现象现象相同点相同点: :金属金属 在水面上在水面上；金属金属成闪亮的小球成闪亮的小球； , ,小球小球发出发出 ；反应后的溶液滴入酚酞
5、后呈反应后的溶液滴入酚酞后呈色色不同点不同点: :钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧浮浮熔熔不停游动不停游动嘶嘶的响声嘶嘶的响声红红化学方程式结论 与水反应剧烈程度:KNa金属的活泼性:KNa2Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2推测其他碱金属与水的反应现象推测其他碱金属与水的反应现象2K + 2H2O 2KOH + H2 2Rb + 2H2O 2KOH + H22Na+2H2O=2NaOH+H22M2HO = 2MOHH 从LiCs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。碱性：L
6、iOHNaOHKOHRbOHCsOH与钠一样，碱金属都也还可以与酸、碱、盐反应，只是反应越来越剧烈。原因：碱金属的原子结构与化学性质的递变关系: 从Li到Cs,随核电荷数的增加,电子层数逐渐,原子半径逐渐,导致原子核对最外层电子的引力逐渐,元素金属性逐渐。 增多增大减弱增强元素金属性强弱比较：思考：如何去判断元素金属性的强弱？元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强。元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强。相互间的置换金属性：元素的原子在反应中失去电子的性质锂：密封在石蜡或保存在石蜡油中钠、钾、铷、铯：保存在煤油中碱金属的物理性质也有相似性和规律性吗？碱金属单质碱金属单质颜色（
7、常态）颜色（常态）密度（密度（gcm-3）熔点熔点沸点沸点Li银白色0.534180.51347Na银白色0.9797.81882.9K银白色0.8663.65774Rb银白色1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4银白银白增大增大降低降低从上到下从上到下碱金属碱金属元素元素原子结构原子结构电子层数逐渐增多电子层数逐渐增多金属性逐渐增强金属性逐渐增强微观探析和证据推理微观探析和证据推理相似性相似性递变性递变性最外层电子数都是最外层电子数都是1 1化学性质活泼，能与化学性质活泼，能与氧气、水等反应氧气、水等反应化学性质化学性质相似性和递变性相似性和递变性碱金属碱金
8、属元素元素单质单质的性质的性质物理性质物理性质结结构构决决定定性性质质碱金属元素的原子结构与元素性质的关系：碱金属元素的原子结构与元素性质的关系：(1)(1)碱金属单质的密度均小于水碱金属单质的密度均小于水( )( )(2)(2)碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低( )( )(3)(3)碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气( )( )(4)(4)碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物( )( )(5)(5)碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属性依次增强碱金属元素的原子半径逐渐增大，
9、金属性依次增强( )( )(6)(6)钾比钠原子半径大，钾比钠活泼，所以钾可以从氯化钠溶液中置换出钠单质钾比钠原子半径大，钾比钠活泼，所以钾可以从氯化钠溶液中置换出钠单质( )( )判断正误判断正误准确理解概念准确理解概念【练习】【练习】可能存在的第可能存在的第119119号未知元素，有人称为号未知元素，有人称为“类钫类钫”，它位于碱金属族，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是（性质的判断，错误的是（ ）锂与水反应比钠剧烈锂与水反应比钠剧烈 金属单质都可以
10、密封保存在煤油中金属单质都可以密封保存在煤油中锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同“类钫类钫”单质是强还原剂单质是强还原剂 “类钫类钫”在化合物中显在化合物中显+1+1价价推测推测“类钫类钫”单质的密度应该单质的密度应该大于大于钫钫“类钫类钫”单质有较高的单质有较高的熔点熔点2、卤族元素 卤素是典型的非金属元素，在自然界都以化合态存在，通过人工的方法可以制取它们的单质。卤素的单质都是双原子分子。F2Cl2Br2I2（1 1）卤族卤族元素单质的物理性质元素单质的物理性质卤素单质卤素单质颜色（
11、常态）颜色（常态）密度密度熔点熔点/沸点沸点/F2 （易液化）（易液化）淡黄绿色气体淡黄绿色气体1.69gL-1（15）219.6188.1Cl2黄绿色气体黄绿色气体3.214gL-1（0）10134.6Br2深红棕色液体深红棕色液体3.119gcm-3（20）7.258.78I2（易升化）（易升化）紫黑色固体紫黑色固体4.93gcm-3113.5184.4卤素单质都是双原子分子，卤素单质都是双原子分子，随着相对分子质量的随着相对分子质量的增大增大，单质颜色，单质颜色变深变深，熔点、沸点、密度依次，熔点、沸点、密度依次递增递增。 保存溴时，常往盛溴的试剂瓶中加入一些水。请观察盛溴的试剂瓶，保存
12、溴时，常往盛溴的试剂瓶中加入一些水。请观察盛溴的试剂瓶，根据现象，描述溴的物理性质根据现象，描述溴的物理性质常温下，是深红棕色液体常温下，是深红棕色液体常温下唯一呈液态的非金属单质常温下唯一呈液态的非金属单质密度比水大密度比水大有刺激性气味、有毒有刺激性气味、有毒可溶于水，在水中的溶解度不大可溶于水，在水中的溶解度不大溴水呈橙色溴水呈橙色溴蒸气为红棕色溴蒸气为红棕色易挥发易挥发保存：保存：密闭保存，加水液封密闭保存，加水液封具升华性质用于分离、提纯碘晶体碘（I2）遇淀粉变蓝色碘微溶于水,碘水棕黄色元素名称元素名称 元素符号元素符号 质子数质子数原子结构示意图原子结构示意图最外层电子数最外层电子
13、数电子层数电子层数原子半原子半径径/nm氟氟F9120.152氯氯Cl17130.186溴溴Br35140.227碘碘I53150.248卤族元素原子的结构卤族元素原子的结构卤族元素原子的卤族元素原子的结构特点结构特点相同点：相同点：递变性：递变性：最外层电子数都为最外层电子数都为7 7从从F IF I，核电荷数逐渐，核电荷数逐渐增加增加，电子，电子层数逐渐层数逐渐增多增多，原子半径逐渐，原子半径逐渐增大增大。（2 2）卤素）卤素单质的化学性质单质的化学性质根据卤素的原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相识性和递变性？根据卤素的原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相
14、识性和递变性？氟原子氟原子氯原子氯原子溴原子溴原子碘原子碘原子结构上的相同 性质上的相似决定（最外层均为7个电子）（回忆氯气的性质）（1）都能与金属反应）都能与金属反应 F2和所有金属都能反应和所有金属都能反应. Cl2和绝大多数金属反应和绝大多数金属反应. Br2和较活泼金属反应和较活泼金属反应. I2只和较活泼金属反应只和较活泼金属反应.（2）卤素）卤素单质单质与氢气的反应与氢气的反应 反应条件反应条件 反应程度反应程度生成物稳定性生成物稳定性F2Cl2Br2I2暗处暗处光照或点燃光照或点燃加热加热很稳定很稳定较稳定较稳定较不稳定较不稳定爆炸爆炸爆炸或燃烧爆炸或燃烧缓慢化合缓慢化合持续加热
15、持续加热很不稳定很不稳定不能完全反应不能完全反应请同学们看课本请同学们看课本P97P97的表的表4-44-4随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难氢化物的稳定性越来越弱氢化物的稳定性越来越弱非金属性越来越弱非金属性越来越弱F2 Cl2 Br2 I2与氢气反应的难易程度：与氢气反应的难易程度：生成的氢化物的稳定性：生成的氢化物的稳定性：卤素的非金属性强弱卤素的非金属性强弱:问：什么叫非金属性？其强弱该如何判断？问：什么叫非金属性？其强弱该如何判断？ 一般一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，情况下，元素的非金属性强弱可以从
16、其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。判断。元素非金属性元素非金属性比较比较单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的酸性越强对应元素的非金属性越强最高价氧化物对应的水化物的酸性越强对应元素的非金属性越强相互间的置换，即活泼置换不活泼相互间的置换，即活泼置换不活泼非金属非金属阴离子的还原性阴离子的还原性 如：如：Cl Br I（3 3）卤素单质间的置换反应
17、卤素单质间的置换反应溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为橙溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为橙黄色黄色。溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为棕棕黄色黄色。ClCl2 2 + 2Br + 2Br- - 2Cl 2Cl- - + + BrBr2 2ClCl2 2 + 2I + 2I- - 2Cl 2Cl- - + I + I2 2现象：现象：溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为溶液颜色逐渐变深，静置后，溶液变为棕棕黄色黄色。BrBr2 2 + 2I + 2I- - 2 2BrBr- - + I + I2 2氯水氯水溴水溴水碘水碘水颜色颜色淡黄绿色淡黄绿色橙色橙色棕黄（褐
18、）色棕黄（褐）色ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2的氧化性由强到弱的顺序为的氧化性由强到弱的顺序为 。类似于金属与盐溶液的类似于金属与盐溶液的置换反应，置换反应，卤素单质间也可发生置换反应卤素单质间也可发生置换反应 氟气氟气不能将不能将氯、溴、碘氯、溴、碘从它的卤化物溶液中置换出来从它的卤化物溶液中置换出来 ！ 2F2F2 2 + 2H + 2H2 2O O 4HF + O4HF + O2 2 注意：注意：标出电子的转移情况，指出氧化剂和还原剂。标出电子的转移情况，指出氧化剂和还原剂。溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些Br2 + H2O HBr +
19、HBrOCl2 + H2O HCl + HClO（碘跟水只有很微弱的反应）（碘跟水只有很微弱的反应）F F2 2 Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2卤素单质的氧化性：卤素单质的氧化性：逐逐 渐渐 减减 弱弱 结论结论：随着核电荷数的增加，随着核电荷数的增加，F Cl Br IF Cl Br I卤素卤素元素的非金属性元素的非金属性：逐逐 渐渐 减减 弱弱 我们可以看出，元素性质与原子结构有密切关系，主要与我们可以看出，元素性质与原子结构有密切关系，主要与原原子核外电子的排布子核外电子的排布，特别是，特别是最外层电子数最外层电子数有关。原子结构相似的有关。原子结构相似的一族元素，它们
20、在化学性质上表现出一族元素，它们在化学性质上表现出相似性相似性和和递变性递变性。小结小结同主族元素的性质与原子结构的关系：金属性增强金属性增强失电子能力增强失电子能力增强LiNaKRbCsFClBrI非金属性减弱非金属性减弱得电子能力减弱得电子能力减弱 原因：原因：同主族元素的性质具有相似性和递变性同主族元素的性质具有相似性和递变性, 是由同是由同主族元素的原子结构的相似性和递变性决定的。主族元素的原子结构的相似性和递变性决定的。 结论：结论： 不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。2、（不定项）砹、（不定项）砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和
21、砹的化合物最是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具备不可能具备性质性质 ( )A.砹易溶于某些有机溶剂砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定砹化氢很稳定不易分解不易分解C.砹是有色气体砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或砹化银不溶于水或稀稀HNO3 BC练习练习4、下列、下列说法正确的是说法正确的是( )ALi在氧气中燃烧主要生成在氧气中燃烧主要生成Li2O2BAt位于第七周期第位于第七周期第A族，其气态氢化物族，其气态氢化物的稳定的稳定性比性比HCl强强C卤族元素单质的熔、沸点随原子序数卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大的增大而升高而升高D第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后所得后所得溶液均呈酸性溶液均呈酸性C3 3、已知、已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是是 ( ( ) )A A钠钾合金钠钾钠钾合金钠钾B B钠钾钠钾合金钠钾钠钾合金C C钠钠钾合金钾钠钠钾合金钾D D钾钠钾合金钠钾钠钾合金钠B
