1、第2课时 元素的性质与原子结构 一、碱金属元素一、碱金属元素 1.1.碱金属的结构特点碱金属的结构特点 (1)(1)按原子序数递增的顺序填写空白。按原子序数递增的顺序填写空白。 碱金属元素的名称分别为碱金属元素的名称分别为_。 碱金属的元素符号分别为碱金属的元素符号分别为_。 碱金属的核电荷数分别为碱金属的核电荷数分别为_。 锂、钠、钾、铷、铯锂、钠、钾、铷、铯 LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs 3 3、1111、1919、3737、5555 碱金属元素的原子结构示意图分别为碱金属元素的原子结构示意图分别为 碱金属元素电子层数分别为碱金属元素电子层数分别为2 2、3 3、4 4、
2、5 5、6 6。 碱金属元素原子半径碱金属元素原子半径/nm:0.152/nm:0.152、0.1860.186、0.2270.227、 0.2480.248、0.2650.265。 (2)(2)结论结论: : 碱金属元素原子结构的共同点是碱金属元素原子结构的共同点是_ _,_,不同点是不同点是_。 变化规律变化规律: :随着核电荷数的增加随着核电荷数的增加, ,电子层数和原子半电子层数和原子半 径的变化规律分别是径的变化规律分别是_、_。 最外层电子数均为最外层电子数均为 1 1 电子层数和原子半径不同电子层数和原子半径不同 逐渐增多逐渐增多 逐渐增大逐渐增大 【巧判断巧判断】 (1)(1)
3、碱金属元素原子的次外层电子数都是碱金属元素原子的次外层电子数都是8 8。 ( ( ) ) 提示提示: :。LiLi的原子序数是的原子序数是3,3,次外层电子数是次外层电子数是2,2,除除LiLi外外, , 碱金属元素原子的次外层电子数都是碱金属元素原子的次外层电子数都是8 8。 (2)(2)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而减小。碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而减小。 ( ( ) ) 提示提示: :。随着核电荷数的增多。随着核电荷数的增多, ,电子层数增多电子层数增多, ,原子原子 半径逐渐增大半径逐渐增大, ,故碱金属元素的原子半径随核电荷数故碱金属元素的原子半径随核电荷数 的增大
4、而增大。的增大而增大。 2.2.碱金属的性质碱金属的性质 (1)(1)物理性质物理性质 【巧判断巧判断】 (1)(1)钠硬度小钠硬度小, ,可以用小刀切割。可以用小刀切割。 ( ( ) ) 提示提示: :。钠质地柔软。钠质地柔软, ,可以用小刀切割。可以用小刀切割。 (2)(2)从上到下从上到下, ,碱金属单质密度依次增大碱金属单质密度依次增大, ,熔沸点依次降熔沸点依次降 低。低。 ( ( ) ) 提示提示: :。密度出现反常现象。密度出现反常现象, ,钠比钾大。钠比钾大。 (2)(2)化学性质化学性质 与与O O2 2反应反应 a.Lia.Li、NaNa、K K与与O O2 2反应的化学方
5、程式分别为反应的化学方程式分别为 _、_、_。 b.b.反应程度变化趋势反应程度变化趋势: :从从LiLi到到Cs_Cs_。 c.c.产物复杂程度产物复杂程度: :从从LiLi到到Cs_Cs_。 d.d.活泼性活泼性: :从从LiLi到到Cs_Cs_。 逐渐剧烈逐渐剧烈 逐渐复杂逐渐复杂 逐渐增强逐渐增强 与水反应与水反应 碱金属碱金属 钾钾 钠钠 实验操作实验操作 碱金属碱金属 钾钾 钠钠 实验现象实验现象 熔成小球熔成小球, ,浮于水浮于水 面面, ,四处游动四处游动, ,有轻有轻 微爆炸声微爆炸声, ,反应后反应后 溶液加酚酞变红溶液加酚酞变红 熔成小球熔成小球, ,浮于水面浮于水面,
6、, 四处游动四处游动, ,有有“嘶嘶嘶嘶” 的响声的响声, ,反应后溶液反应后溶液 加酚酞变红加酚酞变红 实验原理实验原理 结论结论 _ 钾比钠的活动性强钾比钠的活动性强 【想一想想一想】 金属钠、钾在实验室中如何保存金属钠、钾在实验室中如何保存? ? 提示提示: :少量的钠和钾可保存在煤油中少量的钠和钾可保存在煤油中, ,并密封存放。并密封存放。 二、卤族元素二、卤族元素 1.1.卤族元素的原子结构卤族元素的原子结构 (1)(1)卤族元素的原子结构特点卤族元素的原子结构特点 (2)(2)结论结论: :卤族元素原子结构的共同点是卤族元素原子结构的共同点是_ _,_,不同点是不同点是_,_,其变
7、化规其变化规 律是随着原子序数增大律是随着原子序数增大, ,电子层数逐渐电子层数逐渐_,_,原子半径原子半径 逐渐逐渐_。 最外层电子数最外层电子数 都是都是7 7 电子层数和原子半径不同电子层数和原子半径不同 增多增多 增大增大 2.2.卤族元素单质的性质卤族元素单质的性质 (1)(1)物理性质物理性质 F F2 2 ClCl2 2 BrBr2 2 I I2 2 颜色、状态颜色、状态 _色色 气体气体 _色色 气体气体 _色色 液体液体 _色色 固体固体 密度密度 逐渐逐渐_ 熔、沸点熔、沸点 逐渐逐渐_ 淡黄绿淡黄绿 黄绿黄绿 深红棕深红棕 紫黑紫黑 增大增大 升高升高 (2)(2)化学性
8、质化学性质 与与H H2 2反应反应 a.a.填写下表填写下表 反应条件反应条件 化学方程式化学方程式 产物稳定性产物稳定性 F F2 2 _ _ ClCl2 2 _ _ 暗处暗处 很稳定很稳定 光照或点燃光照或点燃 较稳定较稳定 反应条件反应条件 化学方程式化学方程式 产物稳定性产物稳定性 BrBr2 2 _ _ I I2 2 _ _ 加热加热 不稳定不稳定 不断加热不断加热 很不稳定很不稳定 b.b.得出结论得出结论: :从从F F2 2到到I I2 2, ,与与H H2 2反应所需要的条件逐渐反应所需要的条件逐渐_ _,_,反应剧烈程度依次反应剧烈程度依次_,_,生成气态氢化物的稳定性生
9、成气态氢化物的稳定性 依次依次_。 升升 高高 减弱减弱 减弱减弱 【情境情境思考思考】 氟是一种反应性能极高的元素氟是一种反应性能极高的元素, ,被称为是“化学界顽被称为是“化学界顽 童”。但氟一旦与其他元素结合童”。但氟一旦与其他元素结合, ,就会成为耐热、难以就会成为耐热、难以 被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合 物。化合物化学性质稳定物。化合物化学性质稳定, ,氟具有很强的非金属性。氟氟具有很强的非金属性。氟 树脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、树脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、 弯曲率低、电气性能好等优异性能
10、。氟元素被广泛应弯曲率低、电气性能好等优异性能。氟元素被广泛应 用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领 域。域。 (1)(1)卤素单质中氧化性最强的是哪种单质卤素单质中氧化性最强的是哪种单质? ? 提示提示: :F F2 2。 (2)F(2)F在化合物中有无正价在化合物中有无正价? ? 提示提示: :F F在化合价中只显示在化合价中只显示- -1 1价价, ,无正价。无正价。 卤素单质间的置换反应卤素单质间的置换反应 a.a.填写下表填写下表: : 实验操作实验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体分液体分 层
11、层, ,上层接近无上层接近无 色色, ,下层呈下层呈_ 色色 橙红橙红 实验操作实验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体分液体分 层层, ,上层接近无上层接近无 色色, ,下层呈下层呈_ 色色 紫红紫红 实验操作实验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体分液体分 层层, ,上层接近无上层接近无 色色, ,下层呈下层呈_ 色色 紫红紫红 b.b.得出结论得出结论:Cl:Cl2 2、BrBr2 2、I I2 2三种卤素单质的氧化性由强三种卤素单质的氧化性由强 到弱的顺序是到弱的顺序是_,_,相应卤素离子的还原性由强相应卤素离子的还原性由
12、强 到弱的顺序是到弱的顺序是_。 ClCl2 2BrBr2 2II2 2 I I- -BrBr- -ClCl- - 【巧判断巧判断】 (1)(1)随着核电荷数增加随着核电荷数增加, ,卤素的非金属性增强。卤素的非金属性增强。 ( ( ) ) 提示提示: :。按从。按从F FI I的顺序的顺序, ,随着核电荷数增加随着核电荷数增加, ,元素的元素的 非金属性逐渐减弱。非金属性逐渐减弱。 (2)(2)随着核电荷数增加随着核电荷数增加, ,卤素单质的氧化性依次增强。卤素单质的氧化性依次增强。 ( ( ) ) 提示提示: :。随着核电荷数增加。随着核电荷数增加, ,卤素单质的氧化性依次卤素单质的氧化性
13、依次 减弱。卤素单质中减弱。卤素单质中,F,F2 2的氧化性最强的氧化性最强,I,I2 2的氧化性最弱。的氧化性最弱。 (3)(3)随着核电荷数增加随着核电荷数增加, ,卤素氢化物的稳定性增强。卤素氢化物的稳定性增强。 ( ( ) ) 提示提示: :。随着核电荷数增加。随着核电荷数增加, ,卤素氢化物的稳定性减卤素氢化物的稳定性减 弱。氢化物的稳定性弱。氢化物的稳定性:HFHClHBrHI:HFHClHBrHI。 三、同主族元素的性质与原子结构的关系三、同主族元素的性质与原子结构的关系 知识点一知识点一 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变碱金属元素单质化学性质的相似性和递变 性性 1.1.相
14、似性相似性(R(R表示碱金属元素表示碱金属元素) ) 结论结论: :原子都容易失去最外层的一个电子原子都容易失去最外层的一个电子, ,化学性质活化学性质活 泼泼, ,它们的单质都具有较强的还原性它们的单质都具有较强的还原性, ,它们都能与氧气它们都能与氧气 等非金属单质及水反应。等非金属单质及水反应。 2.2.递变性递变性 随着原子序数的递增随着原子序数的递增, ,原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大, ,原子核对最原子核对最 外层电子的引力逐渐减小外层电子的引力逐渐减小, ,碱金属元素的原子失电子能碱金属元素的原子失电子能 力逐渐增强力逐渐增强, ,金属性逐渐增强。金属性逐渐增强。 (2)(2)
15、碱金属的化学性质及比较碱金属的化学性质及比较 LiLi NaNa K K RbRb CsCs 单单 质质 与与 O O2 2 反应越来越剧烈反应越来越剧烈, ,产物分别是产物分别是 LiLi2 2O O NaNa2 2O O、 NaNa2 2O O2 2 K K2 2O O、 K K2 2O O2 2、 KOKO2 2 更复杂氧化物更复杂氧化物 与与 水水 反应越来越剧烈反应越来越剧烈, ,现象分别是现象分别是 反应反应 缓慢缓慢 剧烈剧烈 反应反应 轻微爆炸轻微爆炸 剧烈爆炸剧烈爆炸 LiLi NaNa K K RbRb CsCs 最高价氧最高价氧 化物对应化物对应 的水化物的水化物 碱性强
16、弱碱性强弱:LiOHHBrHI:HFHClHBrHI 还原性还原性:HFHBrO4 4HIOHIO4 4 ( (氟没有含氧酸氟没有含氧酸) ) 3.3.特殊性特殊性 (1)F(1)F2 2能与水反应能与水反应, ,反应方程式为反应方程式为 。 因此因此,F,F2 2不能从溶液中置换出其他卤素单质。不能从溶液中置换出其他卤素单质。 (2)(2)通常情况下通常情况下, ,氟没有正价氟没有正价, ,所以氟没有含氧酸。所以氟没有含氧酸。 (3)(3)溶解性溶解性: :通常情况下通常情况下, ,除除F F2 2外外, ,卤素单质在水中的溶卤素单质在水中的溶 解度都不大解度都不大, ,但是均易溶于有机溶剂
17、。但是均易溶于有机溶剂。 (4)(4)卤素单质都有毒卤素单质都有毒, ,液溴易挥发液溴易挥发, ,保存时常用水密封。保存时常用水密封。 【知识拓展知识拓展】溴和碘在有机溶剂中的颜色溴和碘在有机溶剂中的颜色 溴和碘在有机溶剂中浓度不同溴和碘在有机溶剂中浓度不同, ,颜色不同。碘在水中一颜色不同。碘在水中一 般为黄色到褐色般为黄色到褐色, ,在有机溶剂中一般为紫色到紫红色在有机溶剂中一般为紫色到紫红色; ; 溴在水中一般为黄色到棕色溴在水中一般为黄色到棕色, ,在有机溶剂中一般为橙色在有机溶剂中一般为橙色 到橙红色。在一定条件下到橙红色。在一定条件下, ,溶液颜色可以作为判断是否溶液颜色可以作为判
18、断是否 有相应物质生成的依据。有相应物质生成的依据。 【思考思考讨论讨论】 (1)(1)已知还原性已知还原性I I- -BrBr- -ClCl- -FF- -, ,试从原子结构的角度分试从原子结构的角度分 析其原因是什么。析其原因是什么。 提示提示: :还原性即微粒失去电子的能力。按还原性即微粒失去电子的能力。按I I- -BrBr- -ClCl- - FF- -的顺序的顺序, ,离子的半径逐渐减小离子的半径逐渐减小, ,原子核对最外层电原子核对最外层电 子的吸引力逐渐增大子的吸引力逐渐增大, ,失去电子的能力逐渐减弱失去电子的能力逐渐减弱, ,故还故还 原性逐渐减弱。原性逐渐减弱。 (2)(
19、2)相对分子质量小的卤素单质一定可将相对分子质量相对分子质量小的卤素单质一定可将相对分子质量 大的卤素从它的卤化物溶液里置换出来吗大的卤素从它的卤化物溶液里置换出来吗? ? 提示提示: :不一定不一定, ,将将F F2 2通入通入NaClNaCl溶液中不能置换出溶液中不能置换出ClCl2 2。 【案例示范案例示范】 【典例典例】(2019(2019镇江高一检测镇江高一检测) 1940) 1940年年, ,意大利化学意大利化学 家西格雷发现了第家西格雷发现了第8585号元素号元素, ,它被命名为“砹它被命名为“砹(At)”(At)”。 他和美国科学家科里森、麦肯齐用“原子大炮”他和美国科学家科里
20、森、麦肯齐用“原子大炮” 回旋加速器加速氦原子核回旋加速器加速氦原子核, ,轰击金属铋轰击金属铋209,209,由此制得了由此制得了 第第8585号元素号元素“亚碘”亚碘”, ,即是砹。砹即是砹。砹(At)(At)是卤族元素是卤族元素 中位于碘后面的元素中位于碘后面的元素, ,推测砹和砹的化合物正确的是推测砹和砹的化合物正确的是 ( ( ) ) A.A.与与H H2 2化合的能力化合的能力:At:At2 2II2 2 B.B.砹在常温下是白色固体砹在常温下是白色固体 C.C.砹原子的最外层上有砹原子的最外层上有7 7个电子个电子 D.D.砹易溶于水砹易溶于水, ,难溶于四氯化碳难溶于四氯化碳
21、【解题指南解题指南】解答本题重点注意以下两个方面解答本题重点注意以下两个方面: : (1)(1)卤素单质性质的相似性。卤素单质性质的相似性。 (2)(2)卤素单质与氢气等化合能力的递变性。卤素单质与氢气等化合能力的递变性。 【解析解析】选选C C。 A(A() ) 从 从F F到到At,At,元素的非金属性减弱元素的非金属性减弱, ,与与H H2 2化合的能化合的能 力逐渐减弱力逐渐减弱 B(B() ) 从 从F F到到At,At,单质的颜色逐渐加深。单质的颜色逐渐加深。I I2 2是紫黑色固是紫黑色固 体体, ,故砹在常温下不可能是白色固体故砹在常温下不可能是白色固体 C()C() 卤素原子
22、的最外层上有卤素原子的最外层上有7 7个电子个电子 D(D() ) 由 由I I2 2微溶于水、易溶于四氯化碳微溶于水、易溶于四氯化碳, ,可推知砹不可推知砹不 可能易溶于水、难溶于四氯化碳可能易溶于水、难溶于四氯化碳 【知识拓展知识拓展】卤素的特性卤素的特性 (1)(1)氟元素无正价氟元素无正价, ,无含氧酸无含氧酸;F;F- -的还原性极弱。的还原性极弱。 (2) (2) 。 (3)Br(3)Br2 2在常温下是唯一的一种液态非金属单质。在常温下是唯一的一种液态非金属单质。 (4)(4)碘为紫黑色固体碘为紫黑色固体, ,易升华易升华, ,淀粉遇淀粉遇I I2 2变蓝色。变蓝色。 (5)(5
23、)氢氟酸为弱酸氢氟酸为弱酸, ,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。 【知识知识巩固巩固】 (2019(2019临沂高一检测临沂高一检测) )下列说法中下列说法中, ,不符合不符合AA族元素族元素 性质特征的是性质特征的是 ( ( ) ) A.A.从上到下元素的非金属性增强从上到下元素的非金属性增强 B.B.易形成易形成- -1 1价离子价离子 C.C.从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性减弱从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性减弱(F(F除除 外外) ) D.D.从上到下氢化物的还原性依次增强从上到下氢化物的还原性依次增强 【解析解析】选选A A。同主族元素。同主族元
24、素, ,从上到下元素的非金属性从上到下元素的非金属性 减弱减弱, ,选项选项A A错误错误; ;第第AA族元素最外层有族元素最外层有7 7个电子个电子, ,易得易得1 1 个电子形成个电子形成- -1 1价离子价离子, ,选项选项B B正确正确; ;从上到下元素的非金从上到下元素的非金 属性逐渐减弱属性逐渐减弱, ,所以最高价氧化物对应的水化物酸性逐所以最高价氧化物对应的水化物酸性逐 渐减弱渐减弱, ,选项选项C C正确正确; ;同主族元素同主族元素, ,从上到下元素的非金从上到下元素的非金 属性逐渐减弱属性逐渐减弱, ,所以氢化物的还原性依次增强所以氢化物的还原性依次增强, ,选项选项D D
25、正正 确。确。 【补偿训练补偿训练】 1.1.下列关于卤素下列关于卤素( (用用X X表示表示) )的叙述正确的是的叙述正确的是 ( ( ) ) A.A.其单质都能与水反应其单质都能与水反应, ,通式为通式为 B.HXB.HX易溶于水易溶于水, ,其水溶液都是强酸其水溶液都是强酸 C.C.其单质都有颜色其单质都有颜色, ,都有毒都有毒 D.D.最高价含氧酸的通式为最高价含氧酸的通式为HXOHXO4 4 【解析解析】选选C C。本题考查卤素及有关化合物的基本知识。本题考查卤素及有关化合物的基本知识 规律规律, ,解答本题解答本题, ,除掌握一般规律外除掌握一般规律外, ,要注意要注意F F2 2
26、及氟的化及氟的化 合物的特殊性合物的特殊性: :F F2 2与水反应置换与水反应置换H H2 2O O中的氧生成中的氧生成O O2 2, ,不不 像其他卤素单质像其他卤素单质, ,F F是最强的非金属是最强的非金属, ,在化合物中不表在化合物中不表 现正价现正价,HF,HF的溶液表现弱酸性。的溶液表现弱酸性。 2.2.元素周期表中卤族元素的单质、化合物的性质元素周期表中卤族元素的单质、化合物的性质, ,从上从上 到下呈现一定的递变性到下呈现一定的递变性, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( ( ) ) 单质的氧化性增强单质的氧化性增强 单质的颜色加深单质的颜色加深 气态氢化物的稳定性增强气态氢化物的稳定性增强 单质的沸点升高单质的沸点升高 阴离子的还原性增强阴离子的还原性增强 A.A. B.B. C.C. D.D. 【解析解析】选选C C。的分析如下。的分析如下: : 物理性质物理性质 单质的颜色加深单质的颜色加深 正确正确 单质的沸点升高单质的沸点升高 正确正确 化学性质化学性质 单质的氧化性减弱单质的氧化性减弱 错误错误 阴离子的还原性增强阴离子的还原性增强 正确正确 气态氢化物的稳定性减弱气态氢化物的稳定性减弱 错误错误 【课堂回眸课堂回眸】
