1、 第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律 第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 第第3课时课时 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 学习目标学习目标 核心素养核心素养 1通过教材表格中的原子结构信息通过教材表格中的原子结构信息，知道碱知道碱 金属元素金属元素、卤族元素的原子结构及特点卤族元素的原子结构及特点。 2认识碱金属认识碱金属、卤族元素两典型金属与非金卤族元素两典型金属与非金 属元素族在化学性质的相似性及递变性属元素族在化学性质的相似性及递变性。 3学会根据原子结构的特点学会根据原子结构的特点，推测元素的化推测元素的化 学性质学性质，掌握结构与性质的
2、内在联系掌握结构与性质的内在联系。 通过对通过对“原子结构与元素原子结构与元素 性质性质”的学习的学习，培养宏观培养宏观 辨识与微观探析辨识与微观探析、证据推证据推 理与模型认知理与模型认知、实验探究实验探究 与创新意识等方面的能与创新意识等方面的能 力力。 课前素能奠基课前素能奠基 课堂素能探究课堂素能探究 课堂达标验收课堂达标验收 夯基提能作业夯基提能作业 新课情境呈现新课情境呈现 名师博客呈现名师博客呈现 新课情境呈现新课情境呈现 人体中的化学元素 我们人体是一个有机体，主要是由碳、氢、氧元素组成的，除此之外， 在人体组织和体液中含有很多其他的元素，某些元素在人体中的含量虽 然不高，但却
3、都是人体中不能缺少的元素。 你知道人体中所含的各元素的原子结构吗？它们具有什么样的性质呢？ 课前素能奠基课前素能奠基 知识回顾知识回顾 1碱金属元素包括_(填写元素符号)等 元素，它们都处于元素周期表中第_族；卤族元素包括 _(填写元素符号)等元素，它们都处于元素周期 表中第_族。 2钠与水反应的离子方程式为_。钠 与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为_、 _。 3氯气与氢气反应的条件是_。 Li、Na、K、Rb、Cs A F、Cl、Br、I A 2Na2H2O=2Na 2OH H2 Na2O Na2O2 点燃或光照点燃或光照 新知预习新知预习 一、元素的性质 1金属性 金属元素的原子
4、最外层电子一般少于_个，在化学反应中容易 _，具有_。即元素的金属性是指元素的原子所具 有的_的能力。 4 失去电子失去电子 金属性金属性 失去电子失去电子 2非金属性 非金属元素的原子最外层电子一般多于_个，在化学反应中容易 _，具有_。即元素的非金属性是指元素的原子 所具有的_的能力。 4 得到电子得到电子 非金属性非金属性 得到电子得到电子 二、碱金属元素 1碱金属元素的原子结构 元素名称元素名称 _ _ _ _ _ 元素符号元素符号 _ _ _ _ _ 原子原子 结构结构 示意图示意图 _ _ 锂锂 钠钠 钾钾 铷铷 铯铯 Li Na K Rb Cs 原子半径原子半径 /nm 0.15
5、2 0.186 0.227 0.248 0.265 结论结论 (1)碱金属元素的原子最外层电子数都是碱金属元素的原子最外层电子数都是_。 (2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐电子层数逐渐 _，原子半径逐渐原子半径逐渐_。 1 增多增多 增大增大 2碱金属单质的化学性质 (1)钠、钾与氧气反应比较 实验现象： 都能在空气中燃烧， 钠产生黄色火焰， 钾产生紫色火焰，实验现象： 都能在空气中燃烧， 钠产生黄色火焰， 钾产生紫色火焰， 钾燃烧更剧烈。钾燃烧更剧烈。 反应方程式：反应方程式：2NaO2= Na2O2、KO2= KO2。 实验结论：金属的
6、活泼性：实验结论：金属的活泼性：K_Na。 (2)钠、钾与水反应的比较 碱金属碱金属 单质单质 钠钠 钾钾 实验实验 操作操作 相同点相同点 _； 熔成闪亮的小球； 小； 熔成闪亮的小球； 小 球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的 溶液呈红色溶液呈红色 实验实验 现象现象 不同点不同点 _ 金属浮在水面上金属浮在水面上 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 碱金属碱金属 单质单质 钠钠 钾钾 实验原理实验原理 _ _ _ 实验结论实验结论 与水反应剧烈程度：与水反应剧烈程度：K_Na； 金属的活泼性：金属的活泼性：K_Na。
7、2Na 2H2O=2NaOH H2 2K2H2O=2KOHH2 3碱金属单质的物理性质 元素元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大原子序数增大) 相同点相同点 除铯外除铯外，其余都呈其余都呈_色色，它们都比较软它们都比较软，有延展性有延展性， 密度较密度较_，熔点较熔点较_，导电导电、导热性强导热性强 递变递变 规律规律 密度密度 逐渐逐渐_(钠钠、钾反常钾反常) 熔、熔、 沸点沸点 逐渐逐渐_ 个性特点个性特点 铯略带金属光泽；铯略带金属光泽；锂的密度比煤油的小；锂的密度比煤油的小；钠的密度比钠的密度比 钾大钾大 银白银白 小小 低低 增大增大 降低降低 三、卤族元素 1卤素单质的物
8、理性质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色、颜色、 状态状态 _色气体色气体 _ 色色 气体气体 _ 色 液色 液 体体 _ 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卤素的原子结构特点 相同点相同点 卤族元素位于周期表第卤族元素位于周期表第_族；族； 最外层上都有最外层上都有_个电子个电子。 递变性递变性 从从FI核电荷数依次核电荷数依次_，电子层数依次电子层数依次_，原子原子 半径依次半径依次_。 A 7 增大增大 增多增多 增大增大 3.卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应 卤素单质卤素
9、单质 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 F2 暗处暗处 _ 很稳定很稳定 Cl2 光照或点燃光照或点燃 _ 较稳定较稳定 Br2 加热加热 _ 不如氯化氢稳定不如氯化氢稳定 I2 不断加热不断加热 _ 不稳定不稳定 结论结论 从从F2到到I2，与，与H2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，反应剧烈程度依 次次_，生成气态氢化物的稳定性依次，生成气态氢化物的稳定性依次_。 H2F2=2HF H2Cl2= 光照或点燃光照或点燃2HCl H2Br2= 2HBr H2I2 2HI 升高升高 减弱减弱 减弱减弱 (2)卤素单质之间的置换反应 实验操作实
10、验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后，液体分层，上层接静置后，液体分层，上层接 近无色，下层呈近无色，下层呈_色色 _ 静置后，液体分层，上层接静置后，液体分层，上层接 近无色，下层呈近无色，下层呈_色色 _ 橙红橙红 Cl22KBr=2KClBr2 紫红紫红 Cl22KI=2KClI2 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，液体分层，上层接静置后，液体分层，上层接 近无色，下层呈近无色，下层呈_色色 _ 结论结论 Cl2I2氧化性逐渐氧化性逐渐_， 相应的卤素离子还原性逐渐， 相应的卤素离子还原性逐渐 _ 紫红紫红 Br22KI=2KBrI2 减
11、弱减弱 增强增强 四、同主族元素的性质与原子结构的关系 预习自测预习自测 1下列有关碱金属的说法不正确的是 ( ) A均为A族元素，最外层均有1个电子 B单质的还原性：LiNaKRbCs C单质的熔、沸点逐渐降低 D由Li到Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大 B 解析：主族元素族序数等于最外层电子数，A正确；LiNaK RbCs 原子半径依次增大，失电子能力增强，还原性增强，B错； LiNaKRbCs原子半径依次增大，原子间作用力逐渐减小，熔沸点 逐渐降低，C正确；由Li到Cs核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依 次增大，D正确。 2下列有关卤素单质的说法正确的是 ( ) A
12、从F2到I2，单质密度逐渐减小 B从F2到I2，单质氧化性增强 CH2与F2不能共存 D碘与铁反应时生成FeI3 解析：常温下，F2为气体，Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体，单质密度 逐渐增大，A错；从F到I原子半径增大，得电子能力减弱，单质的氧化 性减弱，B错；H2与F2混合迅速爆炸，不共存，C正确；碘与铁生成FeI2， D错。 C 3依据下列说法来判断相应元素的金属性、非金属性强弱，不合理的 是 ( ) A卤素单质Cl2、Br2、I2的氧化性强弱 B气态氢化物NH3、H2O、HF的稳定性 C碱金属单质Li、Na、K与水反应的剧烈程度 D1 mol Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应时
13、失去电子数的多少 解析：卤族元素中，单质的氧化性越弱，对应元素的非金属性越弱，A 合理；气态氢化物稳定性越强，对应元素的非金属性越强，B合理；碱 金属单质与H2O反应越剧烈，失电子能力越强，金属性越强，C合理；金 属性强弱与得失电子多少没有必然关系，D不合理。 D 4X、Y是元素周期表A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属 性比Y强的是 ( ) AX原子的电子层数比Y原子的电子层数多 BY的单质能将X从NaX的溶液中置换出来 CX的单质比Y的单质更容易与氢气反应 D同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强 C 解析：同一主族中，原子序数越大，电子层数越多，非金属性越弱，A 错；由
14、于非金属性XY，则X的单质能将NaY转化成Y的单质，B错；非金 属性越强，与氢气化合越容易，C正确；卤族元素中，原子序数越大， HX的水溶液酸性越强，则X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性弱， D错。 5下列关于碱金属元素和卤素的说法中错误的是 ( ) A随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大 B碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原 子得电子能力最强 C钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 D溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈 解析：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属族失电子能力增 强，与水反应越来越强，非金属族得电子能力减弱，与H2O反应越
15、来越 难，D项错误，A、B、C正确。 D 6碱金属是典型的活泼金属，其根本原因是 ( ) A碱金属单质的密度小，熔点和沸点低 B碱金属在常温下易被氧化 C碱金属原子最外电子层上都只有1个电子，容易失去 D碱金属原子的核电荷数比较小 解析：结构决定性质，碱金属元素的原子最外层都只有一个电子，易失 去，表现出较活泼的金属性，C项正确。 C 课堂素能探究课堂素能探究 问题探究： 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性 知识点知识点 一一 1Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)说明什 么问题？如何保存单质钾？ 2请结合碱金属元
16、素的原子结构的递变性探究其单质化学性质的递变 性。 探究提示：1.说明Li、Na、K活动性依次增强；保存钾时保存在煤油中， 以避免与空气中的O2、H2O反应。 2碱金属元素原子的最外层电子数都相等，但从Li到Cs，随着核电荷数 的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的吸 引能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。 知识归纳总结：知识归纳总结： 1相似性相似性 碱金碱金 属单属单 质质R 与非金属单质反应：如与非金属单质反应：如Cl22R=2RCl 与水反应：如与水反应：如2R2H2O=2ROHH2 与酸溶液反应：如与酸溶液反应：如2R2H =2R H2 化合物化合
17、物最高价氧化物对应的水化物的化学式为 最高价氧化物对应的水化物的化学式为ROH， 且均为碱性且均为碱性 2递变性 具体情况如下(按从LiCs的顺序)： (1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增强。 与O2反应越来越剧烈，产物也更加复杂，Li只生成Li2O，Na能生成 Na2O和Na2O2，K则能生成K2O、K2O2、KO2等。 与水反应越来越剧烈，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生剧烈爆 炸。 (2)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOH NaOHKOHRbOHNaOHKOHRbOH B金属性：RbKNaLi CFe、Na分别和稀盐酸反应时，每个铁原子失去2个电子，每个钠原子
18、 失去1个电子，所以Fe的金属活动性强于Na DRb不易与水反应放出H2 解析：因为金属性LiNaKRb，所以碱性LiOHNaOHKOH RbOH，Rb比 K更易与水反应，B项正确，A、D两项错误；每个原子失去电子的数目 不能作为判断金属活动性强弱的依据，根据常见金属活动性顺序来看， Fe比Na的金属活动性弱，C项错误。 典例典例 1 B 变式训练1下列有关第A族元素性质的递变规律不正确的是 ( ) ANa、K、Rb、Cs单质的失电子能力依次增强 BNa、K、Rb、Cs的原子半径依次增大 CNaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性依次增强 DNa、K、Rb、Cs最外层电子数依次增多 解析：第A
19、族元素由Na到Cs原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强， 最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，最外层电子数都是1，A、B、C 正确，D不正确。 D 问题探究： 卤族元素性质的相似性和递变性卤族元素性质的相似性和递变性 知识点知识点 二二 1由F、Cl、Br、I的原子结构推测它们得失电子能力大小。 2根据卤族元素的性质分析，将F2通入NaCl溶液中得到什么气体？ 探究提示：1.它们最外层都有7个电子，都易得一个电子达到稳定结构， 但它们的原子半径依次增大，得电子能力逐渐减弱。 2F2的氧化性强于Cl2，但由于F2易与H2O反应：2F22H2O= 4HFO2， 故F2通入NaCl溶液中得到O2而不
20、是Cl2。 知识归纳总结： 1相似性： 与氢气反应：与氢气反应：X2H2=2HX 与变价金属反应：与变价金属反应：F2、Cl2、Br2生成高价金属生成高价金属 卤化物，卤化物， I2生成低价金属碘化物生成低价金属碘化物 与水反应：如与水反应：如X2H2O=HXHXO X为为Cl、Br、I ，例外：，例外： 2F22H2O=4HFO2 单质单质X2 化合物化合物最高价氧化物对应水化物 最高价氧化物对应水化物 除氟外除氟外 都都 为强酸为强酸 2递变性： 具体情况如下： (1)与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，氢化物还原性逐 渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即： 稳定性：HFHClH
21、BrHI； 还原性：HFHClHBrHI； 酸性：HFHClHBrHI。 (2)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4HBrO4HIO4。 点拨：卤素单质性质中的特殊情况 (1)F2能与水反应，反应方程式为2F22H2O=4HFO2。因此，F2不能 从溶液中置换出其他卤素单质。 (2)通常情况下，氟没有正价，所以氟没有含氧酸。 (3)溶解性：通常情况下，除F2外，卤素单质在水中的溶解度都不大，但 是均易溶于有机溶剂。 (4)卤素单质都有毒，液溴易挥发，保存时常用水密封。 (5)溴单质在常温下是唯一一种液态非金属单质。 (6)碘为紫色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。 (7)氢氟酸为弱酸
22、，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。 1826年，法国的一位青年波拉德把海藻烧成灰，用热水浸取， 再往里通氯气，这时，就得到紫黑色的固体碘晶体。他发现在提取后 的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。详细 地进行研究后证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。 科学家把这种新元素称为“溴”。德国著名的化学家李比希也做过和波 拉德相似的实验，看到过这一奇怪的现象，所不同的是，李比希没有深 入地钻研下去，只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)通 氯气时，氯和碘形成的化合物。因此，他只是往瓶子上贴了一张“氯化 碘”的标签就完了，从而与溴元素失之交臂，没有发现这一新的
23、元素。 典例典例 2 (1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。 _ Cl22Br =Br2 2Cl ， ，Cl22I =I2 2Cl (2)比较Cl、Br、I的还原性强弱，并从原子结构角度解释原因。 _ _ _ _ Cl 、 、Br 、 、I 的还原性： 的还原性：Cl BrHClO4HBrO4HIO4 D砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的相似性，砹微溶于 水，易溶于CCl4 D 解析：F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A项错误；元素 的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较， 不能根据氢化物的酸性强弱比较，B项错误；F无正化合价，不能形成 HFO
24、4，C错误；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水， 易溶于CCl4，D正确。 名师博客呈现名师博客呈现 解答同主族元素原子结构和性质递变规律类题的常见思路 即时训练 可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”。根据周期表结构及 元素性质变化趋势，下列有关“类钫”的预测中错误的是 ( ) A单质有较高的熔点 B“类钫”在化合物中呈1价 C“类钫”具有放射性 D“类钫”单质的密度大于1 gcm3 解析：“类钫”在周期表中处于碱金属元素的最下方，碱金属元素从上 到下，原子半径逐渐增大，原子间作用力逐渐减小，单质的熔、沸点逐 渐降低，A错误。 A 课堂达标验收课堂达标验收 夯基提能作业夯基提能作业
