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 （第三课时）（第三课时） 课程学习目标课程学习目标 学习并掌握碱金属的物理及化学性质 1 学习并掌握卤族元素的物理及化学性质 2 金属元素的原子最外层电子数和非金属元素的原子最外层电子金属元素的原子最外层电子数和非金属元素的原子最外层电子 数有什么区别？数有什么区别？ 金属元素的原子最外层电子一般少于金属元素的原子最外层电子一般少于4 4个，在化学反应中容个，在化学反应中容 易失去电子，具有金属性；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非金属元素的原子最外层电子一
2、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。容易得到电子，具有非金属性。 导入导入 原子结构决定元素的性质，同族元素总是放在一起研究，原子结构决定元素的性质，同族元素总是放在一起研究， 是因为它们之间存在某种内在联系。是因为它们之间存在某种内在联系。 例如：碱金属元素、卤族元素例如：碱金属元素、卤族元素 碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化碱金属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。合态存在。 卤族元素（简称卤素）是典型的非金属元素，它们在自然界卤族元素（简称卤素）是典型的非金属元素，它们在自然界 中都以化合态存在。中都以化合态
3、存在。 导入导入 思考思考 讨论讨论 族族 元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图 最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 原子半径原子半径 (nm)(nm) 碱 金 属 元 素 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 填写下表，回答问题。填写下表，回答问题。 （1 1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原）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？子半径的
4、变化有什么特点？ 思考思考 讨论讨论 从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 （2 2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电）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？子排布有什么特点？ 它们的最外层都只有它们的最外层都只有1 1个电子。个电子。 新课讲解新课讲解 碱金属化学性质的比较碱金属化学性质的比较 实验步骤：实验步骤： （1 1）将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子）将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子 夹取并迅速投到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉夹取并迅速投
5、到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉 酒精灯，观察现象。酒精灯，观察现象。 钾在空气中燃烧钾在空气中燃烧 剧烈反应剧烈反应, ,得到白色固体得到白色固体, ,火焰呈淡紫色火焰呈淡紫色 新课讲解新课讲解 碱金属化学性质的比较碱金属化学性质的比较 实验步骤：实验步骤： （2 2）在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿）在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿 豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。 钾与水反应钾与水反应 漂浮在水边，四处游动，融成小球，反应产漂浮在水边，四处游动，融成小球，反应产 生的热量使其起火燃烧，燃烧时呈
6、紫色焰，并且生的热量使其起火燃烧，燃烧时呈紫色焰，并且 有大量的水汽冒出，如果过于剧烈还会爆炸有大量的水汽冒出，如果过于剧烈还会爆炸 2K + 2H2K + 2H2 2O O 2KOH + H2KOH + H2 2 （1 1）锂、钠和氧气反应的反应式为？）锂、钠和氧气反应的反应式为？ 思考思考 讨论讨论 4 4Li Li + O+ O2 2 2Li2Li2 2O O 2 2Na Na + O+ O2 2 NaNa2 2O O2 2 （2 2）钠和水反应的反应式？）钠和水反应的反应式？ 2 2Na + Na + 2H2H2 2O O 2NaOH + H2NaOH + H2 2 思维启迪思维启迪
7、碱金属碱金属元素的化学性质元素的化学性质 （1 1）碱金属元素原子结构的特点）碱金属元素原子结构的特点 相同点相同点：碱金属元素原子的最外层都有：碱金属元素原子的最外层都有1 1个电子；个电子； 不同点不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同 （2 2）碱金属元素性质的相似性和递变性）碱金属元素性质的相似性和递变性 相似性相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的很强的 金属性，化合价都是金属性，化合价都是+1+1； 递变性递变性：随核电荷数：随核电荷数递增递增，电子层数
8、，电子层数增多增多，原子半径，原子半径增大增大，原子核对外，原子核对外 层电子的吸引力层电子的吸引力减弱减弱，失电子能力，失电子能力增强增强，故，故从锂到铯，金属性逐渐增强从锂到铯，金属性逐渐增强。 思维启迪思维启迪 碱金属碱金属元素的物理性质元素的物理性质 碱金属在物理性质上表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有碱金属在物理性质上表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有 延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可 用作核反应堆的传热介质。用作核反应堆的传热介质。 碱金属单质碱金属单质 颜色（常态）颜色（常态）
9、 密度（密度（g/cmg/cm3 3） 熔点（熔点（） 沸点（沸点（） Li 银白色 0.534 180.5 1347 Na 银白色 0.97 97.81 882.9 K 银白色 0.86 63.65 774 Rb 银白色 1.532 38.89 688 Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4 思考思考 讨论讨论 族族 元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图 最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 卤 族 元 素 氟 F 9 7 2 氯 Cl 17 7 3 溴 Br 35 7 4 碘 I 53 7 5 填写下表，回答问
10、题。填写下表，回答问题。 （1 1）在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子）在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子 半径的变化有什么特点？半径的变化有什么特点？ 思考思考 讨论讨论 从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 （2 2）观察卤族元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子）观察卤族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？排布有什么特点？ 它们的最外层都只有它们的最外层都只有7 7个电子。个电子。 新课讲解新课讲解 卤素化学性质的比较卤素化学性质的比较 （1 1）分别向盛有）分别向盛有4mLKBr
11、4mLKBr溶液和溶液和4mLKI4mLKI溶液的两支试管中加入溶液的两支试管中加入 1mL1mL氯水，振荡，观察溶液颜色变化，并与氯水的颜色比较。静氯水，振荡，观察溶液颜色变化，并与氯水的颜色比较。静 置一段时间后，观察现象。置一段时间后，观察现象。 KBrKBr溶液溶液+ +氯水氯水 静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈橙色。静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈橙色。 2KBr + Cl2KBr + Cl2 2 2KCl + Br2KCl + Br2 2 静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈紫色。静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈紫色。 2KI + Cl2KI + Cl2
12、 2 2KCl + I2KCl + I2 2 KIKI溶液溶液+ +氯水氯水 新课讲解新课讲解 （2 2）向盛有）向盛有4mLKI4mLKI溶液的试管中加入溶液的试管中加入1mL1mL溴水，振荡，观察溶液溴水，振荡，观察溶液 颜色变化，并与溴水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。颜色变化，并与溴水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。 静置后，液体分为两层，上层液体呈无静置后，液体分为两层，上层液体呈无 色，下层液体呈紫色。色，下层液体呈紫色。 2KI + Br2KI + Br2 2 2KBr + I2KBr + I2 2 KIKI溶液溶液+ +溴水溴水 卤素化学性质的比较卤素化学性质的比较
13、 卤素单质与氢气的反应？卤素单质与氢气的反应？ 思考思考 讨论讨论 氟氟 H H2 2 + F+ F2 2 2HF2HF 在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定 氯氯 H H2 2 + Cl+ Cl2 2 2HCl2HCl 光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定 溴溴 H H2 2 + Br+ Br2 2 2HBr2HBr 加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢 稳定稳定 碘碘 H H2 2 + I+ I2 2 2HI2HI 不断加热才能缓慢反应；碘
14、化氢不稳定，在同一条件不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在同一条件 下同时分解为下同时分解为H H2 2和和I I2 2，是可逆反应，是可逆反应 光照或点燃光照或点燃 根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电 荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化 思考思考 讨论讨论 F F2 2 ClCl2 2 BrBr2 2 I I2 2 与氢气反应的难易程度：与氢气反应的难易程度：F F2 2 Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2 。 生成的氢化物的稳定性：生成的氢化物的稳定性： HF HCl
15、 HBr HI HF HCl HBr HI 。 卤素的非金属性强弱：卤素的非金属性强弱： F Cl Br I F Cl Br I 。 思维启迪思维启迪 卤族元素的化学性质卤族元素的化学性质 （1 1）卤族元素原子结构的特点）卤族元素原子结构的特点 相同点相同点：卤族元素原子的最外层都有：卤族元素原子的最外层都有7 7个电子；个电子； 不同点不同点：卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同：卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同 （2 2）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 相似性相似性：最外层都有：最外层都有7 7个电子，容易得到个电子，容易得到1 1个电子，表现出个
16、电子，表现出很强的非金属很强的非金属 性，化合价都是性，化合价都是- -1 1； 递变性递变性：随核电荷数：随核电荷数递增递增，电子层数，电子层数增多增多，原子半径，原子半径增大增大，原子核对外，原子核对外 层电子的吸引力层电子的吸引力减弱减弱，得电子能力，得电子能力增强增强，故，故从氟到碘，非金属性逐渐增强从氟到碘，非金属性逐渐增强。 思维启迪思维启迪 卤族元素的物理性质卤族元素的物理性质 卤素在物理性质上表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤卤素在物理性质上表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤 素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原素分子间的色散力逐渐增强
17、，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原 子体积也依次递增。子体积也依次递增。 卤素单质卤素单质 颜色（常态）颜色（常态） 密度（密度（g/cmg/cm3 3） 熔点（熔点（） 沸点（沸点（） F2 淡黄绿色气体 1.69（15） -219.6 -188.1 Cl2 黄绿色气体 3.215（0） -101 -34.6 Br2 深红棕色液体 3.119（20） -7.2 58.78 I2 紫黑色固体 4.93 113.5 184.4 1 1. .在在CuSOCuSO4 4溶液中加入下列物质溶液中加入下列物质K K NaNa FeFe AgAg，能置换出铜能置换出铜 单质的是单质的是（ ） A A、
18、 B B、 C C、 D D、 课堂达标课堂达标 解析解析 K K、NaNa都是活泼的金属单质，加入到都是活泼的金属单质，加入到CuSOCuSO4 4溶液中，会先和溶液中的水溶液中，会先和溶液中的水 反应，生成的碱再和反应，生成的碱再和CuSOCuSO4 4溶液反应，生成沉淀，不能置换出单质铜，故选项溶液反应，生成沉淀，不能置换出单质铜，故选项A A、B B 错误；错误；AgAg的活泼性没有铜强，的活泼性没有铜强，AgAg和和CuSOCuSO4 4溶液不反应，故选项溶液不反应，故选项C C错误。因此选错误。因此选D D。 D D 2 2. .下列关于下列关于F F、ClCl、BrBr、I I的
19、比较的比较，不正确的是不正确的是( ( ) ) A A. .它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B B. .单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱 C C. .它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D D. .单质的颜色随核电荷数的增加而加深单质的颜色随核电荷数的增加而加深 课堂达标课堂达标 C C 解析解析 选项选项A A中中， F F、ClCl、BrBr、I I的核外电子层数依次为的核外电子层数依次为2 2、3 3、4 4、5 5，因此它们的因此它们的 原子核
20、外电子层数随核电荷数的增加而增多原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多，故故A A正确；选项正确；选项B B中中，随核电荷数增随核电荷数增 加加，卤素单质的氧化性逐渐减弱卤素单质的氧化性逐渐减弱，ClCl2 2FF2 2II2 2，故故B B正确；选项正确；选项C C中中，卤素元素的氢卤素元素的氢 化物的稳定性排序为：化物的稳定性排序为：HFHFHClHCl HBrHBrHIHI，故故C C错误；选项错误；选项D D中中，单质的颜色依次为单质的颜色依次为淡淡 黄绿色黄绿色、黄绿色黄绿色、深红棕色和紫黑色深红棕色和紫黑色，因此因此随核电荷数增加随核电荷数增加，单质颜色加深单质颜色加深，故故D D
21、 正确正确。因此选因此选C C。 3 3. .下列关于下列关于LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs的比较的比较，不正确的是不正确的是( ( ) ) A A. .金属性最强的是铯金属性最强的是铯 B B. .密度随核电荷数的增加而增大密度随核电荷数的增加而增大 C C. .单质的熔单质的熔、沸点随核电荷数的增加而降低沸点随核电荷数的增加而降低 D D. .原子的最外层都有原子的最外层都有7 7个电子个电子 课堂达标课堂达标 D D 解析解析 选项选项A A中中， LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs属于碱金属元素属于碱金属元素，从上到下金属性依次增强从上到下金属性依次增强，
22、故故A A正确；选项正确；选项B B中中，根据碱金属元素的物理性质根据碱金属元素的物理性质，他们的密度大小排序为他们的密度大小排序为 LiNaKLiNaKRbRbCsNaKLiNaKRbRbCsCs ，故故 C C正确；选项正确；选项D D中中，碱金属元素原子的最外层都只有碱金属元素原子的最外层都只有1 1个电子个电子，故故D D错误错误。因此选因此选D D。 4 4. .将氟气通入氯化钾溶液中可以得到将氟气通入氯化钾溶液中可以得到（ ） A A氟化钾和氯气氟化钾和氯气 B B氯化氢和氟化钾氯化氢和氟化钾 C C氢氟酸和氧气氢氟酸和氧气 D D氟化氢和金属钾氟化氢和金属钾 课堂达标课堂达标 解
23、析解析 将将F F2 2通入通入KClKCl溶液溶液，很容易会想到氟比氯活泼很容易会想到氟比氯活泼，能置换出氯气并产生能置换出氯气并产生 氟化钾氟化钾，而忽视而忽视F F2 2与水剧烈反应生成氢氟酸并放出氧气与水剧烈反应生成氢氟酸并放出氧气。F F2 2很活泼很活泼，通入通入KClKCl 溶液中溶液中，与水剧烈反应产生氢氟酸和氧气与水剧烈反应产生氢氟酸和氧气，而不置换出氯气而不置换出氯气。因此选因此选C C C C 课堂小结课堂小结 原原 子子 结结 构构 与与 元元 素素 周周 期期 表表 化学性质：碱金属元素原子的最外层都有化学性质：碱金属元素原子的最外层都有1 1个电子；碱金属元素原子的
24、核电荷数和电子层个电子；碱金属元素原子的核电荷数和电子层 数各不相同。数各不相同。相似性相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的金属很强的金属 性，化合价都是性，化合价都是+1+1；递变性递变性：随核电荷数：随核电荷数递增递增，电子层数，电子层数增多增多，原子半径，原子半径增大增大，原子核对，原子核对 外层电子的吸引力外层电子的吸引力减弱减弱，失电子能力，失电子能力增强增强，故，故从锂到铯，金属性逐渐增强从锂到铯，金属性逐渐增强。 物理性质：表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，物理性质：表现
25、出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强， 颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。 卤族元素卤族元素 碱金属元素碱金属元素 化学性质：原子结构的特点：卤族元素原子的最外层都有化学性质：原子结构的特点：卤族元素原子的最外层都有7 7个电子；卤族元素原子的核电个电子；卤族元素原子的核电 荷数和电子层数各不相同荷数和电子层数各不相同相似性相似性：最外层都有：最外层都有7 7个电子，容易得到个电子，容易得到1 1个电子，表现出个电子，表现出很强的很强的 非金属性，化合价都是非金属性，化合价都是- -1 1；递变
26、性递变性：随核电荷数：随核电荷数递增递增，电子层数，电子层数增多增多，原子半径，原子半径增大增大，原，原 子核对外层电子的吸引力子核对外层电子的吸引力减弱减弱，得电子能力，得电子能力增强增强，故，故从氟到碘，非金属性逐渐增强从氟到碘，非金属性逐渐增强。 物理性质：表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，物理性质：表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低， 导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。 作业布置作业布置 掌握碱金属元素的物理性质与化学性质掌握碱金属元素的物理性质与化学性质 掌握卤族元素的物理性质与化学性质掌握卤族元素的物理性质与化学性质
