元素的性质与原子结构PPT教学课件

1、碱金属元素单质碱金属元素单质RbRb第1页/共43页 思考与交流思考与交流 科学探究科学探究: :完成课本第完成课本第5 5页的表页的表. .我们把我们把A A 称为碱金属族，为什么要称为碱金属族，为什么要把它们编在一个族呢？请同学们画出把它们编在一个族呢？请同学们画出碱金属的原子结构示意图，比较碱金碱金属的原子结构示意图，比较碱金属原子结构的共同之处属原子结构的共同之处 。第2页/共43页1 1、碱金属元素的原子结构、碱金属元素的原子结构第3页/共43页思考：思考： 碱金属原子结构有何异同？碱金属原子结构有何异同？相同点：相同点：碱金属元素原子结构的碱金属元素原子结构的 相同，相同， 都为都

2、为。递变性：递变性：从从Li Li到到CsCs，碱金属元素的原子结，碱金属元素的原子结构中，构中， 依次增多，原子半径依次依次增多，原子半径依次 。 最外层电子数最外层电子数1 1个个电子层数电子层数增大增大第4页/共43页 物质的性质主要取决于原子的物质的性质主要取决于原子的最最外层电子数外层电子数，从碱金属元素原子的，从碱金属元素原子的结构可推知其化学性质如何？有什结构可推知其化学性质如何？有什么相似性吗？么相似性吗？ 最外层上都只有最外层上都只有1 1个电子，化学反应中个电子，化学反应中易失去易失去1 1个电子，形成个电子，形成+1+1价的阳离子，价的阳离子，单质体现还原性，并能与氧气等

3、非金属单质体现还原性，并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。元素及水发生化学反应。第5页/共43页 取一小块钾，擦干表面的取一小块钾，擦干表面的煤油后放在石棉网上加热，煤油后放在石棉网上加热，观察现象。同钠与氧气的观察现象。同钠与氧气的反应比较。反应比较。 钠在空气中钠在空气中的燃烧的燃烧钾在空气中钾在空气中的燃烧的燃烧第6页/共43页钠钠 钾钾 与氧气与氧气反应反应 剧烈燃烧，剧烈燃烧，火焰呈火焰呈 色，色，生成生成 色的固色的固体体 剧烈燃烧，火剧烈燃烧，火焰呈焰呈色色 钠、钾化学性质比较钠、钾化学性质比较黄黄淡黄淡黄紫紫第7页/共43页元素元素条件条件现象现象产物产物结论结论LiNa加

4、热加热 燃烧，剧燃烧，剧烈烈 NaNa2 2OO2 2 K 稍加热稍加热 燃烧，更燃烧，更剧烈剧烈 更复杂的更复杂的氧化物氧化物KOKO2 2 Rb Cs（1 1）与非金属的反应（以）与非金属的反应（以OO2 2为例）为例）Li LiCsCs，随电子随电子层数的层数的递增，递增，还原性还原性（金属（金属性）性）逐逐渐增强渐增强。加热加热燃烧，较不燃烧，较不剧烈剧烈Li Li2 2OO接触空气不接触空气不加热加热剧烈剧烈更复杂的更复杂的氧化物氧化物接触空气接触空气不加热不加热剧烈剧烈更复杂的更复杂的氧化物氧化物 第8页/共43页钠、钾与水的反应钠、钾与水的反应第9页/共43页与与水水反反应应 在

5、水面上、在水面上、 成银白色、在水成银白色、在水面上四处面上四处 、滴入、滴入酚酞溶液呈酚酞溶液呈色色 在水面上、在水面上、成银白色、在水成银白色、在水面上四处面上四处 、滴入酚酞溶液滴入酚酞溶液呈呈色，有微弱色，有微弱爆炸爆炸 钠钠 钾钾 浮浮熔熔游动游动红红钠、钾与水的反应钠、钾与水的反应浮浮熔熔游动游动红红第10页/共43页元素元素 现象现象 产物产物 结论结论 Li Li Na Na K KRbRbCsCs从从Li LiCsCs，随电子层随电子层数的递增，数的递增，还原性还原性（金属性）（金属性）逐渐增强。逐渐增强。会反应，比会反应，比NaNa缓慢缓慢遇水燃烧，遇水燃烧，甚至爆炸甚至爆

6、炸对对应应的的碱碱和和氢氢气气剧烈反应，有剧烈反应，有“浮、熔、浮、熔、游、红、鸣游、红、鸣”现象现象更剧烈，气体会燃烧，更剧烈，气体会燃烧，轻微爆炸轻微爆炸第11页/共43页12氧化还原 还原性 钾 钠 第12页/共43页13第13页/共43页 碱金属元素从上到下（碱金属元素从上到下（Li Li 、NaNa、K K、RbRb、CsCs），随着核电荷数的增加，碱金属元素原子），随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐的电子层数逐渐，原子半径逐渐，原子半径逐渐, ,原原子核对子核对 的引力逐渐减弱，原子失的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐电子的能力逐渐。增多增多最外层电子最外层电子增强

7、增强 元素的金属性逐渐元素的金属性逐渐，金属单质的还，金属单质的还原性逐渐原性逐渐,与水和氧气的反应越来越与水和氧气的反应越来越，生成的氧化物越来越，生成的氧化物越来越。最高价氧化。最高价氧化物对应水化物的碱性越来越物对应水化物的碱性越来越。增强增强剧烈剧烈复杂复杂强强增大增大增强增强第14页/共43页元素金属性强弱判断依据：元素金属性强弱判断依据：1 1、根据金属单质与水或者与酸反应置换、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。属性越强。第15页/共43页已知金属已知金属A A可与冷水反应，可与冷水反应，金属金属B B

8、和热水才能反应，金属和热水才能反应，金属C C和水不能反应，判断金属和水不能反应，判断金属A A、B B、C C金属性强弱如何？金属性强弱如何？金属性金属性A A B B C C第16页/共43页元素金属性强弱判断依据：元素金属性强弱判断依据：1 1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。2 2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。碱性越强，则原金属元素的金属性性强弱。碱性越强，则原金属元素的金属性越强。越强。第17页/共43页已

9、知已知NaOHNaOH为强碱、为强碱、Mg(OH)Mg(OH)2 2为中为中强碱、强碱、 Al(OH)Al(OH)3 3为两性氢氧化物，则为两性氢氧化物，则NaNa、MgMg、AlAl的金属性强弱顺序如何？的金属性强弱顺序如何？金属性金属性Na Na Mg Mg AlAl第18页/共43页元素金属性强弱判断依据：元素金属性强弱判断依据：1 1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。2 2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。碱性

10、越强，则原金属元素的金属性越强。强弱。碱性越强，则原金属元素的金属性越强。3 3、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。 第19页/共43页 氧化性氧化性AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+ + ，则元素金属性顺序为则元素金属性顺序为 NaNaMgMgAlAl第20页/共43页碱金属的物理性质碱金属的物理性质有何相似有何相似性和递变性和递变性？性？第21页/共43页碱金属的物理性质的比较碱金属的物理性质的比较相相似似点点递递变变性性颜色颜色硬度硬度密度密度熔沸点熔沸点导电导

11、热性导电导热性密度变化密度变化熔沸点变化熔沸点变化Li Na K Rb Cs柔软柔软较小较小较低较低强强逐渐增大（逐渐增大（K K特殊）特殊）单质的熔沸点逐渐降低单质的熔沸点逐渐降低均为银白色（均为银白色（CsCs略带金色）略带金色）第22页/共43页 1. 1.锂电池是一种高能电池。锂电池是一种高能电池。 锂有机化学中重要的催化剂。锂有机化学中重要的催化剂。 锂制造氢弹不可缺少的材料。锂制造氢弹不可缺少的材料。 锂是优质的高能燃料（已经锂是优质的高能燃料（已经 用于宇宙飞船、人造卫星和用于宇宙飞船、人造卫星和 超声速飞机）。超声速飞机）。 3 3铷铯主要用于制备光电管、真铷铯主要用于制备光电

12、管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。时仪器。2 2钾的化合物最大用途是做钾肥。钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。硝酸钾还用于做火药。碱金属元素的用途：碱金属元素的用途：第23页/共43页小结：小结：1、碱金属元素的原子结构、碱金属元素的原子结构2、碱金属的化学性质、碱金属的化学性质（1）与氧气反应）与氧气反应（2）与水反应）与水反应3、金属性强弱的判断依据、金属性强弱的判断依据4、碱金属的物理性质及用途、碱金属的物理性质及用途第24页/共43页课堂练习：课堂练习： 1 1：碱金属钫：碱金属钫(Fr)(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重具有

13、放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是：的元素，下列预言错误的是： . .在碱金属中它具有最大的原子半径在碱金属中它具有最大的原子半径 . .它的氢氧化物化学式为它的氢氧化物化学式为FrOH,FrOH,是一种极强的碱是一种极强的碱 C.C.钫在空气中燃烧时钫在空气中燃烧时, ,只生成化学式为只生成化学式为FrFr2 2OO的的氧化物氧化物 D.D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气它能跟水反应生成相应的碱和氢气, ,由于反应剧烈由于反应剧烈而发生爆炸而发生爆炸. .第25页/共43页2.2.下列关于钾、钠、铷、铯的说法中，不正确的下列关于钾、钠、铷、铯的说法中，不正确的是：是：( )

14、( )A.A.原子半径随核电荷数的增大而增大原子半径随核电荷数的增大而增大B.B.单质的密度均小于单质的密度均小于1 1C.C.其氢氧化物中，碱性最强的其氢氧化物中，碱性最强的CsOHCsOHD.D.氧化能力最强的是锂离子氧化能力最强的是锂离子 3. 3. 钠、钾保存在煤油里，锂是否也可保存在煤油钠、钾保存在煤油里，锂是否也可保存在煤油里里? ?（煤油的密度为（煤油的密度为0.78g/cm0.78g/cm3 3) )少量的锂可保存在密度更小的石蜡油里。少量的锂可保存在密度更小的石蜡油里。B第26页/共43页卤族元素的性质与原子结构第27页/共43页卤族元素原子结构示意图卤族元素原子结构示意图+

15、 92 7+172 8 7+352 8 18 7+532 8 18 18 7FClBrI第28页/共43页 思考思考 卤族元素其原子结构有何特点？其卤族元素其原子结构有何特点？其原子结构的相似性和递变性会对其性质产原子结构的相似性和递变性会对其性质产生哪些影响？生哪些影响？ 最外层电子数均为最外层电子数均为 ，均易，均易 电电子，具有强子，具有强 性。性。7得到氧化增多增大1、卤素原子结构特点、卤素原子结构特点 随着核电荷数的递增，电子层数逐随着核电荷数的递增，电子层数逐渐渐 ，原子半径逐渐，原子半径逐渐 。（1）相似性：（2）递变性：第29页/共43页2、卤素单质的物理性质、卤素单质的物理性

16、质（1）相似性：（2）递变性：有有颜色颜色，密度小，熔沸点都较低。，密度小，熔沸点都较低。颜色：状态：密度：熔沸点：逐渐加深气 液固逐渐增大依次增高第30页/共43页卤素单质性质特殊性： 2、Br2是易挥发的深红棕色液体，是中学阶段唯一一种液态非金属单质，其保存通常加入少量的水，即“液封”；1、单质都有颜色；3、 I2易升华，遇淀粉溶液变蓝色。第31页/共43页（1）与）与H2反应反应3、卤素单质化学性质、卤素单质化学性质F2 Cl2 Br2 I2反应越来越难反应越来越难HF HCl HBr HI剧烈程度：生成的氢化物的稳定性：通式： X2 + H2 = 2HX水溶液酸性：HF HCl HBr

17、 HI第32页/共43页（2）卤素单质之间的置换反应）卤素单质之间的置换反应2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2 （溶液由无色变成橙黄色）（溶液由无色变成橙黄色）2KI + Cl2 = 2KCl + I2 （溶液由无色变成棕黄色）（溶液由无色变成棕黄色） 2KI + Br2 = 2KBr + I2 （溶液由无色变棕黄色）（溶液由无色变棕黄色）由上述反应可比较卤素单质由上述反应可比较卤素单质_性强弱。性强弱。氧化氧化氧化性：氧化性： F2 Cl2 Br2 I2从从F I ，元素的非金属性逐渐减弱。，元素的非金属性逐渐减弱。第33页/共43页34实验操作实验操作实验现象实验现象化学方

18、程式化学方程式结论结论静置后，液静置后，液体分层，上体分层，上层层 ，下，下层层ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2的氧化的氧化性性静置后，液静置后，液体分层，上体分层，上层层 ，下，下层层静置后液体静置后液体分层，上分层，上层层 ，下层下层无色橙色无色紫红色无色紫红色2NaClBr22KClI22KBrI2逐渐减弱第34页/共43页（3）卤素单质与水的反应）卤素单质与水的反应2F2 + 2H2O = 4HF + O2 （剧烈反应）（剧烈反应）逐渐困难逐渐困难通式：X2 + H2O = HX + HXO（X=Cl、Br、I 但F）I2 + H2O = HI + HIOBr2 + H2O

19、 = HBr + HBrOCl2 + H2O = HCl + HClO第35页/共43页4、卤素的递变规律、卤素的递变规律 卤族元素周期表从上到下（F、Cl、Br、I），随着核电荷数的增加，元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子得电子能力逐渐 ，元素的非金属性逐渐 ，与氢气越来越 反应，生成氢化物越来越 。增多增多增大增大减弱减弱减弱减弱减弱减弱难难不稳定不稳定第36页/共43页5、元素非金属性强弱判断依据、元素非金属性强弱判断依据（1）非金属单质与氢气化合的难易程度； 比较元素非金属性强弱，其实质是看元素原子得电子的难易，越容易得电子，非金属性越强，反之非金属性越弱。（2）形成气态氢化物的稳定性；氢化物稳定性越强，非金属性越强；（3）最高价氧化物对应水化物酸性强弱；（4）单质间的置换反应。第37页/