原子结构与元素的性质-人教版高中化学必修1讲义

1、第四课时原子结构与元素的性质明确学习目标1.了解碱金属、卤素在周期表中的位置。2.了解碱金属、卤素原子结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释。学生自主学习W碱金属元素1.结构特点(1)碱金属元素的原子结构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锂磔i20.152钠网Na画|11%G11)281J)130.18640,22750.24860.265(2)结构特点：碱金属元素原子结构的共同点是图最外层电子数相同，都是1个电子、不同点是回电子层数和原子半径不同、其变化规律是随着核电荷数的增加，电子

2、层数逐渐回增旻，原子半径逐渐鱼增乂2.碱金属的性质(1)物理性质颜色硬度密度相似性III网银白色较小四较小（艳略带金色光泽）熔点延展性等电、好热性II,较低良好良好速出从LiYA密度逐渐硒大（钠、钾反常）熔.沸点逐渐回降低化学性质与O2反应碱金属化学反应方程式T,L1囱4Li+().2Li?()|4Na+(K=2N迦。、NaT2Na+()2NagO?反应程度产物复杂程度活泼性4K+CK=2K/)、点燃2K+O2-K2O2.占燃K+(XK()2逐渐增强V逐渐复杂逐渐剧烈V与水反应碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球,浮于水面,四处游动，有轻微爆炸声.反应后溶液加酚猷因变红熔成小球，浮于水面.四处游

3、动，有因“嘶雪的响声，反应后溶液加酚猷:留变红实验H2K+2H2()=2K()HH|2Na+2HJ)原理+H22、&OH+H?f结论因钾比钠的活动性强1 .卤族元素的原子结构及其特点卤族元素包括：If、Cl、Br、1(写元素符号)其原子结构示意图为：FClHrI原子结构特点如下：(1)相似性：最外层电子数都是用7递变性：F-I,核电荷数逐渐网增大,电子层数逐渐I04增多,原子半径逐渐图埴人2 .卤素单质的物理性质J，一|姆1clz|BrJI?颜色、一淡黄绿黄绿色网深红棕画紫黑色状态色气体气体色液体固体密度逐渐眄增大熔，沸点逐渐回升高3 .卤素单质的化学性质(1)与H2反应反应条件化学方程式产物

4、稳定性F,C1,1死咽暗处因光照不断加热明通+F?=2IIF井昭nV占粮ftQ6|H3+C13-2HC1.19|H2+Br22HBr底H?+IzBr2!2.相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是图IBrCl!题探究,1 .钾比钠活泼，钾能否从NaCl溶液中置换出钠?提示：不能，钾会先与NaCl溶液中的水反应。2 .如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强？提示：从上到下，碱金属元素原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子变得越来越容易，故从上到下，金属性逐渐增强。3 .氯气能从NaBr溶液中置换出Br2,F2比CI2活泼，F2能否从NaBr溶液中置换出Br2?提示：

5、因为F2能与H2O发生反应(2F2+2H2O=4HF+O2),所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。4 .如何从结构上理解卤族元素从上到下单质的氧化性逐渐减弱？提示：卤族元素从上到下电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，所以原子得电子的能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱。课堂互动探究知识点一碱金属元素性质的相似性和递变规律公重点讲解31.碱金属原子结构与性质的关系2.相似性(用R表示碱金属元素)单质R化合物厂与非金属单质反应（以氯气为例I2R2RC1与水反应t2R+2%O2ROH+H2ff与酸溶液（H+）反应:2R+2H+2R+H，最高价氧化物对应的水

6、化物的化学式为3.递变性NaKRb单质还原性逐渐用强口均呈碱性Li+Na+K+Rb+CJ离子氧化性逐渐减弱具体情况如下:物质的性质递变规律（Li（飞）与氧气反应单质反应越来越剧烈，产物越来越复杂.Li生成Li2O;Na能生成N的。和Na2（）2；K能生成K.O.和K0?等与水反应反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K能发生轻微爆炸Rb,Cs则遇水发生爆炸最高价氧化物对应的水化物的碱性随着核电荷数的增加，碱性逐渐增强举一反三1同主族元素性质类似，下列关于碱金属元素的说法中正确的是（）A.从上到下，原子半径和单质的熔沸点逐渐减小B. Cs的活动性强于K,则Cs可从K的盐溶液中置换出KC. Li、Na

7、、K均可保存在煤油中D. Li+、Na+、K+、Rb+、Cs*的离子半径逐渐增大，氧化性逐渐减弱批注点拨广，同一主族从上到下，原子半径依次增大;同主族元素性质类似，下列美于碱金属元素的说法冲正确的是（）：A.从上到下，原f半径和单质的熔沸点逐渐减小B.Cs的需防性强于K,则Cs可从K的盐溶液中置换出KC，U.Na、K均可保存在煤油中,？J）.Li十、NJ、K+、Rb+、C”的离子半径逐渐增大，氧j化性逐渐减弱先与盐溶液中的水反应*卜，Li的密度小于煤油的密度解析碱金属元素从上到下原子半径逐渐增大，单质的熔沸点逐渐降低，A错误；碱金属性质很活泼，在盐溶液中首先和水发生反应，故不能把其他金属置换出

8、来，B错误；锂的密度比煤油小，应保存在液体石蜡中，C错误；碱金属元素从上到下金属性逐渐增强，所以对应阳离子的氧化性逐渐减弱，D正确。答案D练1下列关于碱金属元素的说法正确的是（）原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1原子结构的不同点是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大具有相似的化学性质，都是活泼金属都具有强还原性，在化合物中显+1价化学性质有差别，从Li到Cs,失电子能力逐渐增强A.B.C.D.全部答案D解析碱金属元素原子的最外层都有一个电子，都易失去一个电子，具有强还原性，在化合物中显+1价，正确；碱金属元素从Li到Cs,原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的束缚力逐渐减弱，失电

9、子能力逐渐增强，正确。练2以下关于锂、钠、钾、伽、葩的叙述不正确的是（）对应氢氧化物中碱性最强的是CsOH单质熔点最高的是葩与02反应均可得到多种氧化物单质的密度依次增大，均要保存在煤油中单质的还原性依次增强对应离子的氧化性依次增强A.B.C.D.答案C解析元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性也越强，由于金属性最强的元素是Cs,所以对应的氢氧化物中碱性最强的是CsOH,正确;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低，所以单质熔点最低的是葩，错误；Li与O2反应只能得到Li2O,错误；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该保存在液体石蜡中，错误；碱金属元素随原子序数的增加，原

10、子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，所以其单质的还原性依次增强，所以它们对应离子的氧化性依次减弱，正确、错误。知识点二卤族元素性质的相似性和递变规律重点讲解81.从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律2.卤族元素单质化学性质的相似性和递变性相似性（用X代表卤族元素）单质X?一宗军件与氢气反应：X?+H?一2Hx与水如X?+H?O-HX+HXO（X为Cl、BrJ）,I反应I例外：2巳+2比04HF+O/卤索单质的最高价氧化物对应水化物（除氟外）都为强酸。递变性F?Cl2Br212单质氧化性逐渐减弱1PPCl-R广1-离子还原性逐渐增强与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增

11、强，即:稳定性：HFHClHBrHI;还原性：HFHClHBrHBrO4HIO4。(3)卤素单质的特殊性质氟元素无正价，无含氧酸。在常温下Br2是唯一的一种液态非金属单质。碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。举一反三802已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现进行氯气的性质实验(如图)。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是()+Nh()H溶液淀粉-K溶液NnBr溶液j；KC10,.HC1旅）选项A黄绿色橙色蓝色无色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色白色D黄绿色无色紫色白色批注点拨已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现进行氯气的性质实验

12、（如图兀玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是见收3/2心U./QC9M2棒戒若白色N日0H溶酒j一淀粉-K1溶液N的溶液+捞=01+义1一漫永着渴也KC1()3.HC1旅)选项BCI)无色白色白色白色黄绿色橙色蓝色无色橙色紫色黄绿色橙色蓝色黄绿色无色紫色解析常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出Cl2,Cl2的颜色是黄绿色，处充满黄绿色的Cl2；Cl2进入玻璃管后与处NaBr溶液发生置换反应生成Br2,澳的水溶液颜色为橙色，所以处的白色棉球变为橙色；Cl2和处KI溶液反应置换出I2,淀粉溶液遇I2变蓝，处棉球变为蓝色；处Cl2与NaOH溶液反应生成NaC

13、l、NaClO的水溶液，用来进行Cl2的尾气吸收，尽管反应生成的物质均为无色，但棉球本身是白色的，所以处的颜色为白色。答案C练3下列说法中，不符合第VHA族元素性质特征的是（）A.易形成1价离子B.最高价氧化物的水化物显酸性（氟除外）C.从上到下元素的非金属性依次增强D,从上到下元素对应氢化物的稳定性依次减弱答案C解析第VHA族元素的原子最外层都有7个电子，易得到1个电子形成一1价离子，A不符合题意；氟元素无正价，其余卤族元素的最高价氧化物的水化物都显酸性，B不符合题意；从上到下卤族元素随着核电荷数的增加，非金属性逐渐减弱，对应氢化物的稳定性也逐渐减弱，C符合题意，D不符合题意。练4下列关于卤

14、族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是（）单质的氧化性增强单质的颜色加深气态氢化物的稳定性增强单质的沸点升高阴离子的还原性增强A.B.C.D.答案C解析卤族元素由上到下：单质的氧化性逐渐减弱；单质的颜色逐渐加深；气态氢化物的稳定性逐渐减弱；单质的沸点逐渐升高；阴离子的还原性逐渐增强，故C正确。知识拓展同主族元素性质的递变规律核外电子层数依次增多/从上I原子半径逐渐增大到卜失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱J-金属单质与H式）（或反应逐渐即烈：非金属单质与H,化合越来越难；气态氢化物稳定性越来越弱；最高价氧化物对应水化物的酸性减弱（0、F除外）.碱性增强本课归纳总结1 .必记两种方法（1）元

15、素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断。（2）元素非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，或与氢气生成氨化物的难易程度以及氢化物的稳定性强弱来判断。2 .卤素单质物理性质氯气黄绿色，液澳深红棕，碘是紫黑固。氯气易液化，澳易挥发，碘易升华3 .熟记几个化学方程式(l)Na+O2点燃占燃口+。2Filo。或42(2)Cl2+2JaBr=Br2+2NaCL(3)C12+2KIL+2KClo(4) Br2+2KI-Iz+2KBro学习效果检测1 .下列不属于碱金属单质通性的是（）A,硬度小、密度小、熔点低B.导热、导电性能

16、强C.焰色反应的颜色相近D.强还原性答案C解析碱金属单质的硬度小、密度小、熔点低，是热和电的良导体，A、B不符合题意；碱金属元素的焰色反应颜色各不相同，如钠为黄色、钾为紫色（透过蓝色钻玻璃观察）等，C符合题意；碱金属元素原子都易失去1个电子，故单质具有强还原性，D不符合题意。2 .下列关于卤族元素的叙述正确的是（用X表示卤素原子）（）A,随核电荷数的增加，X一的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱B.随核电荷数的增加，氢化物的稳定性逐渐增强C.单质与水反应均可表示为X2+H2Q=HX+HXOD.随核电荷数的增加，单质的颜色逐渐加深答案D解析随核电荷数的增加，X的电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，离子

17、的还原性逐渐增强，故A错误；卤族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故B错误；氯、澳、碘单质与水反应可表示为X2+H2O=HX+HXO,氟单质和水反应生成的是HF和O2,故C错误；卤族元素由上到下，单质的颜色逐渐加深，由F2-I2,单质的颜色依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色，故D正确。3 .下列关于碱金属元素的叙述中，错误的是（）A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子8 .按Li、Na、K、Rb、Cs顺序，单质的熔、沸点升高，密度增大C.随核电荷数增加，对应氢氧化物的碱性增强D.随电子层数增加，原子半径增大，金属性增强答案B解析碱金属元素原子最外层都只有1个电子

18、，A正确；按Li、Na、K、Rb、Cs顺序，单质的熔、沸点逐渐降低，密度呈逐渐增大的趋势，但钾的密度比钠小，B错误；随核电荷数增加，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应氢氧化物的碱性逐渐增强，C正确；随电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，碱金属元素的金属性逐渐增强，D正确。4,下列关于卤素的叙述正确的是（）A.卤素是典型的非金属元素，因此不能与其他非金属元素化合9 .卤素单质越活泼，其熔、沸点就越高C.卤素单质都能和水剧烈反应D.卤素单质都能和H2反应，且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强答案D解析卤素是典型的非金属元素，能与其他非金属性较弱的非金属元素化合，例

19、如氢气与氯气在光照条件下生成HCl,A项错误；从上到下，卤族元素的非金属性逐渐减弱，单质的活泼性逐渐减弱，但相对分子质量逐渐增大，熔、沸点逐渐升高，B项错误；卤素单质与水反应的剧烈程度与其非金属性有关，只有F2与水能剧烈反应，C项错误；卤素的非金属性越强，单质的氧化性越强，生成气态氢化物的稳定性越强，D项正确。10 下列对碱金属性质的叙述中，正确的是（）A.碱金属元素的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质B,碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C,碱金属单质与水反应生成碱和氢气D,碱金属单质熔、沸点随着原子序数递增而升高答案C解析碱金属元素的单质具有强还原性，易与H2O反应，故不

20、能从盐溶液中置换出不活泼的金属，A项错误；锂在空气中燃烧生成的是氧化锂，而不是过氧化锂，B项错误；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，D项错误；碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气，C项正确。11 我是卤族元素，位于第六周期，根据卤素性质的递变规律，对我及其化合物的叙述，正确的是（）A.与H2的化合能力：At2|2B.我在常温下为白色固体C.破原子的最外电子层上有7个电子D.碳化氢很稳定不易分解答案C解析从F到At,元素的非金属性逐渐减弱，与H2的化合能力逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，A、D两项不正确；由F2到At2,单质的颜色逐渐加深，状态由气态到液态再到固态，I2是紫黑色固体，则做为比I2颜色更深的固体，B项不正确；卤族元素的原子，最外层上都有7个电子，C项正确。12 某同学做同主族元素性质的相似性、递变性