元素的性质与原子结构

第2课时元素的性质与原子结构梯度目标趣味导学1.了解碱金属元素、卤族元素在周期表中的位置及原子结构特征。在元素周期表这个“大家庭”里，同一纵行在原子结构上元素有何相同点？有何不同点？在性质上又有什么相似性和递变性呢？2.了解碱金属元素、卤族元素单质性质的相似性和递变性。3.认识结构决定性质的因果关系。预习2.碱金属元素的性质(1)物理性质除铯外,其余的都呈______色,比较柔软,有延展性,

密度比较小,熔点比较低,导热性和导电性好。从

Li到Cs,单质的熔沸点逐渐_____,密度呈现逐渐增

大的趋势。银白降低Na2O2实验操作实验现象钾迅速燃烧,且比钠的

燃烧更_____钾与水剧烈反应,并有轻

微的爆鸣声,滴加酚酞试

液后,溶液变为___色。比

钠与水的反应更_____剧烈红剧烈结论:Na和K的活泼性:_______。K>Na1.(1)碱金属元素与第ⅠA族元素等同吗？(2)碱金属元素的化学性质相似,试从原子结构的角度解释其原因。[提示]

(1)不完全等同；H属于第ⅠA族元素,但不是碱金属元素。(2)元素的性质与元素原子的结构有关,特别是与原子的最外层电子数有关。碱金属元素原子的最外层都是有一个电子,在化学反应中都易失去电子,表现出很强的还原性。思考：2.卤族元素单质的物理性质与H2反应剧烈程度:_________生成氢化物的稳定性:__________依次减弱依次减弱(2)单质之间的置换反应实验操作实验现象化学方程式静置后,液体分层,上层接近___色,下层呈_____色2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2无棕红无紫无紫逐渐减弱[提示]同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次逐渐增多,原子半径逐渐增大,失去电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。1．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：物质的结构决定其化学性质,特别是与原子的最外层电子数有关。答案：

C测试2．氟、氯、溴、碘四种元素,下列有关它们的性质递变规律的说法不正确的是(

)A．单质的密度依次增大B．单质的熔点和沸点依次升高C．Cl2可以从KI溶液中置换出I2D．Br2可以从NaCl溶液中置换出Cl2解析：

Cl的非金属性强于Br,故Br2不能从NaCl溶液中置换出Cl2。答案：

D3．甲元素的原子序数是19,乙元素是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断：(1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素名称为________。(2)甲的单质与水反应的离子方程式为_______________________________。答案：

(1)四锂(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑碱金属单质化学性质的相似性和递变性1．相似性(用R表示碱金属元素)2．递变性(1)与O2反应从Li→Cs,与O2反应越来越剧烈,产生越来越复杂如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。(2)与H2O(或酸)的反应从Li→Cs,与H2O(或酸)反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。(3)最高价氧化物对应水化物的碱性碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。Na、K与盐溶液的反应：因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应,故当Na、K投入到盐溶液中时,不是从溶液中置换出相对不活泼的金属,而是先与水发生反应生成碱与氢气,然后生成的碱再与盐发生复分解反应(若不符合复分解反应的条件,则只发生金属与水的反应)。考向提醒下列各组比较不正确的是(

)A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈B．还原性：K>Na>Li,但K不能从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li>Na>KD．碱性：LiOH>NaOH>KOH名师解析：

A中锂的活泼性比钠弱,与水反应不如钠剧烈,故A正确；B中还原性：K>Na>Li,但K不能置换出NaCl溶液中的Na,而是先与H2O反应,故B正确；C中碱金属元素从Li到Cs,熔、沸点逐渐降低,即Li>Na>K>Rb>Cs,所以C正确；D中从Li到Cs,碱金属元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强,即碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,故D错误。答案：

D碱金属元素性质的差异性(1)碱金属单质还原性最强的是Cs,最弱的是Li。(2)碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种,其他元素与O2反应的产物至少有两种。(3)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的强碱。1．关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是(

)A．氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强B．铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气C．Cs的还原性比Na强,故Na＋的氧化性大于Cs＋D．Al的金属性大于Cs的金属性解析：

A项,Cs的最外层电子数也是1,电子层数比K的多,故Cs的金属性比K强,CsOH的碱性比KOH强。B项,铯与Na性质相似与水或酸反应更剧烈,都生成H2。C项,Cs的还原性比Na强,所以Na＋的得电子能力比Cs＋强。D项,因为Cs的金属性强于Na,Na的金属性强于Al,所以Al的金属性小于Cs。答案：

D2．递变性(1)氧化性与还原性(2)与H2反应的难易及氢化物稳定性(由F2→I2)①与H2反应越来越难,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。②氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。答案：

C卤族元素性质的差异性(1)物理特性：氯易液化,溴易挥发,碘易升华。(2)F2与水反应放出O2,而与其他卤素单质与水的反应不同,化学方程式为:2F2＋2H2O===4HF＋O2。(3)最高价含氧酸酸性：HClO4>HBrO4>HIO4。2．砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹和砹的化合物不可能具有的性质是(

)A．砹化氢(HAt)很稳定B．单质砹易溶于某些有机溶剂C．砹的原子半径比碘的原子半径大D．单质砹是有色固体选项内容指向·联系分析结论A卤化氢的稳定性是随着元素非金属性的减弱而减弱的,HAt很不稳定错误BCl2、Br2、I2易溶于有机溶剂,故At2也易溶于有机溶剂正确C砹的原子序数比碘大,故原子半径比碘的大正确D从F2→I2颜色越来越深,熔、沸点逐渐升高,故单质砹为有色固体正确解析：答案：

A元素的金属性与非金属性强弱的判断1．金属性强弱的比较比较金属性的强弱,其实质是看元素原子失去电子的难易程度,越易失电子,金属性越强。(1)从元素原子结构判断当最外层电子数相同时,电子层数越多,原子半径越大,越易失电子,金属性越强。即：同一主族,从上到下,元素金属性依次增强。2．元素非金属性强弱的比较比较元素非金属性的强弱,其实质是看元素原子得到电子的难易程度,越易得电子,非金属性越强。(1)从元素原子结构判断当最外层电子数相同时,核电荷数越多,非金属性越弱。即：同一主族,从上到下,元素的非金属性依次减弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断①单质越易跟H2化合,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,其非金属性也就越强。②最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其非金属性就越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4,说明S的非金属性比P强。③非金属单质间的置换反应,例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2,说明非金属性氯比碘强。④元素的原子对应阴离子的还原性越强,元素的非金属性就越弱。如还原性S2－>Cl－,非金属性Cl>S。(1)比较元素金属性强弱的关键是比较原子失去电子的难易程度,而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子,而Mg失去两个电子,但金属性Na比Mg强。(2)氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定粒子,具体表现在该物质中某元素的原子得失电子的能力。下列事实不能用于判断金属性强弱的是(

)A．金属间发生的置换反应B．1mol金属单质在反应中失去电子的多少C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱D．金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度思路点拨：解答本题应注意以下两点：(1)金属的活泼性与失电子能力有关,与失去电子的多少无关；(2)全面了解比较金属活泼性的方法和事实依据。自主解答：金属单质在反应中失去电子的多少,不能作为判断金属性强弱的依据,如1molAl反应失去的电子比1molMg多,但Al的金属性比Mg弱,1molNa反应失去的电子比1molCa少,但Ca的金属性比Na弱。答案：

B(1)误认为金属原子的最外层电子数越多,金属性越强。(2)误认为等量的金属与酸反应时产生的H2越多,金属性越强。正解：Na、Al最外层电子数分别为1、3,1molNa与1molAl与酸(足量)反应产生H2的量分别为0.5mol,1.5mol,但金属性：Na>Al,因此要牢记应根据金属失去电子的难易程度比较其金属性强弱。误区警告3．甲、乙两种非金属：①甲比乙容易与氢气化合；②甲原子能与乙的阴离子发生置换反应；③甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强；④与某金属反应时,甲原子得电子数目比乙的多；⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。能说明甲比乙的非金属性强的是(

)A．④

B．⑤C．①②③④⑤

D．①②③解析：与氢气化合越容易,非金属性越强；甲能置换乙,说明甲比乙的非金属性强；甲的最高价氧化物的水化合物酸性比乙强,说明甲比乙的非金属性强。答案：

D探究同主族元素性质递变规律某同学做同主族元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。实验方案实验现象①将氯水滴加到溴化钠溶液中,振荡后加入适量CCl4溶液,振荡,静置A.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,随之消失②将一小块金属钠放入冷水中B.分层,上层无色,下层紫红色③将溴水滴加到NaI溶液中,振荡后加入适量CCl4溶液,振荡,静置C.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,并伴有轻微的爆炸声,很快消失④将一小块金属钾放入冷水中D.分层,上层无色,下层橙红色请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的：____________________________。(2)实验用品：①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液、CCl4等。②仪器：________、________、镊子、小刀、玻璃片等。实验方案实验现象化学方程式①②③④(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)：(4)实验结论：_____________________________。(5)请用原子结构的知识简单解释上述实验结论_____________________________。解析：本题是一个设计实验题,题目较灵活,考查基础知识和运用知识能力；另外,今后在实验现象中应加强语言描述和记忆的训练,这是许多学生的弱项。答案：

(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性(2)试管胶头滴管实验方案实验现象化学方程式①DCl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2②A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑③BBr2＋2NaI===2NaBr＋I2④C2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(3)(4)同主族元素性质相似；自上而下元素原子失电子能力增强,得电子能力减弱(5)由于同主族元素原子最外层电子数相同,所以同主族元素性质都相似。又由于随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力变小,所以元素原子得电子能力减弱,失电子能力增强1．按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序依次递减的性质是(

)A．元素的金属性 B．单质的熔点C．单质的还原性 D．单质的密度解析：从Li→Cs,元素的金属性和单质的还原性都是逐渐增强的；单质的熔点依次降低；单质的密度总体呈增大趋势,但ρ(K)<ρ(Na)。答案：

B随堂练习2．下列四种演示金属钾与水反应的实验装置,正确的是(

)解析：钾与水反应剧烈,从安全角度来看,用B装置反应空间大且加有玻璃片,能防止液体溅出来,C空间太小可能会爆炸,D钾与水反应太剧烈不易操作。答案：

B3．(2012·湛江高一检测)将少量氯水加入KI溶液中振荡,再加入CCl4振荡,静置观察到的现象是(

)A．形成均匀的紫红色溶液B．有紫色沉淀析出C．液体分层,上层呈紫红色D．液体分层,下层呈紫红色解析：由于Cl2的氧化性强于I2,所以将氯水加入KI溶液中时,发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2,I2易溶于CCl4,而在水中的溶解度较小,又因CCl4的密度大于水的密度且不溶于水,故液