原子结构与元素的性质-高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表

第4课时原子结构与元素的性质元素名称锂钠钾铷铯元素符号_______________原子结构示意图

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原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265NaKLiRbCs一、碱金属元素（IA族除氢以外的元素）的结构与性质的关系1.碱金属元素的原子结构规律思考1：碱金属元素结构有什么相似之处？最外层电子数为1强还原性容易失去电子思考2：碱金属元素结构有什么不同之处？电子层数和原子半径增大还原性增强失电子能力增强2.碱金属单质的化学性质回忆：金属Na有哪些化学性质？（1）与氧气反应（2）与水反应（1）钾与氧气反应紫色火焰，燃烧更剧烈思考3：碱金属元素有哪些化学性质？（2）钾与水反应浮、游、溶、响、红并有轻微爆炸声并着火燃烧结论：金属的活泼性：K

Na

>LiNaKRbCs与O2反应与H2O反应结论预测：其他碱金属与氧气与水反应会有什么不同？反应不如钠剧烈，生成Li2O点燃剧烈燃烧，生成Na2O2燃烧更加剧烈生成比过氧化物复杂的氧化物遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物剧烈，生成H2更剧烈，生成H2轻微的爆炸，生成H2遇水立即燃烧，爆炸遇水立即燃烧，爆炸金属性逐渐增强碱金属单质颜色和状态密度g·㎝-3熔点℃沸点℃Li银白色，柔软0.534180.51347Na银白色，柔软0.9797.81882.9K银白色，柔软0.8663.65774Rb银白色，柔软1.53238.89688Cs略带金属光泽，柔软1.87928.40678.43.碱金属的物理性质增大降低降低友情提醒：由于Li密度小于煤油，所以Li保存在石蜡油中。

LiNaKRbCs1.相似性:都易失电子表现强还原性化合物中均为+1价小结:碱金属的原子结构2.递变性:原子半径↑化学性质相似最外层上都只有一个电子电子层数↑失电子能力↑还原性↑金属性↑【练习】可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是（

）①锂与水反应比钠剧烈②金属单质都可以密封保存在煤油中③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同⑤“类钫”单质是强还原剂⑥“类钫”在化合物中显+1价⑦推测“类钫”单质的密度应该大于钫⑧“类钫”单质有较高的熔点①②④⑧Cl思考与交流：分析卤族元素的原子结构，试推测一下F、Cl、Br、I在化学性质上表现的相似性和递变性？二、卤族元素（VIIA族元素）的结构与性质的关系相同点:不同点:最外层都是7个电子易得到1个电子,具有强氧化性电子层数递增,原子半径增大越来越难得到电子,氧化性减弱(1)卤素单质与氢气反应H2+F2=2HF暗处反应爆炸；HF很稳定H2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBr光照或点燃；HCl较稳定加热500℃，HBr不稳定

需不断加热，HI同时分解F2Cl2Br2I2H2+I22HI相似性卤素单质都能跟氢气发生反应，生成卤化氢（气体）。递变性高低A、反应条件越来越____B、剧烈程度越来越____C、产物的稳定性越来越____弱小结：(2)卤素单质间的化学性质实验1-1实验现象化学方程式1、饱和氯水与NaBr溶液2、饱和氯水与KI溶液3、溴水与KI溶液溶液有无色变为橙色溶液有无色变为深黄色CCl4层为紫色Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2KI=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2氧化性：F2＞

Cl2＞Br2＞I22Br-+Cl2=Br2+2Cl-2I-+Cl2=I2+2Cl-2I-+Br2=I2+2Br-2F2

＋2H2O＝4HF＋O2

（爆炸）（能反应）

（很弱）（极弱）与水反应的剧烈程度逐渐减弱(3)卤素与水反应F2的特殊性Cl2+H2O

HCl+HClOBr2+H2O

HBr+HBrOI2+H2O

HI+HIOX2

＋H2OHX＋HXO(4)卤素单质与碱反应X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O卤素单质的物理性质

单质颜色

和状态密度

熔点

℃沸点

℃溶解度

(100g水）F2淡黄绿色气体1.69

g/L-219.6-188.1与水反应Cl2黄绿色气体3.124

g/L-101-34.6226cm3Br2深棕色液体3.119

g/cm37.258.784.16gI2紫黑色

固体4.93

g/cm3113.5184.40.029g密度逐渐增大熔点逐渐升高沸点逐渐增大颜色逐渐加深有颜色，密度小，熔沸点都较低。相似性递变性颜色：逐渐加深状态：气液固密度：逐渐增大熔沸点：依次增高卤素单质的物理性质思考1：在编排元素周期表时为什么把最外层电子数相同的元素放在同一列？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0.152钠0.186钾0.227铷0.248铯0.265填写表中的信息，并思考讨论下列问题。LiNaKRbCs3111937551111123456

问题一：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？

问题二：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？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？⑴碱金属原子结构特点：1增多增大碱金属单质颜色（常态）密度（g·cm-3）熔点℃沸点℃Li银白色0.534180.51347Na银白色0.9797.81882.9K银白色0.8663.65774Rb银白色1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4银白增大降低⑵碱金属的物理性质:②钠、钾与水反应反应钠与水的反应钾与水的反应操作现象相同点:金属

在水面上；金属

成闪亮的小球；,小球发出

；反应后的溶液滴入酚酞后呈

色

不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧浮熔不停游动嘶嘶的响声红化学方程式

结论与水反应剧烈程度:K

Na

金属的活泼性:K

Na

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑>>观察其他碱金属与水的反应现象碱金属化学性质的相似性与递变性：⑴与O2的反应K、Rb等碱金属与O2反应，会生成超氧化物。Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。点燃4Li+O2Li2O点燃2Na+O2

Na2O2点燃K+O2KO2⑵与水的反应2K+2H2O＝2KOH+H2↑2Rb+2H2O＝2KOH+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2M＋2H２O=2MOH＋H２↑从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2只生成Li2O，Na与O2生成Na2O、Na2O2，K与O2生成K2O、

K2O2、KO2。从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH⑶⑷⑸与钠一样，碱金属都也还可以与酸、碱、盐反应，只是反应越来越剧烈。？原因：碱金属的原子结构与化学性质的递变关系:从Li到Cs,随核电荷数的增加,电子层数逐渐

,原子半径逐渐

,导致原子核对最外层电子的引力逐渐

,元素金属性逐渐

。

增多增大减弱增强元素金属性强弱比较：思考：如何去判断元素金属性的强弱？①元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强。②元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强。③相互间的置换2.卤族元素元素名称元素符号质子数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm氟F9120.152氯Cl17130.186溴Br35140.227碘I53150.248⑴认识卤族元素原子的结构卤族元素原子的结构特点相同点：递变性：最外层电子数都为7从FI，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。⑵卤族元素单质的物理性质卤素单质颜色（常态）密度熔点/℃沸点/℃F2

（易液化）淡黄绿色气体1.69g·L-1（15℃）－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g·L-1（0℃）－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g·cm-3（20℃）－7.258.78I2（易升化）紫黑色固体4.93g·cm-3113.5184.4卤素单质都是双原子分子，随着相对分子质量的增大，单质颜色变深，熔点、沸点、密度依次递增。⑶卤素单质的化学性质回顾下氯气的化学性质？①卤素单质与氢气的反应根据卤素的原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相识性和递变性？可与金属、非金属、还原性化合物、水、碱等反应。反应条件反应程度生成物稳定性F2Cl2Br2I2暗处光照或点燃加热很稳定较稳定较不稳定爆炸爆炸或燃烧缓慢化合持续加热很不稳定不能完全反应请同学们看课本P97的表4-4随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难氢化物的稳定性越来越弱非金属性越来越弱F2Cl2Br2I2①与氢气反应的难易程度：②生成的氢化物的稳定性：③卤素的非金属性强弱②:问：什么叫非金属性？其强弱该如何判断？一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。元素非金属性比较①单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强②气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强③最高价氧化物对应的水化物的酸性越强对应元素的非金属性越强④相互间的置换，即活泼置换不活泼⑤非金属阴离子的还原性如：Cl—<Br—<I—②③④⑤卤素单质间的置换反应Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序为

。Cl2>Br2>I2类似于金属与盐溶液的置换反应，卤素单质间也可发生置换反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2KI+Br2=2KBr+I22KI+Cl2=2KCl+I2试写出反应方程式：Cl2与NaBr的反应：Br2与KI的反应：Cl2与KI的反应：氯水氯水溴水KBr溶液KI溶液KI溶液溶液由无色变棕黄(褐)色溶液由无色变棕黄(褐)色溶液由无色变橙色氯水溴水碘水颜色淡黄绿色橙色棕黄（褐）色小结同主族元素的性质与原子结构的关系：金属性增强失电子能力增强LiNaKRbCsFClBrI非金属性减