4.1.3原子结构与元素周期表（第三课时）课件高一上学期化学人教版

原子结构与元素周期表（第三课时）原子结构与元素周期表（第三课时）元素周期表周期（7个）

短周期(3个):第1、2、3

周期长周期(4个):第4、5、6、7

周期族(16个)主族(7个):IA～ⅦA副族(7个):IB～ⅦBⅧ族(1个):第8、9、10

三个纵列零族(1个):稀有气体元素元素周期表的整体结构过渡元素

第IA

族（除氢）—碱金属元素第ⅦA族—卤族元素第0族—稀有气体元素另外，特别族名称：2023/11/232思考元素周期表如何揭示元素之间的关联？探寻元素性质与周期表的关系导入

金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以可以说，原子结构决定元素的性质。同族元素之间内在的联系是什么呢？元素周期表（PeriodicTable）ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB碱金属镧系、锕系碱金属元素单质碱金属元素碱金属元素【完成课本P99思考与讨论】族碱金属元素元素名称锂钠钾铷铯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

0.152

0.1860.227

0.248

0.265LiNaKRbCs31119375511111234561.碱金属元素从上到下原子的核电荷数依次增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大。2.最外层电子数都是1，易失去电子而具有较强的金属性（还原性），其单质与钠类似，能与水、氧气反应。1碱金属元素性质的比较【思考】Na与K分别与水、O2反应现象有何不同？试从原子结构角度解释。碱金属的化学性质钠、钾与氧气反应钠燃烧的现象：在酒精灯的加热下，先熔化为一个闪亮的小球，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。钾燃烧的现象：钾在加热过程中迅速融化为银白色的液体，撤去酒精灯后，靠着坩埚的余热剧烈燃烧，产生白烟，发出紫色火焰（透过蓝色钴玻璃），生成黄色固体。反应原理：反应结论：K+O2===KO2Δ钾、钠都能与氧气反应，性质具有相似性，但钾反应更剧烈，钾的金属活泼性大于钠。KO2（超氧化钾）钾的原子层数比钠多，原子半径增加，原子核对最外层电子的吸引能力下降，原子失电子能力增加，

从而导致金属单质的活动性增强，与氧气反应也变得越来越容易。碱金属的化学性质钠、钾与水反应不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并发出紫色的火焰（透过蓝色钴玻璃）。实验现象：相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色。反应原理：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑实验结论：钾单质也能与水反应，和钠单质的性质具有相似性，但是钾与水反应更剧烈，金属钾的活泼性比钠强。分析解释1.原子的最外层均为1个电子，易失电子，形成

稳定结构2.钾比钠多一个电子层，半径更大，更易失电子金属性结构性质金属性最外层电子数1都能与O2、H2O反应。生成+1价化合物钾比钠多一层电子，半径大钾比钠更易发生反应，反应也更剧烈相似差异决定活动一比较钾与钠化学性质的异同元素符号原子结构示意图原子半径/nmLi0.152Na0.186K0.227Rb0.248Cs0.265碱金属元素原子最外层只有一个电子原子结构的相似性元素性质的相似性决定在化合物中化合价+1易失电子，表现金属性（还原性）随核电荷数增加电子层数逐渐增大原子结构的递变性元素性质的递变性决定原子半径逐渐增大金属性（还原性）逐渐增强原子失电子能力逐渐增强3碱金属元素性质的理论分析元素符号最外层电子数电子层数原子半径Li都是1逐渐增多逐渐变大NaKRbCs活动二预测锂、铷、铯的化学性质预测：①能与水反应、与氧气反应，生成+1价的化合物②与氧气或水反应时，Li比Na难反应③与氧气或水反应时，Rb、Cs比K易反应碱金属的化学性质碱金属化学性质的规律1.碱金属元素的化学性质相似。碱金属元素的原子最外层电子数相同，化学性质相似单质R氧化物，如Li2O、Na2O2等氯化物，如NaCl、KCl等通式：2R+2H2O=2ROH+H2↑通式：2R+2H+=2R++H2↑+O2+Cl2+水+酸化合物最高价氧化物对应的水化物的化学式为ROH，且均为碱碱金属的化学性质碱金属化学性质的规律2.碱金属元素的化学性质具有递变性。随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强。①与氧气反应从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2生成Li2O，Na与O2生成Na2O、Na2O2，K与O2生成K2O、KO2。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反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。碱金属的物理性质碱金属单质具有硬度小，密度小，熔点低的特点，随着元素原子核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点逐渐降低。碱金属单质具有良好的延展性、导电性和导热性，液态钠可以作为核反应堆的传热物质。碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性碱金属单质颜色（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观察碱金属单质的主要物理性质表，看看你能得到什么结论碱金属元素的主要物理性质元素名称元素符号核电荷数颜色和状态密度g/cm3熔点℃沸点℃锂Li3银白色,柔软0.534180.51347钠Na11银白色,柔软0.9797.81882.9钾K19银白色,柔软0.8663.65774铷Rb37银白色,柔软1.53238.89688铯Cs55略带金色光泽,柔软1.87928.40678.4有何异同？递增递增钠钾反常递减递减5巩固与应用已知镁分别能与氧气和水反应。1.请预测钙的性质2.请设计实验验证镁与钙金属性的强弱1.预测钙的性质活动四巩固与应用结构性质位置最外层电子数2IIA族能与O2、H2O反应。生成+2价化合物周期序数4电子层数（4）比Mg多一层与水或氧气反应更容易，也更剧烈与Mg相似金属性比Mg强决定金属性预测钙的性质5元素金属性强弱的判断依据（1）单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度。

置换出氢气越容易，则元素金属性越强（2）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越强。（3）置换反应活动三归纳碱金属的相似性和递变性结构性质位置最外层电子数1IA族能与O2、H2O反应。生成+1价化合物周期序数逐渐增大电子层数逐渐增多，半径逐渐增大与水或氧气反应更容易，也更剧烈相似性递变性金属性决定碱金属元素活动三归纳碱金属的相似性和递变性原子最外层均为一个电子原子易失去一个电子元素金属性都较强单质易与水或氧气等反应电子层数越来越多半径越来越大失电子能力越来越强金属性越来越强与水反应越来越容易总结：原子结构元素位置性质元素周期表（PeriodicTable）ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB镧系、锕系卤族元素卤族元素元素单质Cl2Br2卤素单质的物理性质【观察表格，归纳卤素单质物理性质的递变规律】从F2→I2，卤族元素单质的颜色加深，状态由气态到固态，密度逐渐增大，熔点和沸点逐渐升高。卤素单质颜色（常态）密度熔点℃沸点℃F2淡黄绿色（气体）1.69g/L（15℃）-219.6-188.1Cl2黄绿色（气体）3.214g/L（0℃）-101-34.6Br2深红棕色（液体）3.119g/cm3（20℃）63.6558.78I2紫黑色（固体）4.93g/cm3113.5184.41卤族元素的原子结构FClBrI根据卤素原子结构，推测氟、氯、溴碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？卤族元素原子最外层有7个电子2卤族元素性质的理论分析原子结构的相似性元素性质的相似性决定在化合物中常见化合价-1易得电子，表现非金属性（氧化性）卤族元素原子电子层数逐渐增大原子结构的递变性元素性质的递变性决定原子半径逐渐增大非金属性（氧化性）逐渐减弱原子得电子能力逐渐减弱卤素单质与氢气反应①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：【根据下表，完成课本P103的思考与讨论】从F2→I2，与氢气反应逐渐变的困难从F2→I2，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱从F2→I2，卤素单质的非金属性逐渐减弱方法导引预测卤素条件及现象方程式氢化物稳定性F2冷暗处爆炸H2+F2=2HFHF很稳定Cl2光照或点燃H2+Cl2=2HClHCl稳定Br2高温500℃H2+Br2=2HBrHBr较不稳定I2高温、持续加热缓慢进行H2+I2

⇌

2HIHI很不稳定卤素单质与氢气反应【根据下表，完成课本P103的思考与讨论】方法导引预测预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。我们可以通过认识元素“位置”“结构”“性质”之间的内在联系，根据元素的“位置”“结构”特点预测和解释元素的性质。例如，钠与钾是IA族元素，它们都能与水反应；铷与钠、钾属于同族元素，所以，可预测出铷也能与水反应。3卤族单质与氢气反应的规律变化（必修一p97表4-4）卤素条件及现象方程式氢化物稳定性F2冷暗处爆炸H2+F2=2HFHF很稳定Cl2光照或点燃H2+Cl2=2HClHCl稳定Br2高温500℃H2+Br2=2HBrHBr较不稳定I2高温、持续加热缓慢进行H2+I2

⇌

2HIHI很不稳定①与氢气反应的难易程度：

；②生成氢化物的稳定性：

；③卤素非金属性的强弱：

；由易到难由强到弱由强到弱1.反应条件越来越苛刻2.剧烈程度递减3.产物稳定性变差3卤族单质间的置换反应（必修一p104实验4-1）实验现象化学方程式KBr+氯水，振荡KI+氯水，振荡KI+溴水，振荡卤素单质间的置换反应2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2【观察实验，记录实验现象，写出实验原理】试管①现象原理试管②现象原理试管③现象原理试管内液体静置后分层，上层为无色，下层为橙红色试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br22KI＋Br2===2KBr＋I22KI＋Cl2===2KCl＋I2氧化性：Cl2>Br2氧化性：Br2>I2氧化性：Cl2>I2结论：从Cl2→I2，氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强。3卤族单质间的置换反应（必修一p98实验4-1）实验现象化学方程式KBr+氯水，振荡溶液变为橙黄色2KBr+Cl2=2KCl+Br2KI+氯水，振荡溶液变为棕黄色2KI+Cl2=2KCl+I2KI+溴水，振荡溶液变为棕黄色2KI+Br2=2KBr+I2随着核电荷数的增加,卤族单质氧化性强弱顺序为:F2>Cl2>Br2>I2卤族元素的性质规律1.卤族元素的化学性质相似①最外层均有7个电子，易得到电子，体现较强的非金属性；②最高正价除F外均显+7价，最低负价为-1价；③都能够和氢气、水、金属单质等反应④气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)；⑤最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。元素非金属性强弱的判断依据（1）非金属单质与氢气化合的难易程度。越容易化合，则非金属性越强（2）形成气态氢化物的稳定性。

稳定性：HF＞HCl，非金属性：F＞Cl（3）元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱。

酸性：H2SO4＞H2CO3，非金属性：S＞C（4）置换反应小结

金属性逐渐

增强非金属性逐渐减弱同一主族，从上到下：、

电子层数逐渐

，

原子半径逐渐