4.1.3 原子结构与元素性质-碱金属（教学课件）

走进奇妙的化学世界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

经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。思考交流元素化学性质与原子结构的关系原子最外层电子数特点得失电子情况化学性质稀有气体元素都为8(氦为2)不易__________金属元素一般

4易____________非金属元素一般

4易____________得失稳定＜失去不稳定≥得到不稳定由上表可知，原子结构决定元素的

。化学性质

学习

目标PART01PART02PART03第3课时原子结构与元素性质——碱金属知道碱金属元素的原子结构及特点。能说出碱金属元素化学性质的相似性及递变性。初步学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。Rb碱金属元素单质一、碱金属元素：原子结构与元素性质碱金属元素都位于周期表的第ⅠA族（元素Fr是一种放射性元素，高中阶段不探讨），化学性质很活泼，在自然界中都以化合态存在。填写下表，并回答相应问题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

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456

(1)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？(2)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？核电荷数递增，原子半径逐渐增大随着核电荷数递增，电子层数增加，但最外层电子数都是1【思考与讨论】思考：从结构推断碱金属元素的化学性质是否也具有相似性？填写下表，并回答相应问题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

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？核电荷数递增，原子半径逐渐增大填写下表，并回答相应问题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

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456他们的原子核外电子排布有什么特点？随着核电荷数递增，电子层数增加，但最外层电子数都是1从哪一点可以推测出碱金属元素化学性质具有相似性？最外层电子数相同实验探究：碱金属元素的化学性质的比较已有知识：钠的化学性质与氧气反应：与水反应：4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑合理推测：结合锂、钠、钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有的与钠相似的化学性质？锂、钠、钾的原子核外最外层电子数都是1个，应该表现相似的化学性质，所以锂、钾与氧气、水应该都能发生反应实验探究：碱金属元素的化学性质的比较已有知识：1.与氧气反应：2.与水反应：2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑合理推测：结合钠、钾的原子结构特点，预测钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？请你预测一下。A.钾与氧气、水都能发生反应回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？B.钾与氧气、水都不能发生反应C.钾与氧气、水中的其中一个能发生反应钾与氧气在加热条件下的反应现象是：钾先熔化成小球，再剧烈燃烧，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰。演示实验：钾在空气中的燃烧演示实验：钾与水的反应钾与水的反应现象是:：浮、熔、游、响（轻微爆炸声并着火燃烧）、红2K+2H2O=2KOH+H2↑（1）钠钾有哪些相似的化学性质？分析结论：（2）比较钠钾与水反应的难易程度。都与氧气、水反应钾的反应更剧烈锂与水呢？你能推断出锂与水反应的难易程度吗？锂与水反应很缓慢（1）钠钾有哪些相似的化学性质？（2）比较钠钾与水反应的难易程度。都与氧气、水反应钾的反应更剧烈锂与水反应很缓慢（3）碱金属与水反应的难易程度与其原子结构有什么关系？由锂到铯，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，所以原子失电子能力增加，金属单质的活动性增强，其与水反应应该变得越来越容易（3）通过比较碱金属与水反应的难易程度，你能发现与它们的原子结构有什么关系？由此，你能推断出碱金属的化学性质的相似性和递变规律吗？由锂到铯，原子电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，金属性（还原性）逐渐增强。碱金属元素的相似性都容易失去1个电子，都表现出还原性，都能与氧气、水反应碱金属元素的递变性：与O2、H2O的反应的反应越来越剧烈，由锂到铯，还原性逐渐增强。分析结论：（1）碱金属元素的相似性结论：碱金属元素的原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去，所以他们的化学性质相似，都能与氧气、水反应（2）碱金属元素的递变性：4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑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，所以原子失电子能力增加，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，即由锂到铯，金属性逐渐增强。碱金属性质的相似性和递变性(1)相似性归纳整理(1)递变性具体情况如下：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。

碱金属性质的相似性和递变性归纳整理讨论和解释1.从碱金属原子结构的角度解释。(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。提示碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。(2)碱金属元素的性质具有递变性。提示随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强。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OC沸点OC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碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和递变性。密度增大反常熔点降低沸点降低课堂小结碱金属元素的性质与结构名称相似性递变性最外层电子数物理性质化学性质电子层数密度熔点沸点元素性质锂Li钠Na钾K铷Rb铯Cs1软白轻低导单质具有强还原性，可与氧气、水等反应逐渐增多呈增大趋势逐渐降低逐渐降低金属性逐渐增强(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大(

)(2)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物(

)(3)碱金属元素原子随核电荷数增加，其单质与水反应越来越剧烈(

)(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中(

)(5)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na(

)(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在(

)判断正误×√××××一般情况下，元素的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来判断，也可以从它们的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断，请写出Li→Cs，氢氧化物碱性由弱至强的顺序为_______________________________。深度思考LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH(2)碱金属化学性质递变性1.已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题：(1)铷位于第____周期，其原子半径比钠元素的原子半径____(填大或小)。应用体验五大(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：________________________。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为________________________________，铷与水反应比钠与水反应______(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后沉在水_____(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度_____(填“大”或“小”)。2Rb＋Cl22Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑剧烈底大(3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：______________________________。2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O