【高中化学】原子结构与元素周期表4课件 2023-2024学年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四．原子结构与元素的性质（一）碱金属元素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碱金属锂钠钾铷铯21Li313Na1114K1915Rb3716Cs55碱金属元素的原子结构思考与讨论1、在周期表中的位置：2、原子结构特点

相同点：

不同点：

核电荷数依次增多原子半径依次增大电子层数依次增多最外层１个电子第IA族3、碱金属化学性质的比较（1）与O2等非金属反应（2）与水反应2K+2H2O==2KOH+H2↑2R+2H2O==2ROH+H2↑

只有一种产物氧化锂：4Li+O2====2Li2O点燃4Na+O2==2Na2O2Na+O2====Na2O2

点燃4K+O2==2K2O2K+O2==K2O2

K+O2====KO2（超氧化钾）

点燃遇空气立即着火燃烧，生成比过氧化物更复杂的氧化物铷、铯钾钠锂室温点燃（现象：浮、熔、游、燃、红）注意：均为可溶于水的强碱；且对应碱的碱性逐渐增强。

思考与交流通过以上比较，思考钠和钾的性质有什么相似性和不同。这与它们的原子结构有关系吗？相似性：LiNaKRbCs核电荷数增多电子层数增多原子半径增大随核电荷数的增加，失电子能力逐渐增强，单质还原性逐渐增强。（元素的金属性增强）它们具有相似的化学性质——强还原性原子的最外层均只有一个电子递变性：结论：碱金属都具有强还原性，且随核电荷数的增加，元素的金属性逐渐增强。锂(Li)钠(Na)钾(K)铷(Rb)铯(Cs)随着核电荷数增加，碱金属的性质逐渐增强与水反应越来越剧烈，生成氢气速率越来越快；通式：2M+2H2O=2MOH+H2↑碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH元素金属性逐渐增强，单质还原性逐渐增强请预测碱金属元素的性质（3）碱金属的主要物理性质及递变规律相似性单质的熔、沸点降低ρ（Li、Na、K）<ρ（水）ρ（Rb、Cs）>ρ（水）ρ（Li）<ρ（煤油）

密度逐渐增大递变性注意：（ρ（Na）>ρ（K））大多为银白色（铯略带金色），质软，密度较小，熔点较低，导热、导电性强。LiNaKRbCsP101表4-2

思考与交流讨论2：碱金属与盐酸：2R+2H+=2R++H2

讨论3：碱金属与盐溶液：先与水反应讨论4：Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+也具有强还原性吗？没有，有较弱的氧化性。氧化性：Li+>Na+>

K+>

Rb+

>Cs+讨论1：Li与K应如何保存？Li封存于固体石蜡中，少量K保存于煤油中。【碱金属元素的用途】

锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂锂制造氢弹不可缺少的材料锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。钾的化合物最大用途是做钾肥、硝酸钾还用于做火药液态钠可作为核反应堆的传热介质。Br2I2（二）卤族元素递变性相似性颜色状态熔沸点密度F2Cl2Br2I2浅→深气→液→固低→高小→大不易溶于水(除F2)熔沸点较低都有颜色1、卤素单质的物理性质易溶于有机溶剂

水溶液

油（CCl4、苯等）溶液Br2

黄（稀）→橙色（浓）

橙红色

I2深黄（稀）→褐色（浓）

紫红色

注意：溴、碘单质在不同溶剂中的颜色P102表4-3碘的特性易升华——分离提纯碘溴的特性易挥发保存：用水封I2和河沙溴蒸气→溴水→液溴→

（1）在周期表中的位置相同点:

不同点:

核电荷数依次增多原子半径依次增大

电子层数依次增多最外层７个电子第ⅦA

族（2）原子结构特点

根据卤素的原子结构，试着推测一下氟、氯、溴、碘在化学性质上的相似性和递变性。

思考与交流2、卤素的原子结构

反应条件和方程式生成氢化物稳定性F2

Cl2

Br2

I2

冷、暗处剧烈爆炸

H2+F2＝2HF反应的剧烈程度逐渐减弱生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱。均可生成气态氢化物(HX)。相似性：递变性：很稳定稳定较不稳定很不稳定（1）卤素与氢气反应3、卤素单质的化学性质

与水反应

F2

Cl2

Br2

I2

剧烈反应，生成氟化氢和氧气

2F2+2H2O＝4HF+O2

与水缓慢反应

Cl2+H2O＝HCl+HClO

与水反应更弱Br2+H2O＝HBr+HBrO与水只微弱反应

I2+H2O＝HI+HIO都能与水反应相似性：与水反应的剧烈程度递减。递变性：X2+H2O＝HX+HXO(除F2外)

（2）卤素与水反应思考：卤素单质与碱溶液反应的情况？实验4-1现象方程式结论KBr+氯水振荡KI+氯水振荡KI+溴水振荡溶液变为橙黄色溶液变为棕黄色溶液变为棕黄色2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I22Br－＋Cl2=2Cl－＋Br22I－＋Cl2=2Cl－＋I2

2I－＋Br2=2Br－＋I2

（3）卤素单质间的置换反应Cl2>Br2Cl-<Br-氧化性：氧化性：氧化性：还原性：还原性：还原性：Cl2>I2Cl-<I-Br2>I2Br-<I-实验探究：根据氧化还原反应的知识设计实验验证：

氧化性Cl2＞Br2＞I2可供选择实验药品：

KBr溶液、KI溶液、新制氯水、溴水、四氯化碳、淀粉溶液现象化学方程式实验结论步骤1步骤2静置后，液体分为两层。上层无色，下层分别呈橙红色、紫红色静置后，液体分为两层。上层无色，下层紫红色2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I2（氧化性：Cl2＞Br2）（氧化性：Cl2＞I2）（氧化性：Br2＞I2）氧化性逐渐减弱F2Cl2Br2I2还原性逐渐增强F-Cl-Br-

I-

结论注意：在无水情况下，F2能把氯、溴、碘从它们的卤化物中置换出来。

与金属反应2Fe+3Cl2==2FeCl3△

2Fe+3Br2==2FeBr3△

Fe+I2==FeI2△

注意：I2与变价金属反应多生成低价金属碘化物。补充了解：单质氧化性逐渐减弱相似性最外层7个电子

易得电子单质有氧化性递变性核电荷数依次增大电子层数依次增多原子半径依次增大得电子能力逐渐减弱FClBrI结构决定反映性质小结1、砹（At）原子序数85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是（）A、砹易溶于某些有机溶剂B、砹能与水剧烈反应C、HAt非常不稳定D、砹氧化性弱于碘B2、B3、已知：2Fe2++Br2＝2Fe3++2Br-，现向离子浓度均为0.1mol·L-1的K+、Fe2+、Cl-、Br-、I-组成的混合溶液50mL中，加入0.025mol·L-1的溴水200mL，充分反应后溶液中离子数目明显减少的是

；离子浓度减小而离子数目不变的是

；离子数目增多而离子浓度减小的是

。I-、Fe2+

K+、Cl-

Br-

同主族元素性质上表现相似性和递变性电子层数增多原子半径增大失电子能力逐渐增强得电子能力逐渐减弱

同主族