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1、第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律第一节 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_原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265NaNaK KLi LiRbRbCsCs一、一、碱金属元素（碱金属元素（IAIA族除氢以外的元素族除氢以外的元素）的结构与性质的关系）的结构与性质的关系1.1.碱金属元素的原子结构规律碱金属元素的原子结构规律思考思考1 1：碱金属元素碱金属元素结构有什么相似之处？结构有什么相似之处？最外层电子数为最外层电子数为1 1强还原性强还原性容易失去电子容易失去电子思考思考2 2：碱金属
2、元素碱金属元素结构有什么不同之处？结构有什么不同之处？电子层数和原子半径增大电子层数和原子半径增大还原性增强还原性增强失电子能力增强失电子能力增强2 2.碱金属碱金属单质的化学性质单质的化学性质回忆：金属回忆：金属NaNa有哪些化学性质？有哪些化学性质？（1 1）与氧气反应）与氧气反应（2 2）与水反应）与水反应（1 1）钾与氧气反应）钾与氧气反应紫色火焰，燃烧更剧烈紫色火焰，燃烧更剧烈思考思考3 3：碱金属元素有哪些化学性质碱金属元素有哪些化学性质？（2 2）钾钾与水反应与水反应浮、游、溶、响、红并浮、游、溶、响、红并有轻微爆炸声并着火燃烧有轻微爆炸声并着火燃烧结论结论：金属的活泼性金属的活
3、泼性：K KNaNa Li LiNaNaK KRbRbCsCs与与OO2 2反应反应与与H H2 2OO反反应应结论结论预测：其他碱金属与氧气与水反应会有什么不同预测：其他碱金属与氧气与水反应会有什么不同？反应不如钠反应不如钠剧烈，生成剧烈，生成Li Li2 2OO点燃剧烈燃点燃剧烈燃烧，生成烧，生成NaNa2 2OO2 2燃烧更加剧燃烧更加剧烈生成比过烈生成比过氧化物复杂氧化物复杂的氧化物的氧化物遇空气立即遇空气立即燃烧，生成燃烧，生成更复杂的氧更复杂的氧化物化物遇空气立即遇空气立即燃烧，生成燃烧，生成更复杂的氧更复杂的氧化物化物剧烈，生剧烈，生成成H H2 2更剧烈，生更剧烈，生成成H H
4、2 2轻微的爆炸，轻微的爆炸，生成生成H H2 2遇水立即燃遇水立即燃烧，爆炸烧，爆炸遇水立即燃遇水立即燃烧，爆炸烧，爆炸金金 属属 性性 逐逐 渐渐 增增 强强碱金属碱金属单质单质颜色和状态颜色和状态密度密度gg-3-3熔点熔点沸点沸点Li Li银白色，柔软银白色，柔软0.5340.534180.5180.513471347NaNa银白色，柔软银白色，柔软0.970.9797.8197.81882.9882.9K K银白色，柔软银白色，柔软0.860.8663.6563.65774774RbRb银白色，柔软银白色，柔软1.5321.53238.8938.89688688CsCs略带金属光泽，
5、柔软略带金属光泽，柔软1.8791.87928.4028.40678.4678.43 3.碱金属的物理性质碱金属的物理性质增大增大降低降低降低降低友情提醒：由于友情提醒：由于Li Li密度小于煤油，所以密度小于煤油，所以Li Li保存在石蜡油中。保存在石蜡油中。LiNaKRbCsLiNaKRbCs1.1.相似性相似性:1 1)都易失电子表现强还原性都易失电子表现强还原性2 2)化合物中均为化合物中均为+1+1价价小结小结:碱金属的原子结构碱金属的原子结构2.2.递变性递变性:原子半径原子半径化学性化学性质相似质相似最外层上最外层上都只有一都只有一个电子个电子电子层数电子层数失电子能力失电子能力
6、还原性还原性金属性金属性【练习】【练习】可能存在的第可能存在的第119119号未知元素，有人称为号未知元素，有人称为“类钫类钫”，它位于碱金属，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（子结构和性质的判断，错误的是（）锂与水反应比钠剧烈锂与水反应比钠剧烈 金属单质都可以密封保存在煤油中金属单质都可以密封保存在煤油中锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同“类钫类钫
7、”单质是强还原剂单质是强还原剂 “类钫类钫”在化合物中显在化合物中显+1+1价价推测推测“类钫类钫”单质的密度应该单质的密度应该大于大于钫钫“类钫类钫”单质有较高的单质有较高的熔点熔点Cl思考与交流：分析卤族元素的原子结构，试推测一下思考与交流：分析卤族元素的原子结构，试推测一下F F、ClCl、BrBr、I I在化学性质上表现的相似性和递变性？在化学性质上表现的相似性和递变性？二、卤族元素二、卤族元素（V VIIAIIA族元素族元素）的结构与性质的关系）的结构与性质的关系相同点相同点:不同点不同点:最外层都是最外层都是7 7个电子个电子易得到易得到1 1个电子个电子,具有具有强氧化性强氧化性
8、电子层数递增电子层数递增,原子半径增大原子半径增大越来越难得到电越来越难得到电子子,氧化性减弱氧化性减弱(1)(1)卤素单质与氢气反应卤素单质与氢气反应H2+F2=2HF暗处反应爆炸；暗处反应爆炸；HF很稳定很稳定H2+Cl2=2HClH2+Br2=2HBr光照或点燃；光照或点燃；HCl较稳定较稳定加热加热500，HBr不稳定不稳定 需不断加热，需不断加热，HI同时分解同时分解F2 Cl2 Br2 I2H2+I2 2HI相似性相似性卤素单质都能跟氢气发生反卤素单质都能跟氢气发生反应，生成卤化氢（气体）。应，生成卤化氢（气体）。递变性递变性高高低低A A、反应条件越来越、反应条件越来越_B B、
9、剧烈程度越来越、剧烈程度越来越_C C、产物的稳定性越来越、产物的稳定性越来越_弱弱小结：小结：(2)(2)卤素单质间的化学性质卤素单质间的化学性质实验1-1实验实验现象现象化学方程式化学方程式1、饱和氯水、饱和氯水与与NaBr溶液溶液2、饱和氯水、饱和氯水与与KI溶液溶液3、溴水与、溴水与KI溶液溶液溶液有无色溶液有无色变变为为橙色橙色溶液有无色溶液有无色变变为为深黄色深黄色CClCCl4 4层层为紫为紫色色Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2KI=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2氧化性：氧化性：F F2 2 ClCl2 2BrBr2 2I I2 22Br-+Cl2=
10、Br2+2Cl-2I-+Cl2=I2+2Cl-2I-+Br2=I2+2Br-2F2 2H2O 4HF O2（爆炸）（爆炸）（能反应）（能反应）（很弱）（很弱）（极弱）（极弱）与与水水反反应应的的剧剧烈烈程程度度逐逐渐渐减减弱弱(3)(3)卤素与水反应卤素与水反应F2的特的特殊性殊性Cl2+H2O HCl+HClOBr2+H2O HBr+HBrO I2 +H2O HI +HIOX2 H2O HX HXO(4)(4)卤素单质与碱反应卤素单质与碱反应 X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O 卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质 单单质质 颜色颜色和状态和状态密度密度 熔点熔点 沸点沸点 溶解度溶
11、解度(100g(100g水）水）F2淡黄绿色淡黄绿色气体气体1.69g/L-219.6-188.1与水反应与水反应Cl2黄绿色黄绿色气体气体3.124g/L-101-34.6226cm3Br2深棕色深棕色液体液体3.119g/cm37.258.784.16gI2紫黑色紫黑色固体固体4.93g/cm3113.5184.40.029g密密度度逐逐渐渐增增大大熔熔点点逐逐渐渐升升高高沸沸点点逐逐渐渐增增大大颜颜色色逐逐渐渐加加深深有颜色，密度小，熔沸点有颜色，密度小，熔沸点都较低。都较低。相似性相似性递变性递变性颜色：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卤素单质的
12、物理性质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填写填写表中的信息，并思考讨论下列问题。表中的信息，并思考讨论下列问题。LiLiNaNaKKRbRbCsCs3111937551 11 11 11 11 123456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么特点？问题问题二：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
13、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？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？碱金属原子碱金属原子结构特点：结构特点：1增多增多增大增大碱金属碱金属单质质颜色（常色（常态）密度（密度（gcm-3）熔熔点点沸沸点点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银白银白增大增大降低降低碱金属碱金属的的物理性质物理性质:钠、钾与水反应钠、钾与水反应反应反应钠与水的反应钠与水的反应钾与水的反应钾与水的反应操作操作现象现象相同点相同点:金
14、属金属在水面上在水面上；金属金属成闪亮的小球成闪亮的小球；,小球小球发出发出；反反应应后后的的溶液滴入酚溶液滴入酚酞酞后呈后呈色色不同点不同点:钾钾与与水水的的反反应应有有轻轻微爆炸声并着火燃微爆炸声并着火燃烧烧浮浮熔熔不停游动不停游动嘶嘶的响声嘶嘶的响声红红化学方程式结论 与水反应剧烈程度:KNa金属的活泼性:KNa2Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2观察其他碱金属与水的反应现象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：碱金属化学性质的相似性与递变性：与与O2的的反应反应K、Rb等碱金属与等碱金属与O2反应，会生成超氧化物。反应，会生成超氧化物。
15、Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。在室温时，遇到空气会立即燃烧。点燃4Li +O2 Li2O 点燃2Na +O2 Na2O2点燃K +O2 KO2与与水的水的反应反应2K +2H2O 2KOH+H2 2Rb+2H2O 2KOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H22M2HO=2MOHH 从从LiCs，与与氧氧气气反反应应越越来来越越剧剧烈，产物越来越复杂烈，产物越来越复杂。如如Li与与O2只只生成生成Li2O，Na与与O2生成生成Na2O、Na2O2，K与与O2生成生成K2O、K2O2、KO2。从从LiCs，与与H2O(或或酸酸)反反应应越越来来越越剧剧烈烈。如如K与与H2O反应能发生
16、轻微爆炸反应能发生轻微爆炸，则则Rb、Cs遇水会发生爆炸遇水会发生爆炸。碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH与钠一样，碱金属都也还可以与酸、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。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原因：碱金属的原子结构与化学性质的递变关系:从从Li到到Cs,随核电荷数的增加随核电荷数的增加,电子层数逐渐电子层数逐渐,原子半径逐渐原子半径逐渐,导致导致原子核原子核对最外层电子的引力逐渐对最外层电子的引力逐渐,元素金属性逐渐元素金属性逐渐。增多增多增大增大减弱减弱增强增强元素元素金属性金属性强弱强弱比较比较
17、：思考：如何去判断元素金属性的强弱？思考：如何去判断元素金属性的强弱？元素单质越容易从水或酸中置换出氢气元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强金属性越强。元素元素最高价氧化物最高价氧化物对应的水化物碱性越强对应的水化物碱性越强,金属性越强金属性越强。相互间的置换相互间的置换2.卤族元素卤族元素元素名称元素名称 元素符号元素符号质子数质子数原子结构示意图原子结构示意图最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半原子半径径/nm氟氟F9120.152氯氯Cl17130.186溴溴Br35140.227碘碘I53150.248认识认识卤族元素原子的结构卤族元素原子的结构卤族元素原子的卤族元
18、素原子的结构特点结构特点相同点：相同点：递变性：递变性：最外层电子数都为最外层电子数都为7从从FI，核电荷数逐渐，核电荷数逐渐增加增加，电子层，电子层数逐渐数逐渐增多增多，原子半径逐渐，原子半径逐渐增大增大。卤族卤族元素单质的物理性质元素单质的物理性质卤素单质卤素单质颜色（常态）颜色（常态）密度密度熔点熔点/沸点沸点/F2（易液化）（易液化）淡黄绿色气体淡黄绿色气体1.69gL-1（15）219.6188.1Cl2黄绿色气体黄绿色气体3.214gL-1（0）10134.6Br2深红棕色液体深红棕色液体3.119gcm-3（20）7.258.78I2（易升化）（易升化）紫黑色固体紫黑色固体4.9
19、3gcm-3113.5184.4卤素单质都是双原子分子，卤素单质都是双原子分子，随着相对分子质量的随着相对分子质量的增大增大，单质颜色，单质颜色变深变深，熔点、沸点、密度依次熔点、沸点、密度依次递增递增。卤素卤素单质的化学性质单质的化学性质回顾下氯气的化学性质？回顾下氯气的化学性质？卤素卤素单质单质与氢气的反应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？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。可与金属、非金属、还原性化合物、水、碱等反应。反应条件反应条件反应程度反应程度
20、生成物稳定性生成物稳定性F2Cl2Br2I2暗处暗处光照或点燃光照或点燃加热加热很稳定很稳定较稳定较稳定较不稳定较不稳定爆炸爆炸爆炸或燃烧爆炸或燃烧缓慢化合缓慢化合持续加热持续加热很不稳定很不稳定不能完全反应不能完全反应请同学们看课本请同学们看课本P97的表的表4-4随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难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氢化物的稳定性越来越弱非金属性越来越弱非金属性越来越弱F2 Cl2 Br2 I2与氢气反应的难易程度：与氢气反应的难易程度：生成的氢化物的稳定性：生成的氢化物的稳定性：卤素的非金属性强弱卤素的非金属性强弱:问：什么叫非金属性？其强
21、弱该如何判断？问：什么叫非金属性？其强弱该如何判断？一般一般情况下，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。判断。元素非金属性元素非金属性比较比较单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强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
22、越强相互间的置换，即活泼置换不活泼相互间的置换，即活泼置换不活泼非金属非金属阴离子的还原性阴离子的还原性 如：如：Cl Br BrBr2 2II2 2类似于金属与盐溶液的类似于金属与盐溶液的置换反应，置换反应，卤素单质间也可发生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：试写出反应方程式：Cl2与与NaBr的的反应：反应：Br2与与KI的的反应：反应：Cl2与与KI的的反应：反应：氯氯水水氯氯水水溴溴水水KBr溶液溶液KI溶液溶液KI溶液溶液溶液由无色溶液由无色溶液由无色溶液由无色变变变变棕
23、黄棕黄棕黄棕黄(褐褐褐褐)色色色色溶液由无色溶液由无色溶液由无色溶液由无色变变变变棕黄棕黄棕黄棕黄(褐褐褐褐)色色色色溶液由无色溶液由无色溶液由无色溶液由无色变橙色变橙色变橙色变橙色氯水水溴水溴水碘水碘水颜色色淡黄淡黄绿色色橙色橙色棕黄（褐）色棕黄（褐）色小结小结同主族元素的性质与原子结构的关系：金金属属性性增增强强失失电电子子能能力力增增强强LiNaKRbCsFClBrI非非金金属属性性减减弱弱得得电电子子能能力力减减弱弱 原因：原因：同主族元素的性质具有相似性和递变性同主族元素的性质具有相似性和递变性,是由同是由同主族元素的原子结构的相似性和递变性决定的。主族元素的原子结构的相似性和递变性
24、决定的。结论：结论：结构结构性质性质决定决定1 1、盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。2、（不定项）砹、（不定项）砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具备可能具备性质性质 ()A.砹易溶于某些有机溶剂砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定砹化氢很稳定不易分解不易分解C.砹是有色气体砹
25、是有色气体 D.砹化银不溶于水或砹化银不溶于水或稀稀HNO3 BC牛刀小试牛刀小试4、下列、下列说法正确的是说法正确的是()ALi在氧气中燃烧主要生成在氧气中燃烧主要生成Li2O2BAt位于第七周期第位于第七周期第A族，其气态氢化物族，其气态氢化物的稳定的稳定性比性比HCl强强C卤族元素单质的熔、沸点随原子序数卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大的增大而升高而升高D第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后所得后所得溶液均呈酸性溶液均呈酸性C3、已知、已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是是 ()A A钠钾合金钠钾钠钾合金钠钾B B钠钾钠钾合金钠钾钠钾合金C C钠钠钾合金钾钠钠钾合金钾D D钾钠钾合金钠钾钠钾合金钠B