原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)根據(jù)初中所學(xué)原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)，填寫(xiě)下表元素種類最外層電子數(shù)（填<或>）容易得到還是失去具有的性質(zhì)金屬元素

4個(gè)非金屬元素

4個(gè)><容易得到容易失去非金屬性金屬性人們經(jīng)常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因?yàn)樗麄冎g存在著某種內(nèi)在聯(lián)系。那么，這種內(nèi)在的聯(lián)系是什么呢？我們將從他們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行探討。元素名稱元素符號(hào)核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑/nm堿金屬元素鋰0.152鈉0.186鉀0.227銣0.248銫0.265LiNaKRbCs3111937551111123456+321+11281+192881+37281881+5528181881一、堿金屬元素

1.從上往下堿金屬元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑如何變化？核電荷數(shù)逐漸增大，原子半徑逐漸增大思考與交流2.從上往下原子核外電子排布有什么特點(diǎn)？從哪一點(diǎn)能推斷出堿金屬的化學(xué)性質(zhì)具有相似性？最外層都只有一個(gè)電子，電子層數(shù)逐漸增多；最外層都只有一個(gè)電子。1、回憶第二章學(xué)過(guò)的知識(shí)，鈉有哪些化學(xué)性質(zhì)?2、結(jié)合鋰、鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，請(qǐng)你預(yù)測(cè)鋰、鉀可能具有哪些與鈉相似的化學(xué)性質(zhì)。與O2、水、酸、鹽溶液反應(yīng)

與鈉相似。與O2、水、酸、鹽溶液反應(yīng)【證據(jù)推理】認(rèn)識(shí)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)鈉、鉀化學(xué)性質(zhì)比較鈉鉀與氧氣反應(yīng)

劇烈燃燒，火焰呈

色，生成

色的固體

燃燒更劇烈，火焰呈

色黃淡黃2Na+O2=Na2O2紫K+O2=KO2(超氧化鉀)金屬的活潑性：K____Na。結(jié)論：＞注：鉀與氧氣反應(yīng)生成多種氧化物，該反應(yīng)只是其中一個(gè)（1）鈉、鉀與氧氣的反應(yīng)鈉鉀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鈉浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四處游動(dòng)；發(fā)出嘶嘶的響聲；反應(yīng)后滴入酚酞；溶液變紅。

原理結(jié)論金屬活動(dòng)性：K

Na＞（2）鈉、鉀與水的反應(yīng)鉀浮于水面；迅速熔化成銀色小球；四處游動(dòng)；反應(yīng)劇烈；有輕微爆炸聲并著火燃燒

；反應(yīng)后滴入酚酞；溶液變紅。

2K+2H2O=2KOH+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系最外層電子數(shù)都是1強(qiáng)還原性：容易失去1個(gè)電子

(與鈉相似,與O2、水、酸、鹽溶液反應(yīng))結(jié)構(gòu)相似性質(zhì)相似決定①相似性:元素條件現(xiàn)象產(chǎn)物結(jié)論LiNa加熱燃燒，劇烈Na2O2

K稍加熱燃燒，更劇烈更復(fù)雜的氧化物Rb

Cs與非金屬的反應(yīng)（以O(shè)2為例）從Li—Cs，隨電子層數(shù)的遞增，還原性（金屬性）逐漸增強(qiáng)。加熱燃燒，較不劇烈Li2O接觸空氣不加熱劇烈更復(fù)雜的氧化物接觸空氣不加熱劇烈更復(fù)雜的氧化物

元素現(xiàn)象產(chǎn)物結(jié)論Li

Na

KRbCs從Li—Cs，隨電子層數(shù)的遞增，還原性（金屬性）逐漸增強(qiáng)。會(huì)反應(yīng)，比Na緩慢

遇水燃燒，甚至爆炸

對(duì)應(yīng)的堿和氫氣劇烈反應(yīng)，有“浮、熔、游、紅、鳴”現(xiàn)象更劇烈，氣體會(huì)燃燒，輕微爆炸與水的反應(yīng)電子層數(shù)逐漸增多原子失電子的能力逐漸增強(qiáng)

原子半徑逐漸增大②遞變性:從Li→Cs核電荷數(shù)增加元素的金屬性逐漸增強(qiáng)單質(zhì)的還原性逐漸增強(qiáng)

與O2、水等反應(yīng)更快更劇烈核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱堿金屬單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度g·㎝-3熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃Li銀白色，柔軟0.534180.51347Na銀白色，柔軟0.9797.81882.9K銀白色，柔軟0.8663.65774Rb銀白色，柔軟1.53238.89688Cs略帶金屬光澤，柔軟1.87928.40678.4堿金屬的物理性質(zhì)堿金屬的物理性質(zhì)的比較相似點(diǎn)遞變性顏色硬度密度熔沸點(diǎn)導(dǎo)電導(dǎo)熱性密度變化熔沸點(diǎn)變化LiNaKRbCs柔軟較小較低強(qiáng)逐漸增大（K特殊）單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸降低均為銀白色（Cs略帶金色）（1）鋰電池是一種高能電池；鋰是優(yōu)質(zhì)的高能燃料（已經(jīng)用于宇宙飛船、人造衛(wèi)星和超聲速飛機(jī)）；有機(jī)化學(xué)中重要的催化劑。（4）銣銫主要用于制備光電管、真空管。銫原子鐘是目前最準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)儀器。（3）鉀的化合物最大用途是做鉀肥。硝酸鉀還用于做火藥。堿金屬元素的用途：（2）液態(tài)鈉可作為核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。鹵族元素(簡(jiǎn)稱鹵素F、Cl、Br、I)是典型的非金屬元素，它們?cè)谧匀唤缰卸家曰蠎B(tài)存在。

Br2I2Cl2F2二、鹵族元素鹵素單質(zhì)顏色（常態(tài)）密度熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F2

（易液化）淡黃綠色氣體1.69g·L-1（15℃）－219.6－188.1Cl2黃綠色氣體3.214g·L-1（0℃）－101－34.6Br2深紅棕色液體3.119g·cm-3（20℃）－7.258.78I2（易升化）紫黑色固體4.93g·cm-3113.5184.41.鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)顏色狀態(tài)密度熔沸點(diǎn)

F2Cl2Br2I2由淺到深氣液固

由小到大由低到高均有顏色，密度小，熔沸點(diǎn)低。相似性：遞變性：2.鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)

思考與討論：根據(jù)鹵素的原子結(jié)構(gòu)，請(qǐng)你試著推測(cè)氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出的相似性和遞變性。原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：(1)相似性：最外層電子數(shù)都是___。容易得到1個(gè)電子，具有氧化性(2)遞變性：F→I，核電荷數(shù)依次_____，電子層數(shù)依次_____，原子半徑逐漸_____。FBrClI7增大增多增大(1)與H2反應(yīng)3.鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)H2+F2=2HF暗處劇烈反應(yīng)并爆炸；HF很穩(wěn)定H2+Cl2=2HCl光照或點(diǎn)燃反應(yīng)；HCl較穩(wěn)定H2+Br2=2HBr加熱500℃，HBr不穩(wěn)定

H2+I22HI需不斷加熱，HI同時(shí)分解閱讀教材P97，歸納鹵素與氫氣反應(yīng)的相似性及反應(yīng)條件、產(chǎn)物穩(wěn)定性等的遞變規(guī)律根據(jù)鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng)事實(shí)，討論隨著原子核電荷數(shù)的增多，鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)的規(guī)律變化F2Cl2Br2I2【結(jié)論】1、與氫氣反應(yīng)的難易程度：

2、生成氫化物的穩(wěn)定性：

3、鹵素的非金屬性強(qiáng)弱：由易到難由強(qiáng)到弱由強(qiáng)到弱(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)。類似于金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)，鹵素單質(zhì)間也可發(fā)生置換反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)4-1】

分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與氯水的顏色進(jìn)行比較。靜置一段時(shí)間后，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與溴水的顏色進(jìn)行比較。靜置一段時(shí)間后，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式結(jié)論

氧化性：________

2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－2I－＋Cl2=I2＋2Cl－2I－＋Br2=I2＋2Br－Cl2>Br2>I2溶液由無(wú)色變?yōu)槌壬芤河蔁o(wú)色變?yōu)楹稚芤河蔁o(wú)色變?yōu)楹稚?KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2將F2通入飽和的NaCl溶液中能否置換出Cl2?為什么？因?yàn)榉鷼饩哂袕?qiáng)氧化性，會(huì)先與水反2F2+2H2O=4HF+O2所以氟氣不能從其他鹵化物的鹽溶液中置換出鹵素單質(zhì)F2Br2I2Cl2氧化性逐漸減弱3.鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)元素的非金屬性逐漸減弱

在元素周