【高中化學(xué)】原子結(jié)構(gòu)與元素周期表4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

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)與元素周期表四．原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)（一）堿金屬元素元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)堿金屬鋰鈉鉀銣銫21Li313Na1114K1915Rb3716Cs55堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)思考與討論1、在周期表中的位置：2、原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

相同點(diǎn)：

不同點(diǎn)：

核電荷數(shù)依次增多原子半徑依次增大電子層數(shù)依次增多最外層１個(gè)電子第IA族3、堿金屬化學(xué)性質(zhì)的比較（1）與O2等非金屬反應(yīng)（2）與水反應(yīng)2K+2H2O==2KOH+H2↑2R+2H2O==2ROH+H2↑

只有一種產(chǎn)物氧化鋰：4Li+O2====2Li2O點(diǎn)燃4Na+O2==2Na2O2Na+O2====Na2O2

點(diǎn)燃4K+O2==2K2O2K+O2==K2O2

K+O2====KO2（超氧化鉀）

點(diǎn)燃遇空氣立即著火燃燒，生成比過氧化物更復(fù)雜的氧化物銣、銫鉀鈉鋰室溫點(diǎn)燃（現(xiàn)象：浮、熔、游、燃、紅）注意：均為可溶于水的強(qiáng)堿；且對應(yīng)堿的堿性逐漸增強(qiáng)。

思考與交流通過以上比較，思考鈉和鉀的性質(zhì)有什么相似性和不同。這與它們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)系嗎？相似性：LiNaKRbCs核電荷數(shù)增多電子層數(shù)增多原子半徑增大隨核電荷數(shù)的增加，失電子能力逐漸增強(qiáng)，單質(zhì)還原性逐漸增強(qiáng)。（元素的金屬性增強(qiáng)）它們具有相似的化學(xué)性質(zhì)——強(qiáng)還原性原子的最外層均只有一個(gè)電子遞變性：結(jié)論：堿金屬都具有強(qiáng)還原性，且隨核電荷數(shù)的增加，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)。鋰(Li)鈉(Na)鉀(K)銣(Rb)銫(Cs)隨著核電荷數(shù)增加，堿金屬的性質(zhì)逐漸增強(qiáng)與水反應(yīng)越來越劇烈，生成氫氣速率越來越快；通式：2M+2H2O=2MOH+H2↑堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH元素金屬性逐漸增強(qiáng)，單質(zhì)還原性逐漸增強(qiáng)請預(yù)測堿金屬元素的性質(zhì)（3）堿金屬的主要物理性質(zhì)及遞變規(guī)律相似性單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低ρ（Li、Na、K）<ρ（水）ρ（Rb、Cs）>ρ（水）ρ（Li）<ρ（煤油）

密度逐漸增大遞變性注意：（ρ（Na）>ρ（K））大多為銀白色（銫略帶金色），質(zhì)軟，密度較小，熔點(diǎn)較低，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性強(qiáng)。LiNaKRbCsP101表4-2

思考與交流討論2：堿金屬與鹽酸：2R+2H+=2R++H2

討論3：堿金屬與鹽溶液：先與水反應(yīng)討論4：Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+也具有強(qiáng)還原性嗎？沒有，有較弱的氧化性。氧化性：Li+>Na+>

K+>

Rb+

>Cs+討論1：Li與K應(yīng)如何保存？Li封存于固體石蠟中，少量K保存于煤油中?！緣A金屬元素的用途】

鋰電池是一種高能電池。鋰有機(jī)化學(xué)中重要的催化劑鋰制造氫彈不可缺少的材料鋰是優(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)）。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。鉀的化合物最大用途是做鉀肥、硝酸鉀還用于做火藥液態(tài)鈉可作為核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。Br2I2（二）鹵族元素遞變性相似性顏色狀態(tài)熔沸點(diǎn)密度F2Cl2Br2I2淺→深氣→液→固低→高小→大不易溶于水(除F2)熔沸點(diǎn)較低都有顏色1、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)易溶于有機(jī)溶劑

水溶液

油（CCl4、苯等）溶液Br2

黃（?。壬猓?/p>

橙紅色

I2深黃（稀）→褐色（濃）

紫紅色

注意：溴、碘單質(zhì)在不同溶劑中的顏色P102表4-3碘的特性易升華——分離提純碘溴的特性易揮發(fā)保存：用水封I2和河沙溴蒸氣→溴水→液溴→

（1）在周期表中的位置相同點(diǎn):

不同點(diǎn):

核電荷數(shù)依次增多原子半徑依次增大

電子層數(shù)依次增多最外層７個(gè)電子第ⅦA

族（2）原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)鹵素的原子結(jié)構(gòu)，試著推測一下氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上的相似性和遞變性。

思考與交流2、鹵素的原子結(jié)構(gòu)

反應(yīng)條件和方程式生成氫化物穩(wěn)定性F2

Cl2

Br2

I2

冷、暗處劇烈爆炸

H2+F2＝2HF反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。均可生成氣態(tài)氫化物(HX)。相似性：遞變性：很穩(wěn)定穩(wěn)定較不穩(wěn)定很不穩(wěn)定（1）鹵素與氫氣反應(yīng)3、鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

與水反應(yīng)

F2

Cl2

Br2

I2

劇烈反應(yīng)，生成氟化氫和氧氣

2F2+2H2O＝4HF+O2

與水緩慢反應(yīng)

Cl2+H2O＝HCl+HClO

與水反應(yīng)更弱Br2+H2O＝HBr+HBrO與水只微弱反應(yīng)

I2+H2O＝HI+HIO都能與水反應(yīng)相似性：與水反應(yīng)的劇烈程度遞減。遞變性：X2+H2O＝HX+HXO(除F2外)

（2）鹵素與水反應(yīng)思考：鹵素單質(zhì)與堿溶液反應(yīng)的情況？實(shí)驗(yàn)4-1現(xiàn)象方程式結(jié)論KBr+氯水振蕩KI+氯水振蕩KI+溴水振蕩溶液變?yōu)槌赛S色溶液變?yōu)樽攸S色溶液變?yōu)樽攸S色2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I22Br－＋Cl2=2Cl－＋Br22I－＋Cl2=2Cl－＋I(xiàn)2

2I－＋Br2=2Br－＋I(xiàn)2

（3）鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)Cl2>Br2Cl-<Br-氧化性：氧化性：氧化性：還原性：還原性：還原性：Cl2>I2Cl-<I-Br2>I2Br-<I-實(shí)驗(yàn)探究：根據(jù)氧化還原反應(yīng)的知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

氧化性Cl2＞Br2＞I2可供選擇實(shí)驗(yàn)藥品：

KBr溶液、KI溶液、新制氯水、溴水、四氯化碳、淀粉溶液現(xiàn)象化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論步驟1步驟2靜置后，液體分為兩層。上層無色，下層分別呈橙紅色、紫紅色靜置后，液體分為兩層。上層無色，下層紫紅色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）氧化性逐漸減弱F2Cl2Br2I2還原性逐漸增強(qiáng)F-Cl-Br-

I-

結(jié)論注意：在無水情況下，F(xiàn)2能把氯、溴、碘從它們的鹵化物中置換出來。

與金屬反應(yīng)2Fe+3Cl2==2FeCl3△

2Fe+3Br2==2FeBr3△

Fe+I2==FeI2△

注意：I2與變價(jià)金屬反應(yīng)多生成低價(jià)金屬碘化物。補(bǔ)充了解：單質(zhì)氧化性逐漸減弱相似性最外層7個(gè)電子

易得電子單質(zhì)有氧化性遞變性核電荷數(shù)依次增大電子層數(shù)依次增多原子半徑依次增大得電子能力逐漸減弱FClBrI結(jié)構(gòu)決定反映性質(zhì)小結(jié)1、砹（At）原子序數(shù)85，與F、Cl、Br、I同族，推測砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是（）A、砹易溶于某些有機(jī)溶劑B、砹能與水劇烈反應(yīng)C、HAt非常不穩(wěn)定D、砹氧化性弱于碘B2、B3、已知：2Fe2++Br2＝2Fe3++2Br-，現(xiàn)向離子濃度均為0.1mol·L-1的K+、Fe2+、Cl-、Br-、I-組成的混合溶液50mL中，加入0.025mol·L-1的溴水200mL，充分反應(yīng)后溶液中離子數(shù)目明顯減少的是

；離子濃度減小而離子數(shù)目不變的是

；離子數(shù)目增多而離子濃度減小的是

。I-、Fe2+

K+、Cl-

Br-

同主族元素性質(zhì)上表現(xiàn)相似性和遞變性電子層數(shù)增多原子半徑增大失電子能力逐漸增強(qiáng)得電子能力逐漸減弱

同主族