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1、第3课时 原子结构与元素的性质,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.碱金属元素包括Li、Na、K、Rb、Cs(填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第A族;卤族元素包括F、Cl、Br、I(填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第A族。 2.钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2。钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为Na2O、Na2O2。 3.氯气与氢气反应的条件是点燃或光照。,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、碱金属元素 1.原子结构特点,2.单质的物理性质(从锂铯),知识铺垫,新知预习,自主测试,【微思考1】对碱金属的单质来说,若对应元素的原子序
2、数越大,其单质的密度是否一定越大? 提示不一定,原子序数:KNa,但密度:KNa。,知识铺垫,新知预习,自主测试,3.化学性质 (1)钾、钠与氧气和水的反应,知识铺垫,新知预习,自主测试,(2)化学性质特点,(3)写出下列反应的化学方程式。,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、卤族元素 1.原子结构特点,2.单质的物理性质,知识铺垫,新知预习,自主测试,3.单质的化学性质 (1)与H2的反应,(2)单质间的置换反应 写出下列反应的化学方程式:,知识铺垫,新知预习,自主测试,三、同主族元素性质的递变规律(从上到下),【微思考2】F2能否与NaCl溶液中的NaCl发生置换反应,生成NaF和Cl2?
3、提示F2具有亲水性(2F2+2H2O=4HF+O2),F2通入NaCl溶液中时,直接与水反应,所以不能与NaCl发生置换反应,无法生成NaF和Cl2。,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.锂(Li)是密度最小的金属,它属于碱金属的一种。下列关于碱金属的说法正确的是( ) A.与锂在同一主族的元素都是金属元素 B.Na+比Li多一个电子层 C.Li+、Na+、K+、Rb+的最外层都有8个电子 D.Li是碱金属元素中原子半径最小的原子 答案D 解析Li属于第A族元素,该族元素除碱金属元素外,还有H,H为非金属元素,A项错误;Na+与Li都有两个电子层,B项错误;Li+最外层有2个电子,C项错误;碱金
4、属元素从上到下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,Li是碱金属元素中原子半径最小的原子,D项正确。,知识铺垫,新知预习,自主测试,2.卤素按F、Cl、Br、I的顺序,非金属性逐渐减弱的原因是( ) A.原子核内质子数增多起主要作用 B.相对原子质量逐渐增大起主要作用 C.其单质的密度逐渐增大起主要作用 D.随着核电荷数增加,电子层数逐渐增多起主要作用 答案D 解析F、Cl、Br、I元素的非金属性逐渐减弱主要是因为随着核外电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,故D项正确。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,碱金属元素的性质递变规律 问题探究 【实验探究1】碱金属与氧气的
5、反应,Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾),这说明什么问题?如何保存单质钾? 提示说明Li、Na、K的金属活动性依次增强;钾应保存在煤油中,避免与空气中的O2、H2O反应。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,【实验探究2】钠、钾与水的反应,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,深化拓展 1.碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素),2.碱金属元素性质的递变性,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,(1)与O2反应 从LiCs,与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2
6、,而K与O2反应能够生成KO2等。 (2)与H2O(或酸)的反应 从LiCs,与H2O(或酸)反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 (3)最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,3.碱金属元素性质的特殊性 (1)碱金属单质还原性最强的是Cs(放射性元素除外),最弱的是Li。 (2)碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种,其他与O2反应的产物至少有两种。 (3)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的强碱。 (4)碱金属从LiCs
7、,密度逐渐增大,但K的密度小于Na的。 (5)Na、K通常保存在煤油或石蜡油中,但Li通常用石蜡密封。 (6)Cs为略带金色光泽的固体,其余碱金属都呈银白色。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,素能应用 典例1下列对碱金属性质的叙述中,正确的是( ) A.碱金属元素的单质具有强还原性,可置换出硫酸铜溶液中的铜单质 B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C.碱金属单质与水反应生成碱和氢气 D.单质熔、沸点随着原子序数递增而升高 答案C 解析A项中碱金属元素的单质具有强还原性,但活泼的金属易与H2O反应,故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属,A项错误;锂在空气中燃烧生成的是氧化锂,而不是
8、过氧化锂,钾在空气中燃烧生成KO2,而不是过氧化钾,B项错误;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低,D项错误;碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气,只是反应越来越剧烈,C项正确。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,变式训练1下列有关碱金属单质的化学性质的说法正确的是( ) A.K与H2O反应最剧烈 B.Rb比Na活泼,故Rb可以从溶液中置换出Na C.碱金属的阳离子没有还原性,所以有强氧化性 D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子,且失电子能力逐渐增强 答案D 解析,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,卤族元素的性质递变规律 问题探究 卤素单质间的置换反应的实验分析,
9、探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,深化拓展 1.卤素性质的相似性,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,2.卤素性质的递变性 (1)氧化性与还原性,(2)与H2反应的难易程度及氢化物的稳定性(由F2I2) 与H2反应越来越难,生成氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。 氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。 (3)卤素单质与变价金属(如Fe)反应,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,3.卤素单质的特殊性 (1)氟无正价,无含氧酸。而Cl、Br、I都有正化合价和含氧酸。 (2)Cl2易液化,Br2易挥发,I2易升华。
10、 (3)常温下呈液态的非金属单质是Br2,I2使淀粉溶液变蓝色。 (4)活泼的卤素单质能置换较不活泼的卤素单质,但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2,原因是2F2+2H2O=4HF+O2。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,素能应用 典例2卤族元素是最活泼的一族非金属元素,下列关于卤族元素的说法正确的是( ) A.卤素单质的最外层电子数都是7 B.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,半径依次减小 C.从F到I,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子的得电子能力依次减弱 D.F2、Cl2、Br2、I2与H2化合的难易程度为难度逐渐减小 答案C 解析卤素原子最外层有7个电子,而不
11、是单质最外层有7个电子,A项错误;卤素原子从F到I,电子层数依次增多,原子半径依次增大,原子核对最外层电子吸引能力依次减弱,原子得电子能力依次减弱,故B项错误,C项正确;F2、Cl2、Br2、I2与H2化合的难易程度为难度逐渐增大,D项错误。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,变式训练2下列对卤素的说法不符合递变规律的是( ) A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱 C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强 D.卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅,密度增大 答案D 解析从FI原子半径依次增大,单质氧化性逐
12、渐减弱,则阴离子的还原性逐渐增强,氢化物的稳定性逐渐减弱,卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变深,密度也逐渐增大。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,元素金属性或非金属性强弱的判断方法 问题探究 (1)可通过哪些事实说明Cl比Br的非金属性强?举例说明。 提示Cl2的氧化性比Br2强;与氢气化合时Cl2比Br2容易且反应更剧烈;热稳定性:HClHBr;还原性:HClHBrO4;Cl2与NaBr溶液反应可生成Br2。 (2)可通过哪些事实说明K的金属性比Na的强?举例说明。 提示K的还原性比Na的强;与水反应,K比Na剧烈;碱性:KOHNaOH。,探究一,探究二,探究三
13、,素养脉络,随堂检测,深化拓展 1.金属性强弱的判断 (1)根据元素周期表判断 同一主族,从上到下:元素的金属性逐渐增强。 (2)根据金属活动性顺序判断,金属单质的活动性减弱,元素的金属性也减弱。 (3)根据单质及其化合物的性质判断 金属单质与水或酸反应置换出氢越容易,元素的金属性越强。 最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性越强,元素的金属性越强。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,(4)根据金属单质间的置换反应判断 较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,如Zn+Cu2+=Zn2+Cu,则金属性:ZnCu。 (5)根据离子的氧化性强弱判断 金属阳离子的氧化性越强,元素的金属
14、性越弱,如氧化性:Cu2+Fe2+,则金属性:CuFe。 2.非金属性强弱的判断 (1)根据元素周期表判断。同一主族,从上到下:元素的非金属性逐渐减弱。 (2)根据非金属元素单质与H2化合的难易程度判断。若单质与H2越容易化合,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,(3)根据非金属元素单质与H2化合形成气态氢化物的稳定性判断。若生成的气态氢化物越稳定,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。 (4)根据非金属元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱判断。若最高价氧化物的水化物的酸性越强,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。 (5)
15、根据气态氢化物(或阴离子)的还原性判断。气态氢化物(或阴离子)的还原性越强,非金属性越弱。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,素能应用 典例3X、Y是元素周期表第A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是( ) A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来 C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应 D.同浓度X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强 答案C 解析因X、Y是元素周期表中第A族的元素,若X的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,A项错误;B项事实说明Y比X更活泼,错误;C项根据单质与H2化合的难易程度判断,X2与H2化合
16、更容易,说明氧化性:X2Y2,则非金属性:XY,C项正确;氢氟酸是弱酸,盐酸是强酸,但非金属性:FCl,D项错误。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,变式训练3下列事实正确,且能说明氟元素的非金属性比氯元素强的是( ) HF比HCl稳定 F2能与NaCl溶液反应生成Cl2 HF的酸性比HCl的强 F2的氧化性比Cl2的强 F2与氢气化合比Cl2与氢气化合容易 HF的还原性比HCl的弱 A. B. C. D.,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,答案D 解析元素对应的单质与氢气越容易化合,元素对应的氢化物越稳定,则元素的非金属性越强,符合题意;氢化物的酸性强弱不能作为判断元素非
17、金属性强弱的依据,且氢氟酸为弱酸,盐酸为强酸,不符合题意;非金属单质间的置换反应可以说明非金属性的强弱,但F2通入NaCl溶液中与水反应生成氧气,不能生成氯气,不符合题意;元素对应阴离子或氢化物的还原性越弱,其非金属单质的氧化性越强,则元素的非金属性越强,符合题意。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,1.钠和锂有相似的化学性质。下列说法中,能较好地解释这个事实的是( ) A.都是金属元素 B.原子半径相差不大 C.最外层电子数相同 D.化合价相同 答案C 解析元素原子的最外层电子数决定该元素的化学性质。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随
18、堂检测,2.下列事实不能用于判断金属性强弱的是( ) A.金属间发生的置换反应 B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少 C.金属元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱 D.金属元素的单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度 答案B 解析金属单质在反应中失去电子的多少,不能作为判断金属性强弱的依据,如1 mol Al反应失去的电子比1 mol Na多,但Al的金属性比Na弱。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,3.下列对碱金属的叙述,其中完全不正确的组合是( ) K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触 碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿 碱金属中还原性最强的是钾 碱金属阳离
19、子中氧化性最强的是Li+ 碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大 从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越高 A. B. C. D. 答案A 解析碱金属不可直接用手拿,否则会和手上的汗水反应生成强碱而腐蚀皮肤;碱金属中还原性最强的不是钾,而是铯;从Li到Cs,碱金属的密度呈增大趋势,但K的密度小于Na的,熔、沸点越来越低。所以错误。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,4.下列说法中不正确的是( ) A.HBr比HCl的还原性强 B.卤素是非金属性较强的元素,故其单质只有氧化性 C.碘难溶于水,易溶于有机溶剂 D.碘单质能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 答案B 解析同
20、主族自上而下元素非金属性减弱,氢化物的还原性增强,A项正确;根据卤素单质与水的反应可知,卤素单质除F2外,其他的既有氧化性,又有还原性,B项错误;碘难溶于水,易溶于有机溶剂,可使淀粉变蓝,C、D两项正确。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,5.据报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1 s提高到600万年不差1 s,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第A族,根据铯在元素周期表中的位置,推断下列内容: (1)铯的原子核外共有 个电子层,最外层电子数为 ,铯的原子序数为 。 (2)铯单质与水剧烈反应,放出 色气体,同时使紫色石蕊溶液显 色,因为 (写出化学方程式)。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。,探究一,探究二,探究三,素养脉络,随堂检测,答案(1)6 1 55 (2)无 蓝 2Cs+2H2O=2CsOH+H2 (3)强 解析根据原子核外电子排布规律,结合铯在元素周期表中的位置知,铯原子核外电子分6层排布,每层填充的电子数分别是2、8、18、18、8、1,原子序数是55,最外层只有1个电子。铯与钠同主族,具有极强的金属性,与水反应生成氢气和氢氧化铯:2Cs+2H2O=2CsOH+H2,氢氧化铯是强碱,使紫色石蕊溶液变蓝色。,