元素的性質與原子結構

第2課時元素的性質與原子結構梯度目標趣味導學1.了解堿金屬元素、鹵族元素在周期表中的位置及原子結構特征。在元素周期表這個“大家庭”里，同一縱行在原子結構上元素有何相同點？有何不同點？在性質上又有什么相似性和遞變性呢？2.了解堿金屬元素、鹵族元素單質性質的相似性和遞變性。3.認識結構決定性質的因果關系。預習2.堿金屬元素的性質(1)物理性質除銫外,其余的都呈______色,比較柔軟,有延展性,

密度比較小,熔點比較低,導熱性和導電性好。從

Li到Cs,單質的熔沸點逐漸_____,密度呈現(xiàn)逐漸增

大的趨勢。銀白降低Na2O2實驗操作實驗現(xiàn)象鉀迅速燃燒,且比鈉的

燃燒更_____鉀與水劇烈反應,并有輕

微的爆鳴聲,滴加酚酞試

液后,溶液變?yōu)開__色。比

鈉與水的反應更_____劇烈紅劇烈結論:Na和K的活潑性:_______。K>Na1.(1)堿金屬元素與第ⅠA族元素等同嗎？(2)堿金屬元素的化學性質相似,試從原子結構的角度解釋其原因。[提示]

(1)不完全等同；H屬于第ⅠA族元素,但不是堿金屬元素。(2)元素的性質與元素原子的結構有關,特別是與原子的最外層電子數(shù)有關。堿金屬元素原子的最外層都是有一個電子,在化學反應中都易失去電子,表現(xiàn)出很強的還原性。思考：2.鹵族元素單質的物理性質與H2反應劇烈程度:_________生成氫化物的穩(wěn)定性:__________依次減弱依次減弱(2)單質之間的置換反應實驗操作實驗現(xiàn)象化學方程式靜置后,液體分層,上層接近___色,下層呈_____色2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2無棕紅無紫無紫逐漸減弱[提示]同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次逐漸增多,原子半徑逐漸增大,失去電子能力逐漸增強,得電子能力逐漸減弱,金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱。1．堿金屬是典型的活潑金屬,其根本原因是(

)A．堿金屬單質的密度小,熔點和沸點低B．堿金屬在常溫下易被氧化C．堿金屬原子最外電子層上都只有1個電子,容易失去D．堿金屬原子的核電荷數(shù)比較小解析：物質的結構決定其化學性質,特別是與原子的最外層電子數(shù)有關。答案：

C測試2．氟、氯、溴、碘四種元素,下列有關它們的性質遞變規(guī)律的說法不正確的是(

)A．單質的密度依次增大B．單質的熔點和沸點依次升高C．Cl2可以從KI溶液中置換出I2D．Br2可以從NaCl溶液中置換出Cl2解析：

Cl的非金屬性強于Br,故Br2不能從NaCl溶液中置換出Cl2。答案：

D3．甲元素的原子序數(shù)是19,乙元素是元素周期表第ⅠA族中金屬性最弱的堿金屬元素。由此推斷：(1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素名稱為________。(2)甲的單質與水反應的離子方程式為_______________________________。答案：

(1)四鋰(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑堿金屬單質化學性質的相似性和遞變性1．相似性(用R表示堿金屬元素)2．遞變性(1)與O2反應從Li→Cs,與O2反應越來越劇烈,產生越來越復雜如Li與O2反應只能生成Li2O,Na與O2反應還可以生成Na2O2,而K與O2反應能夠生成KO2等。(2)與H2O(或酸)的反應從Li→Cs,與H2O(或酸)反應越來越劇烈,如K與H2O反應可能會發(fā)生輕微爆炸,Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(3)最高價氧化物對應水化物的堿性堿性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。Na、K與鹽溶液的反應：因Na、K等很活潑的金屬易與H2O反應,故當Na、K投入到鹽溶液中時,不是從溶液中置換出相對不活潑的金屬,而是先與水發(fā)生反應生成堿與氫氣,然后生成的堿再與鹽發(fā)生復分解反應(若不符合復分解反應的條件,則只發(fā)生金屬與水的反應)。考向提醒下列各組比較不正確的是(

)A．鋰與水反應不如鈉與水反應劇烈B．還原性：K>Na>Li,但K不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉C．熔、沸點：Li>Na>KD．堿性：LiOH>NaOH>KOH名師解析：

A中鋰的活潑性比鈉弱,與水反應不如鈉劇烈,故A正確；B中還原性：K>Na>Li,但K不能置換出NaCl溶液中的Na,而是先與H2O反應,故B正確；C中堿金屬元素從Li到Cs,熔、沸點逐漸降低,即Li>Na>K>Rb>Cs,所以C正確；D中從Li到Cs,堿金屬元素的金屬性逐漸增強,最高價氧化物對應的水化物的堿性依次增強,即堿性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,故D錯誤。答案：

D堿金屬元素性質的差異性(1)堿金屬單質還原性最強的是Cs,最弱的是Li。(2)堿金屬元素只有Li與O2反應的產物為Li2O一種,其他元素與O2反應的產物至少有兩種。(3)堿金屬元素的最高價氧化物對應水化物中只有LiOH微溶,其他均為易溶于水的強堿。1．關于銫及其化合物的以下各說法中不正確的是(

)A．氫氧化銫是一種強堿,比KOH的堿性強B．銫與水或酸溶液反應劇烈,都生成氫氣C．Cs的還原性比Na強,故Na＋的氧化性大于Cs＋D．Al的金屬性大于Cs的金屬性解析：

A項,Cs的最外層電子數(shù)也是1,電子層數(shù)比K的多,故Cs的金屬性比K強,CsOH的堿性比KOH強。B項,銫與Na性質相似與水或酸反應更劇烈,都生成H2。C項,Cs的還原性比Na強,所以Na＋的得電子能力比Cs＋強。D項,因為Cs的金屬性強于Na,Na的金屬性強于Al,所以Al的金屬性小于Cs。答案：

D2．遞變性(1)氧化性與還原性(2)與H2反應的難易及氫化物穩(wěn)定性(由F2→I2)①與H2反應越來越難,生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,還原性逐漸增強。②氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點依次升高。答案：

C鹵族元素性質的差異性(1)物理特性：氯易液化,溴易揮發(fā),碘易升華。(2)F2與水反應放出O2,而與其他鹵素單質與水的反應不同,化學方程式為:2F2＋2H2O===4HF＋O2。(3)最高價含氧酸酸性：HClO4>HBrO4>HIO4。2．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素,推測砹和砹的化合物不可能具有的性質是(

)A．砹化氫(HAt)很穩(wěn)定B．單質砹易溶于某些有機溶劑C．砹的原子半徑比碘的原子半徑大D．單質砹是有色固體選項內容指向·聯(lián)系分析結論A鹵化氫的穩(wěn)定性是隨著元素非金屬性的減弱而減弱的,HAt很不穩(wěn)定錯誤BCl2、Br2、I2易溶于有機溶劑,故At2也易溶于有機溶劑正確C砹的原子序數(shù)比碘大,故原子半徑比碘的大正確D從F2→I2顏色越來越深,熔、沸點逐漸升高,故單質砹為有色固體正確解析：答案：

A元素的金屬性與非金屬性強弱的判斷1．金屬性強弱的比較比較金屬性的強弱,其實質是看元素原子失去電子的難易程度,越易失電子,金屬性越強。(1)從元素原子結構判斷當最外層電子數(shù)相同時,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,越易失電子,金屬性越強。即：同一主族,從上到下,元素金屬性依次增強。2．元素非金屬性強弱的比較比較元素非金屬性的強弱,其實質是看元素原子得到電子的難易程度,越易得電子,非金屬性越強。(1)從元素原子結構判斷當最外層電子數(shù)相同時,核電荷數(shù)越多,非金屬性越弱。即：同一主族,從上到下,元素的非金屬性依次減弱。(2)從元素單質及其化合物的相關性質判斷①單質越易跟H2化合,生成的氫化物也就越穩(wěn)定,氫化物的還原性也就越弱,其非金屬性也就越強。②最高價氧化物對應水化物的酸性越強,其非金屬性就越強。如H2SO4的酸性強于H3PO4,說明S的非金屬性比P強。③非金屬單質間的置換反應,例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2,說明非金屬性氯比碘強。④元素的原子對應陰離子的還原性越強,元素的非金屬性就越弱。如還原性S2－>Cl－,非金屬性Cl>S。(1)比較元素金屬性強弱的關鍵是比較原子失去電子的難易程度,而不是失去電子的多少。如Na失去一個電子,而Mg失去兩個電子,但金屬性Na比Mg強。(2)氧化性和還原性討論的對象是具體物質或某物質中的特定粒子,具體表現(xiàn)在該物質中某元素的原子得失電子的能力。下列事實不能用于判斷金屬性強弱的是(

)A．金屬間發(fā)生的置換反應B．1mol金屬單質在反應中失去電子的多少C．金屬元素的最高價氧化物對應水化物的堿性強弱D．金屬元素的單質與水(或酸)反應置換出氫氣的難易程度思路點撥：解答本題應注意以下兩點：(1)金屬的活潑性與失電子能力有關,與失去電子的多少無關；(2)全面了解比較金屬活潑性的方法和事實依據(jù)。自主解答：金屬單質在反應中失去電子的多少,不能作為判斷金屬性強弱的依據(jù),如1molAl反應失去的電子比1molMg多,但Al的金屬性比Mg弱,1molNa反應失去的電子比1molCa少,但Ca的金屬性比Na弱。答案：

B(1)誤認為金屬原子的最外層電子數(shù)越多,金屬性越強。(2)誤認為等量的金屬與酸反應時產生的H2越多,金屬性越強。正解：Na、Al最外層電子數(shù)分別為1、3,1molNa與1molAl與酸(足量)反應產生H2的量分別為0.5mol,1.5mol,但金屬性：Na>Al,因此要牢記應根據(jù)金屬失去電子的難易程度比較其金屬性強弱。誤區(qū)警告3．甲、乙兩種非金屬：①甲比乙容易與氫氣化合；②甲原子能與乙的陰離子發(fā)生置換反應；③甲的最高價氧化物對應的水化物酸性比乙的最高價氧化物對應的水化物酸性強；④與某金屬反應時,甲原子得電子數(shù)目比乙的多；⑤甲的單質熔、沸點比乙的低。能說明甲比乙的非金屬性強的是(

)A．④

B．⑤C．①②③④⑤

D．①②③解析：與氫氣化合越容易,非金屬性越強；甲能置換乙,說明甲比乙的非金屬性強；甲的最高價氧化物的水化合物酸性比乙強,說明甲比乙的非金屬性強。答案：

D探究同主族元素性質遞變規(guī)律某同學做同主族元素性質遞變規(guī)律實驗時,自己設計了一套實驗方案,并記錄了有關實驗現(xiàn)象(見下表,表中的“實驗方案”與“實驗現(xiàn)象”前后不一定是對應關系)。實驗方案實驗現(xiàn)象①將氯水滴加到溴化鈉溶液中,振蕩后加入適量CCl4溶液,振蕩,靜置A.浮在水面上,熔成小球,不定向移動,隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B.分層,上層無色,下層紫紅色③將溴水滴加到NaI溶液中,振蕩后加入適量CCl4溶液,振蕩,靜置C.浮在水面上,熔成小球,不定向移動,并伴有輕微的爆炸聲,很快消失④將一小塊金屬鉀放入冷水中D.分層,上層無色,下層橙紅色請你幫助該同學整理并完成實驗報告。(1)實驗目的：____________________________。(2)實驗用品：①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液、CCl4等。②儀器：________、________、鑷子、小刀、玻璃片等。實驗方案實驗現(xiàn)象化學方程式①②③④(3)實驗內容(填寫與實驗方案對應的實驗現(xiàn)象的標號和化學方程式)：(4)實驗結論：_____________________________。(5)請用原子結構的知識簡單解釋上述實驗結論_____________________________。解析：本題是一個設計實驗題,題目較靈活,考查基礎知識和運用知識能力；另外,今后在實驗現(xiàn)象中應加強語言描述和記憶的訓練,這是許多學生的弱項。答案：

(1)探究同主族元素性質的相似性和遞變性(2)試管膠頭滴管實驗方案實驗現(xiàn)象化學方程式①DCl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2②A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑③BBr2＋2NaI===2NaBr＋I2④C2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(3)(4)同主族元素性質相似；自上而下元素原子失電子能力增強,得電子能力減弱(5)由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同,所以同主族元素性質都相似。又由于隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的吸引力變小,所以元素原子得電子能力減弱,失電子能力增強1．按Li、Na、K、Rb、Cs的順序依次遞減的性質是(

)A．元素的金屬性 B．單質的熔點C．單質的還原性 D．單質的密度解析：從Li→Cs,元素的金屬性和單質的還原性都是逐漸增強的；單質的熔點依次降低；單質的密度總體呈增大趨勢,但ρ(K)<ρ(Na)。答案：

B隨堂練習2．下列四種演示金屬鉀與水反應的實驗裝置,正確的是(

)解析：鉀與水反應劇烈,從安全角度來看,用B裝置反應空間大且加有玻璃片,能防止液體濺出來,C空間太小可能會爆炸,D鉀與水反應太劇烈不易操作。答案：

B3．(2012·湛江高一檢測)將少量氯水加入KI溶液中振蕩,再加入CCl4振蕩,靜置觀察到的現(xiàn)象是(

)A．形成均勻的紫紅色溶液B．有紫色沉淀析出C．液體分層,上層呈紫紅色D．液體分層,下層呈紫紅色解析：由于Cl2的氧化性強于I2,所以將氯水加入KI溶液中時,發(fā)生反應：Cl2＋2KI===2KCl＋I2,I2易溶于CCl4,而在水中的溶解度較小,又因CCl4的密度大于水的密度且不溶于水,故液