第4章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第1節(jié) 第3課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)-2024-2025高一化學(xué)必修第一冊（人教版）配套課件

第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)一、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系1.金屬元素:原子最外層電子一般少于

4

個(gè),在化學(xué)反應(yīng)中容易

失去電子

,具有

金屬性

。

2.非金屬元素:原子最外層電子一般多于

4

個(gè),在化學(xué)反應(yīng)中容易

得到電子

,具有

非金屬性

。

二、堿金屬元素1.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)。結(jié)論:堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是

最外層電子數(shù)均為1

,不同點(diǎn)是

電子層數(shù)和原子半徑不同

,其變化規(guī)律是隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)逐漸

增多

,原子半徑逐漸

增大

。微判斷1(1)堿金屬元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大。(

)(2)堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)都是1。(

)

√√2.堿金屬的化學(xué)性質(zhì)。(1)鈉、鉀與氧氣反應(yīng)的比較。①鈉與氧氣反應(yīng):常溫下鈉可被氧氣氧化生成

氧化鈉

;加熱時(shí)鈉可在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰,生成

淡黃

色粉末Na2O2。反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為

4Na+O2═2Na2O

,

2Na+O2Na2O2

。

②鉀與氧氣反應(yīng):鉀在空氣中燃燒比鈉更劇烈,產(chǎn)生紫色火焰,產(chǎn)物也比過氧化物復(fù)雜。(2)鈉、鉀與水反應(yīng)的比較。

(3)堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。①堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性。堿金屬元素最外層電子數(shù)

相同

,均為

1

個(gè)電子,因此它們的化學(xué)性質(zhì)

相似

,都能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)。

②堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的遞變性。隨著核電荷數(shù)的增加,堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸

增多

,原子半徑逐漸

增大

,原子核對最外層電子的引力逐漸

減弱

,原子失去最外層電子的能力逐漸

增強(qiáng)

。即從鋰到銫,金屬性逐漸

增強(qiáng)

。

微思考

K比Na活潑,K可以從鈉鹽溶液中置換出Na嗎?為什么?提示:不可以。鈉、鉀均與水反應(yīng),兩者不能在溶液中發(fā)生金屬間的置換反應(yīng)。3.堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)比較。(1)相似性:除銫略帶金色光澤外,其余都呈

銀白

色,它們都比較軟,有延展性,密度較

小

,熔點(diǎn)較

低

,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(qiáng)。

(2)遞變性:從鋰到銫,密度逐漸

增大

(K的密度反常),熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸

降低

。

三、鹵族元素鹵族元素(簡稱鹵素)是典型的

非金屬

元素,它們在自然界中都以

化合

態(tài)存在。

1.鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)。2.鹵素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(1)相同點(diǎn):最外層均有7個(gè)電子。(2)遞變性:從氟到碘核電荷數(shù)依次增大,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次

增大

。

3.鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。(1)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)。(2)鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)。

4.鹵族元素化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(1)相似性:最外層均為7個(gè)電子,易得電子。(2)遞變性:從F到I,隨著核電荷數(shù)的增加,鹵族元素原子的電子層數(shù)逐漸

增多

,原子半徑逐漸

增大

,原子核對最外層電子的引力逐漸

減弱

,原子得電子的能力逐漸減弱

。即從F到I,非金屬性逐漸

減弱

。

微判斷2(1)鹵素單質(zhì)的顏色從F2→I2按相對分子質(zhì)量增大而加深。(

)(2)隨核電荷數(shù)增加,鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸降低。(

)(3)隨核電荷數(shù)增加,鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng)。(

)(4)Cl2可以從KI溶液中置換出I2。(

)√××√一堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性問題探究堿金屬是鋰﹑鈉﹑鉀﹑銣﹑銫﹑鈁六種金屬元素的統(tǒng)稱。除了氫氧化鋰是中強(qiáng)堿之外,其余堿金屬的氫氧化物均是強(qiáng)堿。(1)堿金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為什么具有相似性?提示:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)相似,最外層均有一個(gè)電子,均易失電子,化學(xué)性質(zhì)活潑,故它們的單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性,能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應(yīng)。(2)如何從結(jié)構(gòu)上理解堿金屬元素從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)?提示:從上到下,堿金屬元素原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,原子失電子變得越來越容易,故從上到下,金屬性逐漸增強(qiáng)。(3)銫(Cs)位于元素周期表中第六周期第ⅠA族。銫投入CuCl2溶液中,能置換出Cu嗎?為什么?提示:不能,Cs在溶液中先與H2O反應(yīng)生成CsOH,2CsOH+CuCl2══2CsCl+Cu(OH)2↓。歸納總結(jié)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系1.相似性(用R表示堿金屬元素)。

2.遞變性。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引力逐漸減弱,堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)與O2的反應(yīng)越來越劇烈,產(chǎn)物更加復(fù)雜,如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O,Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2,而K與O2反應(yīng)能夠生成KO2等。(3)與H2O的反應(yīng)越來越劇烈,如K與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸,Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(4)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)。典例剖析【例1】

下列各組比較不正確的是(

)。A.鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈B.還原性:K>Na>Li,故K可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉C.熔點(diǎn):Li>Na>KD.堿性:LiOH<NaOH<KOH答案:B解析:A中鋰的金屬活動(dòng)性比鈉弱,與水反應(yīng)不如鈉劇烈;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(yīng);C中堿金屬元素從Li到Cs,單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低,即單質(zhì)的熔點(diǎn)順序?yàn)長i>Na>K>Rb>Cs;D中從Li到Cs,堿金屬元素的金屬性逐漸增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次增強(qiáng),即堿性LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。學(xué)以致用1.下列關(guān)于堿金屬元素按Li、Na、K、Rb、Cs的順序的敘述中不正確的是(

)。A.堿金屬元素原子最外層都只有一個(gè)電子,在化學(xué)反應(yīng)中容易失電子表現(xiàn)出強(qiáng)還原性B.單質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)依次遞減C.單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿,都能在空氣中燃燒生成過氧化物D.原子半徑逐漸增大,單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度逐漸增強(qiáng)C解析:金屬鋰在空氣中燃燒只生成氧化物。2.銫是堿金屬元素,下列關(guān)于銫及其化合物的敘述中,不正確的是(

)。A.Cs的密度比水的小B.Cs與水反應(yīng)十分劇烈,甚至?xí)l(fā)生爆炸C.Cs2CO3加熱時(shí)不易分解D.CsOH是強(qiáng)堿,其堿性比KOH的強(qiáng)答案:A解析:Cs的密度比水的大,A錯(cuò)誤。二鹵素的原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系問題探究已知常溫下KClO3與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣,現(xiàn)按如圖進(jìn)行鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴加過不同溶液的白色棉球,反應(yīng)一段時(shí)間后①②③④處的顏色分別為黃綠色、橙色、藍(lán)色、白色?；卮鹣铝袉栴}:(1)②處顏色變化的原因是什么?寫出離子方程式?？傻贸龅慕Y(jié)論是什么?提示:生成了Br2,Cl2+2Br-══Br2+2Cl-,Cl2的氧化性大于Br2的氧化性。(2)③處變藍(lán)的原因是什么?寫出可能的離子方程式。可得出的結(jié)論是什么?提示:生成了I2,I2遇淀粉變藍(lán)色。Cl2+2I-══I2+2Cl-或Br2+2I-══I2+2Br-。Cl2的氧化性比I2的強(qiáng)或Br2的氧化性比I2的強(qiáng)。歸納總結(jié)從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律1.相似性(X表示鹵素)。2.遞變性。(1)與H2反應(yīng)越來越難,對應(yīng)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,還原性逐漸增強(qiáng),即熱穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI;還原性:HF<HCl<HBr<HI。(2)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性逐漸減弱,即酸性:HClO4>HBrO4>HIO4。3.鹵素的特性。(1)氟元素?zé)o正價(jià),無含氧酸。F-的還原性極弱。(2)溴單質(zhì)在常溫下是唯一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。(3)碘為紫黑色固體,易升華,淀粉溶液遇I2變藍(lán)色。(4)氫氟酸為弱酸,而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強(qiáng)酸。典例剖析【例2】

下列關(guān)于鹵族元素的比較中,不正確的是(

)。A.鹵離子的還原性:F-<Cl-<Br-<I-B.從上到下,鹵素原子的電子層數(shù)依次增多C.從上到下,鹵素單質(zhì)與氫氣化合逐漸變難D.簡單氫化物的穩(wěn)定性:HF<HCl<HBr<HI答案:D解析:鹵族元素從上到下,隨著原子序數(shù)的增大,單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,其陰離子的還原性逐漸增強(qiáng),所以鹵離子的還原性:F-<Cl-<Br-<I-,A正確;鹵族元素從上到下,隨著原子序數(shù)的增大,鹵素原子的電子層數(shù)依次增多,B正確;鹵族元素從上到下,隨著原子序數(shù)的增大,非金屬性逐漸減弱,與氫氣化合越來越難,簡單氫化物越來越不穩(wěn)定,C正確,D錯(cuò)誤。學(xué)以致用3.下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述中正確的是(

)。A.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)的增加而增強(qiáng)C.鹵素單質(zhì)的顏色從F2到I2逐漸加深D.X-的還原性依次為F-<Cl-<Br-<I-,因此相對分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對分子質(zhì)量大的鹵素從其鹽溶液中置換出來答案:C解析:2F2+2H2O══O2+4HF,A錯(cuò)誤;HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)的增加而減弱,B錯(cuò)誤;F2優(yōu)先與水反應(yīng),故F2不能從其他鹵化物的溶液中置換出鹵素單質(zhì),D錯(cuò)誤。4.關(guān)于鹵素單質(zhì)(X2)的下列敘述中正確的是(

)。A.都能與氫氣因劇烈化合而爆炸B.都能與鐵反應(yīng)生成FeX3C.都能與鈉反應(yīng)生成NaXD.最高化合價(jià)都是+7價(jià)答案:C解析:碘單質(zhì)與氫氣在不斷加熱的條件下才能緩慢反應(yīng),A錯(cuò)誤;Fe3+的氧化性大于I-的氧化性,所以碘單質(zhì)與Fe反應(yīng)時(shí)生成FeI2,B錯(cuò)誤;鈉的還原性很強(qiáng),鹵素單質(zhì)都能與鈉反應(yīng)生成NaX,C正確;F元素?zé)o正化合價(jià),D錯(cuò)誤。1.下列不屬于堿金屬單質(zhì)通性的是(

)。A.都比較柔軟,有延展性

B.導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能強(qiáng)C.焰色試驗(yàn)中火焰顏色相近D.強(qiáng)還原性答案:C2.元素硒(Se)可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)催化劑、動(dòng)物體必需的營養(yǎng)元素和植物有益的營養(yǎng)元素等,已知硒是第四周期第ⅥA族元素。則下列關(guān)于硒的敘述正確的是(

)。A.非金屬性比硫強(qiáng)B.氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H2SeC.穩(wěn)定性:H2Se>H2OD.最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是SeO2答案:B3.部分鹵族元素的某種性質(zhì)X隨核電荷數(shù)的變化趨勢如圖所示,則性質(zhì)X可能表示(

)。A.原子半徑B.氫化物的穩(wěn)定性C.原子核外的電子層數(shù)D.單質(zhì)的密度答案:B4.下列有關(guān)堿金屬元素和鹵素的說法中不正確的是(

)。A.溴單質(zhì)與H2的反應(yīng)比碘單質(zhì)與H2的反應(yīng)更劇烈B.堿金屬元素中,鋰原子失去最外層電子的能力最弱,鹵素中,氟原子得電子的能力最強(qiáng)C.鉀與水的反應(yīng)比鈉與水的反應(yīng)更劇烈D.隨核電荷數(shù)的增加,堿金屬單質(zhì)和鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)都逐漸降低答案:D5.向含有NaBr和KI的混合溶液中通入過量Cl2,充分反應(yīng)后將溶液蒸干并灼燒所得物質(zhì),最后剩余的固體是(

)。A.NaCl和KI B.NaCl、KCl、I2C.KCl和NaBr D.KCl和NaCl答案:D6.下表為元素周期表的一部分。

周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1①

2②