原子結構與元素周期表（第三課時）原子結構與元素周期表（第三課時）元素周期表周期（7個）

短周期(3個):第1、2、3

周期長周期(4個):第4、5、6、7

周期族(16個)主族(7個):IA～ⅦA副族(7個):IB～ⅦBⅧ族(1個):第8、9、10

三個縱列零族(1個):稀有氣體元素元素周期表的整體結構過渡元素

第IA

族（除氫）—堿金屬元素第ⅦA族—鹵族元素第0族—稀有氣體元素另外，特別族名稱：2023/11/232思考元素周期表如何揭示元素之間的關聯？探尋元素性質與周期表的關系導入

金屬元素的原子最外層電子一般少于4個，在化學反應中容易失去電子，具有金屬性；非金屬元素的原子最外層電子一般多于4個，在化學反應中容易得到電子，具有非金屬性。所以可以說，原子結構決定元素的性質。同族元素之間內在的聯系是什么呢？元素周期表（PeriodicTable）ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB堿金屬鑭系、錒系堿金屬元素單質堿金屬元素堿金屬元素【完成課本P99思考與討論】族堿金屬元素元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號核電荷數原子結構示意圖

最外層電子數電子層數原子半徑/nm

0.152

0.1860.227

0.248

0.265LiNaKRbCs31119375511111234561.堿金屬元素從上到下原子的核電荷數依次增加，電子層數依次增加，原子半徑依次增大。2.最外層電子數都是1，易失去電子而具有較強的金屬性（還原性），其單質與鈉類似，能與水、氧氣反應。1堿金屬元素性質的比較【思考】Na與K分別與水、O2反應現象有何不同？試從原子結構角度解釋。堿金屬的化學性質鈉、鉀與氧氣反應鈉燃燒的現象：在酒精燈的加熱下，先熔化為一個閃亮的小球，發出黃色火焰，生成淡黃色固體。鉀燃燒的現象：鉀在加熱過程中迅速融化為銀白色的液體，撤去酒精燈后，靠著坩堝的余熱劇烈燃燒，產生白煙，發出紫色火焰（透過藍色鈷玻璃），生成黃色固體。反應原理：反應結論：K+O2===KO2Δ鉀、鈉都能與氧氣反應，性質具有相似性，但鉀反應更劇烈，鉀的金屬活潑性大于鈉。KO2（超氧化鉀）鉀的原子層數比鈉多，原子半徑增加，原子核對最外層電子的吸引能力下降，原子失電子能力增加，

從而導致金屬單質的活動性增強，與氧氣反應也變得越來越容易。堿金屬的化學性質鈉、鉀與水反應不同點：鉀與水的反應有輕微爆炸聲并發出紫色的火焰（透過藍色鈷玻璃）。實驗現象：相同點：金屬浮在水面上；金屬熔成閃亮的小球；小球四處游動；發出嘶嘶的響聲；反應后的溶液呈紅色。反應原理：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑實驗結論：鉀單質也能與水反應，和鈉單質的性質具有相似性，但是鉀與水反應更劇烈，金屬鉀的活潑性比鈉強。分析解釋1.原子的最外層均為1個電子，易失電子，形成

穩定結構2.鉀比鈉多一個電子層，半徑更大，更易失電子金屬性結構性質金屬性最外層電子數1都能與O2、H2O反應。生成+1價化合物鉀比鈉多一層電子，半徑大鉀比鈉更易發生反應，反應也更劇烈相似差異決定活動一比較鉀與鈉化學性質的異同元素符號原子結構示意圖原子半徑/nmLi0.152Na0.186K0.227Rb0.248Cs0.265堿金屬元素原子最外層只有一個電子原子結構的相似性元素性質的相似性決定在化合物中化合價+1易失電子，表現金屬性（還原性）隨核電荷數增加電子層數逐漸增大原子結構的遞變性元素性質的遞變性決定原子半徑逐漸增大金屬性（還原性）逐漸增強原子失電子能力逐漸增強3堿金屬元素性質的理論分析元素符號最外層電子數電子層數原子半徑Li都是1逐漸增多逐漸變大NaKRbCs活動二預測鋰、銣、銫的化學性質預測：①能與水反應、與氧氣反應，生成+1價的化合物②與氧氣或水反應時，Li比Na難反應③與氧氣或水反應時，Rb、Cs比K易反應堿金屬的化學性質堿金屬化學性質的規律1.堿金屬元素的化學性質相似。堿金屬元素的原子最外層電子數相同，化學性質相似單質R氧化物，如Li2O、Na2O2等氯化物，如NaCl、KCl等通式：2R+2H2O=2ROH+H2↑通式：2R+2H+=2R++H2↑+O2+Cl2+水+酸化合物最高價氧化物對應的水化物的化學式為ROH，且均為堿堿金屬的化學性質堿金屬化學性質的規律2.堿金屬元素的化學性質具有遞變性。隨著核電荷數遞增，堿金屬元素的原子電子層增加，原子半徑增大，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。①與氧氣反應從Li→Cs，與氧氣反應越來越劇烈，產物越來越復雜。如Li與O2生成Li2O，Na與O2生成Na2O、Na2O2，K與O2生成K2O、KO2。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反應能發生輕微爆炸，則Rb、Cs遇水會發生爆炸。堿金屬的物理性質堿金屬單質具有硬度小，密度小，熔點低的特點，隨著元素原子核電荷數的增加，堿金屬單質的熔點和沸點逐漸降低。堿金屬單質具有良好的延展性、導電性和導熱性，液態鈉可以作為核反應堆的傳熱物質。堿金屬在物理性質上也表現出一些相似性和規律性堿金屬單質顏色（常態）密度（g·cm-3）熔點℃沸點℃Li銀白色0.534180.51347Na銀白色0.9797.81882.9K銀白色0.8663.65774Rb銀白色1.53238.89688Cs略帶金色光澤1.87928.40678.4觀察堿金屬單質的主要物理性質表，看看你能得到什么結論堿金屬元素的主要物理性質元素名稱元素符號核電荷數顏色和狀態密度g/cm3熔點℃沸點℃鋰Li3銀白色,柔軟0.534180.51347鈉Na11銀白色,柔軟0.9797.81882.9鉀K19銀白色,柔軟0.8663.65774銣Rb37銀白色,柔軟1.53238.89688銫Cs55略帶金色光澤,柔軟1.87928.40678.4有何異同？遞增遞增鈉鉀反常遞減遞減5鞏固與應用已知鎂分別能與氧氣和水反應。1.請預測鈣的性質2.請設計實驗驗證鎂與鈣金屬性的強弱1.預測鈣的性質活動四鞏固與應用結構性質位置最外層電子數2IIA族能與O2、H2O反應。生成+2價化合物周期序數4電子層數（4）比Mg多一層與水或氧氣反應更容易，也更劇烈與Mg相似金屬性比Mg強決定金屬性預測鈣的性質5元素金屬性強弱的判斷依據（1）單質與水或酸反應置換出氫氣的難易程度。

置換出氫氣越容易，則元素金屬性越強（2）元素最高價氧化物對應水化物堿性強弱。

堿性越強，則原金屬元素的金屬性越強。（3）置換反應活動三歸納堿金屬的相似性和遞變性結構性質位置最外層電子數1IA族能與O2、H2O反應。生成+1價化合物周期序數逐漸增大電子層數逐漸增多，半徑逐漸增大與水或氧氣反應更容易，也更劇烈相似性遞變性金屬性決定堿金屬元素活動三歸納堿金屬的相似性和遞變性原子最外層均為一個電子原子易失去一個電子元素金屬性都較強單質易與水或氧氣等反應電子層數越來越多半徑越來越大失電子能力越來越強金屬性越來越強與水反應越來越容易總結：原子結構元素位置性質元素周期表（PeriodicTable）ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB鑭系、錒系鹵族元素鹵族元素元素單質Cl2Br2鹵素單質的物理性質【觀察表格，歸納鹵素單質物理性質的遞變規律】從F2→I2，鹵族元素單質的顏色加深，狀態由氣態到固態，密度逐漸增大，熔點和沸點逐漸升高。鹵素單質顏色（常態）密度熔點℃沸點℃F2淡黃綠色（氣體）1.69g/L（15℃）-219.6-188.1Cl2黃綠色（氣體）3.214g/L（0℃）-101-34.6Br2深紅棕色（液體）3.119g/cm3（20℃）63.6558.78I2紫黑色（固體）4.93g/cm3113.5184.41鹵族元素的原子結構FClBrI根據鹵素原子結構，推測氟、氯、溴碘在化學性質上所表現的相似性和遞變性？鹵族元素原子最外層有7個電子2鹵族元素性質的理論分析原子結構的相似性元素性質的相似性決定在化合物中常見化合價-1易得電子，表現非金屬性（氧化性）鹵族元素原子電子層數逐漸增大原子結構的遞變性元素性質的遞變性決定原子半徑逐漸增大非金屬性（氧化性）逐漸減弱原子得電子能力逐漸減弱鹵素單質與氫氣反應①與氫氣反應的難易程度：②生成的氫化物的穩定性：③鹵素的非金屬性強弱：【根據下表，完成課本P103的思考與討論】從F2→I2，與氫氣反應逐漸變的困難從F2→I2，生成的氫化物的穩定性逐漸減弱從F2→I2，鹵素單質的非金屬性逐漸減弱方法導引預測鹵素條件及現象方程式氫化物穩定性F2冷暗處爆炸H2+F2=2HFHF很穩定Cl2光照或點燃H2+Cl2=2HClHCl穩定Br2高溫500℃H2+Br2=2HBrHBr較不穩定I2高溫、持續加熱緩慢進行H2+I2

?

2HIHI很不穩定鹵素單質與氫氣反應【根據下表，完成課本P103的思考與討論】方法導引預測預測是在已有信息的基礎上，依據一定規律和方法對未知事物所進行的一種推測。在化學研究中，可以根據物質的組成、結構和反應規律等，預測元素及其化合物的性質、可能發生的化學反應，并評估所作預測的合理性。我們可以通過認識元素“位置”“結構”“性質”之間的內在聯系，根據元素的“位置”“結構”特點預測和解釋元素的性質。例如，鈉與鉀是IA族元素，它們都能與水反應；銣與鈉、鉀屬于同族元素，所以，可預測出銣也能與水反應。3鹵族單質與氫氣反應的規律變化（必修一p97表4-4）鹵素條件及現象方程式氫化物穩定性F2冷暗處爆炸H2+F2=2HFHF很穩定Cl2光照或點燃H2+Cl2=2HClHCl穩定Br2高溫500℃H2+Br2=2HBrHBr較不穩定I2高溫、持續加熱緩慢進行H2+I2

?

2HIHI很不穩定①與氫氣反應的難易程度：

；②生成氫化物的穩定性：

；③鹵素非金屬性的強弱：

；由易到難由強到弱由強到弱1.反應條件越來越苛刻2.劇烈程度遞減3.產物穩定性變差3鹵族單質間的置換反應（必修一p104實驗4-1）實驗現象化學方程式KBr+氯水，振蕩KI+氯水，振蕩KI+溴水，振蕩鹵素單質間的置換反應2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2【觀察實驗，記錄實驗現象，寫出實驗原理】試管①現象原理試管②現象原理試管③現象原理試管內液體靜置后分層，上層為無色，下層為橙紅色試管內液體靜置分層，上層為無色，下層為紫紅色試管內液體靜置分層，上層為無色，下層為紫紅色Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br22KI＋Br2===2KBr＋I22KI＋Cl2===2KCl＋I2氧化性：Cl2>Br2氧化性：Br2>I2氧化性：Cl2>I2結論：從Cl2→I2，氧化性逐漸減弱，相應鹵素離子還原性逐漸增強。3鹵族單質間的置換反應（必修一p98實驗4-1）實驗現象化學方程式KBr+氯水，振蕩溶液變為橙黃色2KBr+Cl2=2KCl+Br2KI+氯水，振蕩溶液變為棕黃色2KI+Cl2=2KCl+I2KI+溴水，振蕩溶液變為棕黃色2KI+Br2=2KBr+I2隨著核電荷數的增加,鹵族單質氧化性強弱順序為:F2>Cl2>Br2>I2鹵族元素的性質規律1.鹵族元素的化學性質相似①最外層均有7個電子，易得到電子，體現較強的非金屬性；②最高正價除F外均顯+7價，最低負價為-1價；③都能夠和氫氣、水、金屬單質等反應④氣態氫化物的通式為HX(X表示鹵素)；⑤最高價氧化物對應水化物的通式為HXO4(F除外)。元素非金屬性強弱的判斷依據（1）非金屬單質與氫氣化合的難易程度。越容易化合，則非金屬性越強（2）形成氣態氫化物的穩定性。

穩定性：HF＞HCl，非金屬性：F＞Cl（3）元素最高價氧化物對應水化物酸性強弱。

酸性：H2SO4＞H2CO3，非金屬性：S＞C（4）置換反應小結

金屬性逐漸

增強非金屬性逐漸減弱同一主族，從上到下：、

電子層數逐漸

，

原子半徑逐漸