PAGE8-第3課時原子結構與元素的性質目標與素養：1.通過堿金屬、鹵素原子的結構特點，相識原子結構與元素性質的關系。(宏觀辨識與微觀探析)2.能初步運用原子結構理論說明堿金屬、鹵素性質的相像性和遞變性。(改變觀念)一、原子結構與元素性質的關系1．金屬元素：原子最外層電子一般少于4個，在化學反應中簡單失去電子，具有金屬性。2．非金屬元素：原子最外層電子一般多于4個，在化學反應中簡單得到電子，具有非金屬性。二、堿金屬元素1．堿金屬元素的原子結構元素名稱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堿金屬元素鋰Li3120.152鈉Na11130.186鉀K19140.227銣Rb37150.248銫Cs55160.265結論：堿金屬元素原子結構的共同點是最外層電子數均為1，不同點是電子層數和原子半徑不同，其改變規律是隨著核電荷數的增加，電子層數漸漸增多，原子半徑漸漸增大2.堿金屬單質的化學性質(1)鈉、鉀與氧氣反應比較①試驗現象：都能在空氣中燃燒，鈉產生黃色火焰(透過藍色鈷玻璃視察)，鉀產生紫色火焰，鉀燃燒更猛烈。②反應方程式：2Na＋O2eq\o(=,\s\up14(△))Na2O2、K＋O2eq\o(=,\s\up14(△))KO2。(2)鈉、鉀與水反應比較堿金屬單質鈉鉀試驗操作試驗現象相同點：金屬浮在水面上；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，不同點：鉀與水的反應有稍微爆炸聲并著火燃燒試驗原理2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2K＋2H2O=2KOH＋H2↑試驗結論與水反應猛烈程度：K＞Na；金屬的活潑性：K＞Na3.堿金屬單質的物理性質元素Li、Na、K、Pb、Cs(原子序數增大)相同點除銫外，其余都呈銀白色，它們都比較軟，有延展性，密度較小，熔點較低，導電、導熱性強遞變規律密度漸漸增大(鈉、鉀反常)熔、沸點漸漸降低特性特點①銫略帶金屬光澤；②鋰的密度比煤油的小；③鈉的密度比鉀大三、鹵族元素1．鹵素單質的物理性質F2Cl2Br2I2顏色、狀態淡黃綠色氣體黃綠色氣體深紅棕色液體紫黑色固體密度漸漸增大熔、沸點漸漸上升2.鹵素的原子結構特點相同點①鹵族元素位于周期表第ⅦA族；②最外層上都有7個電子。遞變性從F→I核電荷數依次增大，電子層數依次增多，原子半徑依次增大3.鹵素單質的化學性質(1)鹵素單質與氫氣的反應(2)鹵素單質之間的置換反應試驗操作試驗現象化學方程式靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈橙紅色Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色Cl2＋2KI=2KCl＋I2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色Br2＋2KI=2KBr＋I2結論Cl2→I2氧化性漸漸減弱，相應鹵素離子還原性漸漸增加微點撥：因為F2能與H2O發生反應(2F2＋2H2O=4HF＋O2)，所以F2不能從其他鹵化物的鹽溶液中置換出鹵素單質。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)堿金屬元素即ⅠA元素()(2)K比Na活潑，故K可以從鈉鹽溶液中置換出Na()(3)鹵素單質與水反應均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示()(4)HX都極易溶于水，它們的熱穩定性隨核電荷數增加而增加()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列金屬與水反應最猛烈的是()A．LiB．KC．RbD．CsD[在堿金屬中，隨著元素原子電子層數的增多，堿金屬的金屬活動性增加，四個選項中與水反應最猛烈的應是Cs。]3．銫單質與水猛烈反應，放出________色氣體，向溶液中滴入紫色石蕊溶液，顯________色，因為_________________(寫出化學方程式)。[答案]無藍2Cs＋2H2O=2CsOH＋H2↑堿金屬元素性質的相像性和遞變性1.相像性(R表示堿金屬元素)原子都簡單失去最外層的一個電子，化學性質活潑，它們的單質都具有較強的還原性，它們都能與氧氣等非金屬單質及水反應。堿金屬與水反應的通式為2R＋2H2O=2ROH＋H2↑。2．遞變性隨著原子序數的遞增，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的引力漸漸減小，堿金屬元素的原子失電子實力漸漸增加，金屬性漸漸增加。(1)(2)與O2的反應越來越猛烈，產物更加困難，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。(3)與H2O的反應越來越猛烈，如K與H2O反應可能會發生稍微爆炸，Rb與Cs遇水發生猛烈爆炸。(4)最高價氧化物對應水化物的堿性漸漸增加，CsOH的堿性最強。【典例】下列各組比較不正確的是()A．鋰與水反應不如鈉與水反應猛烈B．還原性：K＞Na＞Li，故K可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉C．熔、沸點：Li＞Na＞KD．堿性：LiOH＜NaOH＜KOHB[A中鋰的活潑性比鈉弱，與水反應不如鈉猛烈；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；C中堿金屬元素從Li到Cs，熔、沸點漸漸降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D中從Li到Cs，堿金屬元素的金屬性漸漸增加，對應最高價氧化物的水化物的堿性依次增加，即堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。](1)堿金屬單質的化學性質為什么具有相像性？[提示]結構確定性質，堿金屬元素的原子結構相像，最外層均有一個電子，均易失電子，化學性質活潑，故他們的單質具有較強的還原性，能與氧氣等非金屬及水、酸反應。(2)堿金屬單質的化學性質為什么具有遞變性？[提示]堿金屬原子結構存在遞變性。從Li到Cs，隨核電荷數的增加，電子層數漸漸增多，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的引力漸漸減弱，元素金屬性漸漸增加；故單質的還原性漸漸增加，離子的氧化性漸漸減弱。1．下列關于堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的依次敘述中不正確的是()A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中簡單失電子表現出強還原性B．單質的熔點和沸點依次遞減C．單質都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物D．原子半徑漸漸增大，單質與水反應的猛烈程度漸漸增加C[金屬鋰在空氣中燃燒只生成氧化物。]2．銫是堿金屬元素，下列關于銫及其化合物敘述中，不正確的是()A．Cs密度比水要小B．Cs與水反應非常猛烈，甚至會發生爆炸C．Cs2CO3加熱時不易分解D．CsOH是強堿，堿性比KOH強A[Cs密度比水要大，A錯。]鹵素的原子結構與化學性質的關系1.相像性(X表示鹵素元素)鹵素原子都簡單得到一個電子使其最外層達到8個電子的穩定結構，它們的單質都是活潑的非金屬單質，都具有較強的氧化性。(1)與H2反應：X2＋H2eq\o(=,\s\up14(肯定條件))2HX。(2)與活潑金屬(如Na)反應：2Na＋X2eq\o(=,\s\up14(點燃))2NaX。(3)與H2O反應①X2＋H2O=HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；②2F2＋2H2O=4HF＋O2。(4)與NaOH溶液反應X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。2．遞變性(X表示鹵素元素)隨著原子序數的遞增，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的引力漸漸減小，鹵素原子得電子的實力漸漸減弱，非金屬性漸漸減弱。(1)(2)與H2反應越來越難，對應氫化物的穩定性漸漸減弱，還原性漸漸增加，即：穩定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。(3)鹵素單質與變價金屬(如Fe)反應時，F2、Cl2、Br2生成高價鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價鹵化物(如FeI2)。(4)氫化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增加，氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點依次上升，HF的熔、沸點最高。(5)最高價氧化物的水化物的酸性漸漸減弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最強的酸。3．鹵素的特性(1)氟元素無正價，無含氧酸。F－的還原性極弱。(2)X2＋H2O=HX＋HXO而2F2＋2H2O=4HF＋O2。(3)Br2在常溫下是唯一的一種液態非金屬單質。(4)碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍色。(5)氫氟酸為弱酸，而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強酸。3．關于鹵素(用X表示)的下列敘述正確的是()A．鹵素單質與水反應均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示B．HX熱穩定性隨核電荷數增加而增加C．鹵素單質的顏色從F2→I2隨相對分子質量增大而漸漸加深D．X－的還原性依次為F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此相對分子質量小的鹵素單質可將相對分子質量大的鹵素從其鹽溶液中置換出來C[2F2＋2H2O=O2＋4HF，A錯；HX熱穩定性隨核電荷數增加而減弱，B錯；F2優先與水反應，故不能用F2從其他鹽溶液中置換出來鹵素單質，D錯。]4．下列說法正確的是()A．F、Cl、Br原子的最外層電子數都是7，次外層電子數都是8B．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增規律C．酸性：HFO4＞HClO4＞HBrO4＞HIO4D．砹是原子序數最大的鹵族元素，依據鹵素性質的相像性，砹微溶于水，易溶于CCl4D[F的次外層電子數為2，Br的次外層電子數為18，A項錯誤；元素的非金屬性強弱可以依據其最高價氧化物對應水化物的酸性強弱比較，不能依據氫化物的酸性強弱比較，B項錯誤；F無正化合價，不能形成HFO4，C項錯誤；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D項正確。]1．我國西部地區隱藏著豐富的鋰資源，開發鋰的用途是一個重要的科學課題。關于鋰的敘述不正確的是()A．鋰是較輕的金屬B．LiOH的堿性比NaOH弱C．鋰的金屬性比鈉強D．鋰在空氣中燃燒生成Li2OC[鋰比鈉的活潑性弱，在空氣中燃燒只生成Li2O，LiOH的堿性比NaOH弱，鋰的金屬性比鈉弱，C項錯誤。]2．按氟、氯、溴、碘依次，下列說法不正確的是()A．它們的單質的熔、沸點漸漸上升B．原子半徑漸漸增大，單質氧化性漸漸增加C．單質的顏色漸漸加深D．它們氣態氫化物的穩定性漸漸減弱B[氟、氯、溴、碘的單質的熔、沸點漸漸上升，A正確；氟、氯、溴、碘同為第ⅦA族元素，同主族從上到下，原子半徑漸漸增大，非金屬性漸漸減弱，因此單質氧化性漸漸減弱，B錯誤；氟、氯、溴、碘的單質的顏色漸漸加深，C正確；非金屬性F＞Cl＞Br＞I，非金屬性越強，氫化物越穩定，則它們氣態氫化物的穩定性漸漸減弱，D正確。]3．下列有關堿金屬元素的敘述正確的是()A．堿金屬單質均為銀白色，密度均小于水B．堿金屬單質從Li到Cs，熔點依次上升C．氫氧化銫堿性強于氫氧化鈉D．堿金屬元素形成的陽離子，從Li＋到Cs＋氧化性依次增加C[堿金屬單質中除了Rb、Cs，其他的密度均小于水，Cs略帶金屬光澤，其他的都是銀白色的，A錯誤；堿金屬單質從Li到Cs，熔點依次降低，還原性依次增加，形成的陽離子的氧化性依次降低，對應的氫氧化物堿性依次增加，C正確，B、D錯誤。]4．向含有NaBr和KI的混合溶液中通入過量Cl2，充分反應后將溶液蒸干并灼燒所得物質，最終剩余的固體是()A．NaCl和KI B．NaCl、KCl、I2C．KCl和NaBr D．KCl和NaClD[過量的Cl2將I－、Br－從溶液中完全置換出來，在蒸干、灼燒過程中溴揮發、碘升華，所得固體為NaCl和KCl。此題也可利用Cl2、Br2、I2活潑性強弱用解除法選出D項。]5．(1)鹵素氫化物中最不穩定的是________(寫化學式)。(2)下列兩個元素族，單質熔、沸點隨原子序數遞增而上升的是________(填序號)。A．堿金屬 B．鹵素(3)下列反應中，更猛烈的是________(填序