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第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期律
第3課時 堿金屬元素
1.知道堿金屬元素的結構和特點。
2.能說出堿金屬元素性質的遞變規律。
3.初步學會根據原子結構的特點，推測元素的化學性質。
4. 體會元素周期表在學習元素化合物知識與科學研究中的重要作用。
元素化學性質與原子結構的關系
原子 最外層電子數特點 得失電子情況 化學性質
稀有氣體元素 都為8(氦為2) 不易_____ _____
金屬元素 一般 4 易_____ _______
非金屬元素 一般 4 易_____ _______
得失
穩定
＜
失去
不穩定
≥
得到
不穩定
由上表可知，原子結構決定元素的 。
化學性質
堿金屬元素
01
1.1
堿金屬元素
堿金屬元素都位于周期表的第ⅠA族（除H外，元素Fr是一種放射性元素，高中階段不探討），化學性質很活潑，在自然界中都以化合態存在。
1.1
堿金屬元素
觀察分析下表中的信息，并思考和討論下列問題。
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
鋰 Li 3 1 2 0.152
鈉 Na 11 1 3 0.186
鉀 K 19 1 4 0.227
銣 Rb 37 1 5 0.248
銫 Cs 55 1 6 0.265
(1)在周期表中，從上到下堿金屬元素原子的核電荷數、原子半徑的變化有什么特點？
從上到下堿金屬元素原子的核電荷數逐漸增大，原子半徑逐漸增大。
1.1
堿金屬元素
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
鋰 Li 3 1 2 0.152
鈉 Na 11 1 3 0.186
鉀 K 19 1 4 0.227
銣 Rb 37 1 5 0.248
銫 Cs 55 1 6 0.265
(2)觀察堿金屬元素的原子結構示意圖，它們的原子核外電子排布有什么特點？從哪一點推斷出堿金屬元素的化學性質具有相似性？
最外層電子數都是1；隨核電荷數的增大，電子層數逐漸增多。
1.1
堿金屬元素
從上到下隨原子序數遞增，堿金屬元素的原子核外電子層數遞增，原子半徑遞增。
堿金屬元素的原子結構特點：
相同點：
原子核外最外層電子數都為1
遞變性：
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
(1)回憶第二章學過的知識，鈉有哪些化學性質？（用化學方程式表示）
(2)結合鋰、鈉和鉀的原子結構特點，預測鋰、鉀可能具有哪些相似化學性質？
①2Na＋O2 Na2O2
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
③2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
4Na＋O2 === 2Na2O
鋰、鈉和鉀最外層都只有1個電子，都容易失去最外層電子，表現出比較強的還原性。鋰、鉀和鈉相似，都能與氧氣、水發生化學反應。
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
（1）鈉、鉀與氧氣反應的比較
鈉 鉀
實驗現象
實驗原理
結論 先熔化成小球，后燃燒，反應劇烈，火焰呈黃色，生成淡黃色固體
先熔化成小球，后燃燒，反應比鈉更劇烈，火焰呈紫色
金屬活潑性：鉀＞鈉
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
堿金屬 與O2反應的產物 反應劇烈程度 產物復雜程度 活潑性 結論
Li
Na K Rb Cs 越來越劇烈
越來越復雜
越來越活潑
常溫下自發燃燒，
產物復雜
從Li—Cs，單質的還原性逐漸增強；金屬元素的金屬性逐漸增強。金屬性：元素失電子能力。
K2O、K2O2、KO2
Li2O
Na2O、Na2O2
常溫下自發燃燒，
產物復雜
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
（2）鈉、鉀與水反應的比較
鈉 鉀
實驗現象
實驗原理
結論 浮、熔、
游、響、紅
浮、熔、游、響、紅，有輕微爆炸聲并著火燃燒
金屬活潑性：鉀＞鈉
2Na + 2H2O =
2NaOH + H2↑
2K + 2H2O =
2KOH + H2↑
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
堿金屬與水反應的比較
單質 與水反應的現象 反應程度 活潑性 結論
Li
Na K Rb Cs 越來越劇烈
越來越活潑
從Li—Cs，單質的還原性逐漸增強；金屬元素的金屬性逐漸增強。
劇烈（鋰不熔），生成H2
更劇烈（鈉熔化），生成H2
輕微的爆炸，生成H2
遇水立即燃燒，爆炸
遇水立即燃燒，爆炸
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
堿金屬元素的原子最外層都只有1個電子，在反應中容易失去，所以他們的化學性質相似，都能與氧氣、水反應
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，所以原子失電子能力增加，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，即由鋰到銫，金屬性逐漸增強。
堿金屬元素的相似性
堿金屬元素的遞變性
1.2
堿金屬化學性質的推測與比較
金屬元素的金屬性
1.金屬元素的金屬性是金屬元素失電子的能力（難易程度），與失電子的數目無關。
2.元素的金屬性強弱可以從其單質與水（或酸）反應置換出氫的難易程度，以及它們的最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱來判斷。如堿性：LiOH3.金屬越活潑，單質的還原性越強，該金屬元素的金屬性越強。
1.3
堿金屬的物理性質
Li
Rb
Na
1.3
堿金屬的物理性質
堿金屬 顏色 狀態 密度/g·cm-3 熔點/℃ 沸點/℃
鋰 銀白色 柔軟 0.534 180.5 1347
鈉 0.97 97.81 882.9
鉀 0.86 63.65 774
銣 1.532 38.89 688
銫 略帶金色光澤 1.879 28.40 678.4
相似性
堿金屬單質都有銀白色的金屬光澤（但銫略帶金色光澤）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸點較低，導電、導熱性良好。液態鈉鉀合金可做原子反應堆的導熱劑。
1.3
堿金屬的物理性質
堿金屬 顏色 狀態 密度/g·cm-3 熔點/℃ 沸點/℃
鋰 銀白色 柔軟 0.534 180.5 1347
鈉 0.97 97.81 882.9
鉀 0.86 63.65 774
銣 1.532 38.89 688
銫 略帶金色光澤 1.879 28.40 678.4
反常
熔沸點降低
密度增大
遞變性
隨著核電荷數的增加，單質的熔點和沸點逐漸降低，密度逐漸增大，（但ρK＜ρNa），且Li、Na、K的密度＜1，Rb、Cs的密度＞1。
注意：鋰是最輕的金屬，保存在石蠟里；其他保存在煤油中。
1.4
堿金屬的用途
鋰電池是一種高能電池。
鋰有機化學中重要的催化劑。 鋰制造氫彈不可缺少的材料。鋰是優質的高能燃料（已經用于宇宙飛船、人造衛星和超聲速飛機）。
鈉鉀合金可作為核反應堆的傳熱介質。
銣銫主要用于制備光電管、真空管。銫原子鐘是目前最準確的計時儀器。
課堂檢測
1.如圖表示第ⅠA族金屬(又稱為堿金屬)的某些性質與核電荷數的變化關系，則下列各性質不符合圖示關系的是（ ）
A.金屬性
B.與水反應的劇烈程度
C.陽離子的氧化性
D.原子半徑
C
2.同主族元素性質類似，下列關于堿金屬元素的說法中正確的是(　　)
A．從上到下，原子半徑和單質的熔、沸點逐漸減小
B．Cs的活動性強于K，則Cs可從K的鹽溶液中置換出K
C．Li、Na、K均可保存在煤油中
D．Li＋、Na＋、K＋、Rb＋、Cs＋的離子半徑逐漸增大，氧化性逐漸減弱
課堂檢測
D
3. 已知銣(Rb)是37號元素，其相對原子質量是85.5，與鈉同主族，回答下列問題：
(1)銣位于第____周期，其原子半徑比鈉元素的原子半徑____(填大或小)。
五
大
(2)銣單質性質活潑，寫出它與氯氣反應的化學方程式：______________________。
銣單質易與水反應，反應的離子方程式為_______________________________，
銣與水反應比鈉與水反應______(填“劇烈”或“緩慢”)。遇水后沉在水_____(填“底”或“上”)，銣的密度比水的密度_____(填“大”或“小”)。
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
劇烈
底
大
(3)同主族元素的同類化合物的化學性質相似，寫出過氧化銣與CO2反應的化學方程式：______________________________。
2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2
課堂檢測
2Rb＋Cl2 == 2RbCl
Δ
課堂檢測
4.據報道，我國科學家通過與多個國家進行科技合作，成功研發出銫(Cs)原子噴泉鐘，標志著我國時間頻率基準研究進入世界先進行列。已知銫位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根據銫在元素周期表中的位置，推斷下列內容：
（1）銫的原子核外共有___個電子層，最外層電子數為____，銫的原子序數為____。
（2）銫單質與水劇烈反應，放出____色氣體，同時使紫色石蕊溶液顯____色，原因是___________________________(寫出化學方程式)。
（3）預測銫單質的還原性比鈉單質的還原性_____(填“弱”或“強”)。
6
1
55
無
藍
2Cs＋2H2O＝2CsOH＋H2↑
強
第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期律
第3 課時 堿金屬元素

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