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(共41張PPT)
趙健
新人教版 化學 必修第一冊
同學們好
歡迎來到化學課堂
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請你思考！
為什么能從鋰電池聯想到開發鈉電池？
鋰電池
鈉電池
元素化學性質相似
元素化學性質與原子結構有什么關系呢？
第一節
原子結構與元素周期表
第四章 物質結構 元素周期表
趙健
第3課時 原子結構與元素的性質 堿金屬元素
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元素之間的關聯
經過不斷的研究，科學家們最終制定出了元素周期表，那么，其是如何揭示元素之間的關聯？
01
原子結構與化學性質
趙健
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元素化學性質與原子最外層電子數的關系
試想哪些易得電子，哪些易失電子？
易失去電子
易得到電子
不易得失電子
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元素化學性質與原子最外層電子數的關系
失去1個電子
鈉離子
得到1個電子
氯離子
氯原子
帶1個單位正電荷
帶1個單位負電荷
鈉原子
金屬性
非金屬性
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元素化學性質與原子最外層電子數的關系
趙健
02
堿金屬的性質
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堿金屬元素
堿金屬元素都位于周期表的第ⅠA族（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。
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你知道嗎？
填寫下表，并回答相應問題
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 0.152
鈉 0.186
鉀 0.227
銣 0.248
銫 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
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【思考與討論】
(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？
(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？
思考：從結構推斷堿金屬元素的化學性質是否也具有相似性？
核電荷數遞增，原子半徑逐漸增大
隨著核電荷數遞增，電子層數增加，但最外層電子數都是1
實驗探究：堿金屬元素的化學性質的比較
趙健
03
堿金屬化學性質的相似性和遞變性
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比較鉀與鈉化學性質的異同
實驗探究：堿金屬元素的化學性質的比較
已有知識：鈉的化學性質
與氧氣反應：
與水反應：
4Na + O2 = 2Na2O
2Na + O2 Na2O2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
合理推測：結合鋰、鈉、鉀的原子結構特點，預測鋰、鉀可能具有的與鈉相似的化學性質
鋰、鈉、鉀的原子核外最外層電子數都是1個，應該表現相似的化學性質，所以鋰、鉀與氧氣、水應該都能發生反應
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比較鉀與鈉化學性質的異同
鈉與氧氣反應
結論：加熱時，金屬鈉與氧氣反應
(淡黃色)
2Na＋O2===Na2O2
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比較鉀與鈉化學性質的異同
鈉與水反應
鈉浮在水面上，熔成小球，四處游動，溶液變為紅色。(水中滴有酚酞)
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2
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比較鉀與鈉化學性質的異同
實驗探究——鉀與氧氣、水反應
探究一：將干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鉀，用鑷子夾取并迅速投到熱坩堝中。繼續加熱片刻，待鉀熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現象。
探究二：在燒杯中加入一些水，滴入幾滴酚酞溶液。切取一塊綠豆大的鉀，用鑷子夾取并投入水中，觀察現象。
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比較鉀與鈉化學性質的異同
實驗探究——鉀與氧氣、水反應
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鉀與氧氣反應
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比較鉀與鈉化學性質的異同
常溫下，金屬鉀與氧氣反應
4K＋O2===2K2O
(白色)
加熱時，金屬鉀與氧氣反應
2K+O2 K2O2
點燃
(過氧化鉀）
鉀與水反應
鉀浮在水面上，熔成小球，四處游動，并伴有爆炸聲和火焰，溶液變為紅色。 (水中滴有酚酞)
2K+2H2O 2KOH+H2↑
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比較鉀與鈉化學性質的異同
都從0價轉化為+1價
相似性
都能與水反應生成堿和氫氣
都能與氧氣劇烈反應
不同點
鉀與水反應比鈉與水反應更劇烈
鉀燃燒的產物比鈉的復雜
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比較鉀與鈉化學性質的異同
原子的最外層均為1個電子，易失電子，形成穩定結構
鉀比鈉多一個電子層，半徑更大，更易失電子
鉀(K)
鈉(Na)
金屬性
結構
性質
決定
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比較鉀與鈉化學性質的異同
金屬性判斷依據
鉀與水反應比鈉與水反應更容易
金屬性：鉀>鈉
堿性強弱：氫氧化鉀 氫氧化鈉
金屬性：鉀>鈉
單質與水(或酸)反應置換出氫的難易程度
最高價氧化物對應的水化物-氫氧化物的堿性強弱
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請你思考！
觀察元素周期表你能預測鋰、銣、銫的化學性質？
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堿金屬的相似性和遞變性
相
似
性
結構
性質
位置
最外層電子數1
遞
變
性
決定
堿金屬元素
IA族
周期序數逐漸增大
能與O2、H2O反應，生成+1價化合物
與水或氧氣反應更容易，也更劇烈
電子層數逐漸增多，半徑逐漸增大
金屬性
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堿金屬的相似性和遞變性
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堿金屬的相似性和遞變性
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堿金屬的相似性和遞變性
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堿金屬的相似性和遞變性
堿金屬與氧氣反應比較
更為復雜
K2O、K2O2、KO2
Li2O
更為復雜
Na2O、Na2O2
Cs
K
Li
Rb
Na
反應程度
與O2反應
單質
越來越劇烈
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堿金屬的相似性和遞變性
堿金屬元素原子的最外層都有1個電子，它們的化學性質相似
①與O2的反應
Δ
Δ
4Li + O2 ＝ 2Li2O
2Na + O2 ＝ Na2O2
②與水的反應
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2R +2H2O = 2ROH + H2↑
例 某堿金屬3.9g與足量水反應，生成氫氣0.1g，則該金屬是什么？
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堿金屬的相似性和遞變性
堿金屬元素的遞變性
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在氧氣中燃燒只生成Li2O，
Na在氧氣中燃燒生成Na2O2，
K在氧氣中燃燒生成更復雜的氧化物：KO2。
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堿金屬的相似性和遞變性
堿金屬元素的遞變性
堿金屬單質與水反應的對比
如K與H2O反應能發生輕微爆炸，則Rb、Cs遇水會發生劇烈爆炸。
從Li→Cs，與H2O(或酸)反應越來越劇烈。
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。
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請你思考！
閱讀課本P95 表4-2，試著歸納堿金屬物理性質的相似性和遞變性
Rb
趙健
04
堿金屬物理性質的相似性和遞變性
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堿金屬單質 顏色和狀態 密度 (g.cm3) 熔點 (℃) 沸點(℃)
Li 銀白色，柔軟 0.534 180.5 1347
Na 銀白色，柔軟 0.97 97.81 882.9
K 銀白色，柔軟 0.86 63.65 774
Rb 銀白色，柔軟 1.532 38.89 688
Cs 略帶金屬光澤，柔軟 1.879 28.40 678.4
表4--2 堿金屬單質的主要物理性質
熔沸點逐漸降低
最輕的金屬，保存在石蠟里
密度反常，比鈉的密度小
meiyangyang8602堿金屬單質Li Na K Rb Cs相似性顏色硬度密度熔沸點導電導熱性遞變性密度變化熔沸點變化柔軟較小較低強逐漸增大（K特殊）逐漸降低均為銀白色（Cs略帶金色）meiyangyang8602堿金屬單質的物理性質
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請你思考！
你認為ⅠA族元素（氫元素除外）金屬性強弱變化有什么規律？
按照鋰、鈉、鉀、銣、銫的順序從上到下：
核電荷數
電子層數
原子半徑
原子失去電子能力
元素的金屬性
逐漸增大
逐漸增加
逐漸增大
逐漸增強
逐漸增強
金 屬 性 逐 漸 增 強
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堿金屬元素
最外層電子數
電子層數
核電荷數
原子半徑
原子
結構
相似性
遞變性
元素
性質
I A
同主族——ⅠA族
周期表
位置
決 定
反 映
原子失電子能力
“位置—結構—性質”模型
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練習
已知：金屬鎂能與水和氧氣反應：
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)從周期表位置判斷
(2)從元素單質及其化合物相關性質判斷
(3)根據金屬活動性順序判斷
(4)根據離子氧化性判斷
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練習
元素符號 核電荷數 原子結構示意圖 原子半徑
nm
Be 4 0.111
Mg 12 0.160
Ca 20 0.197
Sr 38 0.215
Ba 56 0.217
最外層均為2個電子
原子易失去2個電子
電子層數越來越多
原子半徑越來越大
失電子能力逐漸增強
金屬性逐漸增強
元素金屬性都較強
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練習
1.下列有關堿金屬元素的性質判斷正確的是( )
A.K與H2O反應最劇烈
B.Rb比Na活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出Na
C.堿金屬的陽離子沒有還原性，所以有強氧化性
D.從Li到Cs都易失去最外層1個電子，且失電子能力逐漸增強
D
2.鐳是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，關于其敘述不正確的是( )
A.鐳的金屬性比鈣弱 B.單質能與水反應生成H2
C.在化合物中呈＋2價 D.碳酸鐳難溶于水
C
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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________________________________，實驗表明，銣與水反應比鈉與水反應______(填“劇烈”或“緩慢”)；反應過程中銣在水_____(填“面”或“底”)與水反應，原因是_____________________。
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
劇烈
底
銣的密度比水的密度大
(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
練習

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