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第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
課時(shí)3 堿金屬元素
課堂導(dǎo)入
在上一節(jié)課中，我們提到了門捷列夫繪制出了第一張?jiān)刂芷诒怼?br/>第一張?jiān)刂芷诒碇袑?shí)際是有很多空格的，門捷列夫預(yù)言其中很多未知元素的性質(zhì)。
那么門捷列夫是根據(jù)什么預(yù)言未知元素的性質(zhì)的呢？
結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，當(dāng)元素具有相同的結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)具有類似的性質(zhì)，例如討論分類的時(shí)候，金屬元素容易失電子，非金屬元素容易得電子，你能總結(jié)其中原因嗎？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般小于4，容易失去電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)活潑，表現(xiàn)出金屬性；
非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般大于或等于4，容易得到電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)活潑，表現(xiàn)出非金屬性；
稀有氣體原子最外層電子數(shù)除氦為2個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外，都為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，既不易得到電子，也不易失去電子，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
金屬元素容易失電子，非金屬元素容易得電子，你能總結(jié)其中原因嗎？
結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
那么當(dāng)最外層電子數(shù)相同(元素處于同一主族)時(shí)，性質(zhì)有沒有區(qū)別呢？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
若是以堿金屬為例，其位置都處于第IA族，最外層電子數(shù)均為1，其性質(zhì)上面會(huì)不會(huì)有什么相似性呢？
類似于Na，堿金屬元素最外層均只有一個(gè)電子，因此均易失去這一個(gè)電子，單質(zhì)具備著較強(qiáng)的還原性，在自然界中均只以化合態(tài)形式存在。
但在最外層電子數(shù)相同的前提下，堿金屬元素從上往下電子層數(shù)卻是依次遞增的，這對(duì)性質(zhì)會(huì)不會(huì)造成一些影響呢？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
通過表格數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)堿金屬元素從上往下，核電荷數(shù)依次增大，原子半徑也在依次增大，你能解釋半徑增大的原因嗎？
元素名稱 元素符號(hào) 核電荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu)示意圖 最外層電子數(shù) 電子層數(shù) 原子半徑/nm
堿金屬元素 鋰 0.152
鈉 0.186
鉀 0.227
銣 0.248
銫 0.265
堿金屬屬于同一主族元素，從上往下電子層數(shù)在增加，最外層電子離核越來越遠(yuǎn)，半徑自然也在增大。同時(shí)離核越遠(yuǎn)意味著能量越高，受核的吸引作用越弱，也就更容易失去，這種變化在性質(zhì)上有何體現(xiàn)？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
之前的學(xué)習(xí)中我們知道，元素原子失電子的能力決定了其單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱，而針對(duì)元素原子而言，我們一般把失電子的能力稱為金屬性。
金屬性：元素原子失電子的傾向。
關(guān)于堿金屬元素，我們進(jìn)行過Na的學(xué)習(xí)，同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)的相似性我們知道性質(zhì)上面也會(huì)具有一定的相似性，所以可以借助Na的性質(zhì)類比進(jìn)行其它堿金屬的學(xué)習(xí)，那你還記得Na的性質(zhì)有哪些嗎？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
實(shí)驗(yàn)對(duì)比：K的燃燒比Na更劇烈。
劇烈燃燒
發(fā)出黃色火焰
生成淡黃色固體
劇烈燃燒
發(fā)出紫色火焰
生成黃色固體
實(shí)驗(yàn)原理：
K + O2 = KO2
2Na + O2 = Na2O2
4Li + O2 = 2Li2O
上述反應(yīng)中，堿金屬元素的化合價(jià)都是+1價(jià)，且K的反應(yīng)較復(fù)雜，產(chǎn)物并不止一種，那你能猜測Li的反應(yīng)劇烈程度并說明理由嗎？
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
Li與O2的反應(yīng)不如Na劇烈，其原因是最外層電子數(shù)相同，但核電荷數(shù)LiNa>K，元素原子失電子能力Li同理，堿金屬與水的反應(yīng)中，Na表現(xiàn)出的也是還原性，由此推測K也可以與水反應(yīng)，且反應(yīng)會(huì)比Na劇烈，你能回憶Na與水反應(yīng)的現(xiàn)象。并預(yù)測K與水反應(yīng)的現(xiàn)象嗎？
浮、熔、游、響、紅。
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
由此能夠發(fā)現(xiàn)堿金屬元素(同主族元素)的化學(xué)性質(zhì)既存在相似性也存在遞變性。
相似性：最外層電子數(shù)相同；
遞變性：核電荷數(shù)不同，電子層數(shù)不同，原子半徑不同，核對(duì)最外層電子作用力不同，元素原子得失電子能力不同，元素金屬性不同，單質(zhì)還原性不同。
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
堿金屬元素的物理性質(zhì)會(huì)不會(huì)也存在相似性和遞變性呢，根據(jù)表格信息進(jìn)行判斷。
單質(zhì) 顏色和狀態(tài) 密度(g/cm3) 熔點(diǎn)(℃) 沸點(diǎn)(℃)
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
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
相似性：銀白色金屬(Cs略帶金色光澤)，質(zhì)地較軟，有延展性，密度較小，熔點(diǎn)較低，均為電和熱的良導(dǎo)體（如鈉鉀合金—室溫呈液態(tài)）可用作核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。
遞變性：由Li→Cs，隨原子半徑逐漸增大，密度逐漸增大(K反常)，熔沸點(diǎn)逐漸降低；熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低等。
堿金屬單質(zhì)均易被氧氣氧化，因此需要隔絕氧氣保存，比如Na、K都保存在煤油中，Li也可以保存在煤油中嗎？
不可以，Li是最輕的金屬，密度比煤油小，保存在石蠟油中。
課堂學(xué)習(xí)
堿金屬元素
鋰電池是一種高能電池，是有機(jī)化學(xué)中重要的催化劑，還是制造氫彈不可缺少的材料，是優(yōu)質(zhì)的高能燃料(已經(jīng)用于宇宙飛船、人造衛(wèi)星和超聲速飛機(jī))。
鈉可以用于制作高壓鈉燈，鉀是化肥的重要原料，鉀和鈉的合金(液態(tài))是核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。
銣銫主要用于制備光電管、真空管，銫原子鐘是目前最準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)儀器。
課堂鞏固
正誤判斷
1. 堿金屬單質(zhì)，從上往下密度依此增大。
4. 堿金屬元素Li、Na、K在空氣中燃燒均會(huì)生成過氧化物。
2. 堿金屬單質(zhì)都易和氧氣、水反應(yīng)，需要保存在煤油中。
3. 可以通過Na和LiCl溶液反應(yīng)置換Li單質(zhì)比較其金屬性。
×
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課堂鞏固
下列關(guān)于同主族元素的說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A．同主族元素隨原子序數(shù)遞增，元素原子的得電子能力逐漸增強(qiáng) B．同主族元素隨原子序數(shù)遞增，單質(zhì)氧化能力逐漸減弱
C．同主族元素原子最外層電子數(shù)都相同
D．同主族元素的原子半徑，隨原子序數(shù)增大而逐漸增大
A
下列關(guān)于堿金屬的敘述中，正確的是 ( )
A．堿金屬單質(zhì)的密度隨原子序數(shù)的增大而增大
B．堿金屬隨著原子序數(shù)增大，與水反應(yīng)越劇烈
C．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越弱
D．堿金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)活潑，易從鹽溶液中置換其它金屬
B
課堂小結(jié)
相似性 與金屬單質(zhì) 2R + O2 = R2O
2R + Cl2 = 2RCl
水 2R + 2H2O = 2ROH + H2↑
非氧化性酸 2R + 2H+ = 2R+ + H2↑
遞變性 O2 從Li→Cs，與O2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(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
H2O（或酸） 從Li→Cs，與H2O（或酸）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和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性 LiOH謝謝觀看
THANKS

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