資源簡介

(共40張PPT)
第3課時　原子結構與元素的性質
1.了解堿金屬元素的結構和性質。
2.了解鹵族元素的結構和性質。
3.運用原子結構理論解釋同主族元素性質的遞變規律。
學習目標
核心素養
1.微觀探析：從原子、分子水平認識物質的結構和性質，形成“結構決定性質”的觀念。
2.科學探究：設計實驗方案，探究同主族元素性質的遞變性。
隨堂達標驗收
內容索引
NEIRONGSUOYIN
二、鹵族元素的結構與性質
一、堿金屬元素的結構與性質
堿金屬元素的結構與性質
JIAN JIN SHU YUAN SU DE JIE GOU YU XING ZHI
01
1.堿金屬元素的原子結構規律
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
元素符號 ___ ___ ___ ___ ___
原子結構示意圖 ______ _______ ________
原子半徑/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
Na
K
Li
Rb
Cs
堿金屬原子結構特點：
1
增多
增大
2.堿金屬單質的物理性質
銀白
較小
較低
增大
降低
3.堿金屬單質的化學性質
(1)實驗探究
①鈉、鉀與氧氣反應
紫色
黃色
＞
②鈉、鉀與水反應
反應 鈉與水的反應 鉀與水的反應
操作
現象 相同點：金屬 在水面上；金屬 成閃亮的小球；小球 ；發出 ；反應后的溶液呈 色 不同點：鉀與水的反應有輕微爆炸聲并著火燃燒 化學方程式 __________________________ _________________________
結論 與水反應劇烈程度：K Na 金屬的活潑性：K Na 熔
浮
嘶嘶的響聲
不停游動
紅
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
>
>
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(2)堿金屬的原子結構與化學性質的遞變關系：
從Li到Cs，隨核電荷數的增加，電子層數逐漸 ，原子半徑逐漸 ，原子核對最外層電子的引力逐漸 ，元素金屬性逐漸 。
增多
增大
增強
減弱
(1)堿金屬單質的密度均小于水( )
(2)堿金屬單質的熔、沸點隨著原子序數的增加而降低( )
(3)堿金屬單質與水劇烈反應生成堿和氫氣( )
(4)堿金屬單質在空氣中燃燒生成過氧化物( )
(5)堿金屬元素的原子半徑逐漸增大，金屬性依次增強( )
(6)鉀比鈉原子半徑大，鉀比鈉活潑，所以鉀可以從氯化鈉溶液中置換出鈉單質( )
判斷正誤·準確理解概念
×
√
√
×
√
×
(2020·北京匯文中學月考)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”)。
(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”)。
五
大
劇烈
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
解析　Rb的密度比水大，遇水后沉在水底與水反應，銣的還原性比鈉強，與水反應比鈉劇烈。
深化探究
(3)同主族元素的同類化合物的化學性質相似，分別寫出①過氧化銣與CO2反應的化學方程式：______________________________；
②過量的RbOH與AlCl3反應的離子方程式：_____________________________。
2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2
解析　可根據鈉的相應化合物發生的反應進行類推。
歸納總結
堿金屬性質的相似性和遞變性
(1)相似性
(2)遞變性
具體情況如下：
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Na2O2，K與O2生成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，Rb、Cs則遇水會發生爆炸。因Na、K等活潑的金屬易與H2O反應，故不能從水溶液中置換出不活潑的金屬，只有在熔融狀態下才能置換出不活潑的金屬。
③最高價氧化物對應的水化物的堿性：LiOH返回
02
鹵族元素的結構與性質
LU ZU YUAN SU DE JIE GOU YU XING ZHI
1.鹵族元素的原子結構
元素名稱 氟 氯 溴 碘
元素符號 ___ ___ ___ __
原子結構示意圖 ______ _______
原子半徑/nm 0.071 0.099 1.14 1.33
F
Cl
Br
I
鹵族元素原子結構特點：
增大
7
增多
F2 Cl2 Br2 I2
顏色 淡黃綠色 色 色 色
狀態 氣態 氣態 態 態
熔沸點 逐漸_____ 2.鹵素單質的物理性質及遞變規律
黃綠
深紅棕
紫黑
液
固
升高
3.鹵素單質的化學性質
(1)與氫氣的化合
F2 Cl2 Br2 I2
與H2反應條件 ______ 或點燃 加熱至一定溫度 不斷加熱
氫化物穩定性 很穩定 較穩定 不如HCl穩定 不穩定、易分解
結論 從F2→I2與H2化合越來越 ，氫化物穩定性逐漸減弱 暗處
光照
難
(2)鹵素單質間的置換反應
實驗操作 實驗現象 化學方程式
靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈_______ ________________________
靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈_______ ____________________
橙紅色
紫紅色
2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈_______ _____________________
結論 從Cl2→I2氧化性逐漸_____ 紫紅色
Br2＋2KI===2KBr＋I2
減弱
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4.鹵族元素性質與原子結構的關系
從F到I，隨核電荷數的增加，電子層數逐漸 ，原子半徑逐漸 ，原子核對最外層電子的引力逐漸 ，得電子能力逐漸 ，元素非金屬性逐漸 。
增多
增大
減弱
減弱
減弱
(1)鹵素單質顏色逐漸加深，熔、沸點逐漸升高，密度逐漸增大( )
(2)鹵素單質隨著核電荷數增加，氧化性依次減弱，與H2反應劇烈程度依次減弱，生成氣態氫化物的穩定性增強( )
(3)鹵素按F、Cl、Br、I的順序，其非金屬性逐漸減弱的原因是隨著核電荷數增加，電子層數增多，原子半徑增大，原子核對電子的吸引作用減弱( )
(4)鹵素原子最外層電子數都是7個，所以鹵素單質易得電子，在氧化還原反應中鹵素單質只表現氧化性( )
判斷正誤·準確理解概念
√
×
√
×
歸納總結
1.鹵族元素單質化學性質的相似性和遞變性
(1)相似性(用X代表鹵族元素)：
化合物→最高價氧化物對應水化物(除氟外)都為強酸
(2)遞變性
具體表現如下：
①與H2反應越來越難，對應氫化物的穩定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，其水溶液的酸性逐漸增強，即：
穩定性：HF>HCl>HBr>HI；
還原性：HF酸性：HF②最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。
2.從原子結構角度認識鹵族元素性質的遞變規律
(2020·南京外國語學校高一期中)某校化學學習小組設計了相關實驗來探究元素周期
實驗過程及現象：
Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸；
Ⅱ.當B和C中的溶液都變為黃色時，夾緊彈簧夾；
Ⅲ.當B中溶液由黃色變為棕紅色時，關閉活塞a；
Ⅳ.打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層溶液變為紫紅色。
律。該組同學為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗)。
深化探究
請回答下列有關問題。
(1)B中溶液由黃色變為棕紅色時發生反應的離子方程式為______________________。
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
解析　Cl2與NaBr溶液反應生成Br2和NaCl，反應的離子方程式為2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。
(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是________________________。
濕潤的淀粉-KI試紙變藍
解析　濕潤的淀粉-KI試紙變藍色，說明有單質碘生成，即說明氯氣的氧化性強于碘。
(3)由此實驗得出的結論：同主族元素從上到下，原子的得電子能力逐漸______(填“減弱”或“增強”)。
減弱
解析　由實驗可知氯氣的氧化性強于溴，而溴的氧化性強于碘，所以同主族元素從上到下，原子的得電子能力逐漸減弱。
(4)B和C儀器口放置浸有NaOH溶液的棉花的作用是_______________________________。
吸收未反應的氯氣，防止污染空氣
解析　B和C儀器口放置浸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收未反應的氯氣，防止其對空氣造成污染。
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隨堂達標驗收
SUI TANG DA BIAO YAN SHOU
03
1.(2020·沈陽月考)下列說法錯誤的是
A.Li、Na、K元素的原子核外電子層數隨著核電荷數的增加而增多
B.Li、Na、K、Rb元素的原子半徑逐漸增大，金屬性依次增強
C.因為Na比K容易失去電子，所以單質Na比K的還原性強
D.O與S為同主族元素，且O比S的非金屬性強
1
2
3
4
5
√
解析　K比Na容易失去電子，所以單質K比Na的還原性強，C項錯誤。
2.下列說法正確的是
A.Li在氧氣中燃燒主要生成Li2O2
B.砹位于第六周期ⅦA族，其簡單氫化物的穩定性大于氯化氫
C.鹵族元素單質的熔、沸點隨原子序數的增大而升高
D.第二周期非金屬元素的簡單氫化物溶于水后，水溶液均呈酸性
解析　Li在氧氣中燃燒生成Li2O，A錯誤；
元素非金屬性越強，簡單氫化物越穩定，同主族元素，從上到下非金屬性依次減弱，則簡單氫化物的穩定性依次減弱，所以砹化氫的穩定性小于氯化氫，B項錯誤；
隨原子序數的增大，鹵族元素單質的熔、沸點逐漸升高，C項正確；
第二周期非金屬元素的簡單氫化物溶于水后，水溶液不一定呈酸性，如氨氣溶于水后溶液顯堿性，D項錯誤。
√
1
2
3
4
5
3.下列關于鹵素(用X表示)的敘述正確的是
A.HF、HCl、HBr、HI的穩定性依次增強
B.鹵素單質與水都生成HX和HXO
C.其單質都有顏色，都有毒
D.鹵素單質與其他物質化合時，均表現為還原性
√
1
2
3
4
5
4.(2020·哈爾濱三中模擬)砹(At)屬于鹵族元素，下列關于砹(At)及其化合物具有的性質推測不正確的是
A.單質砹易溶于某些有機溶劑 B.AgAt是難溶于水的有色固體
C.HAtO4的酸性比HClO4的弱 D.HAt難溶于水，且受熱很難分解
解析　單質溴、碘易溶于某些有機溶劑，故砹單質也易溶于某些有機溶劑，A項正確；
由AgCl、AgBr、AgI的溶解度逐漸降低，顏色逐漸加深可知，B項正確；
元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，所以HAtO4的酸性比HClO4的弱，C項正確；
在鹵族元素中，非金屬性越弱，對應的簡單氫化物穩定性越差，故砹化氫的穩定性比碘化氫差，受熱易分解，D項錯誤。
1
2
3
4
5
√
5.根據元素周期表回答下列問題：
(1)自然界穩定存在的元素中，金屬性最強的元素是___，非金屬性最強的元素是___。
1
2
3
4
5
解析　自然界穩定存在的元素中，金屬性最強的是第ⅠA族的Cs；非金屬性最強的元素是F。
Cs
F
(2)在穩定存在的堿金屬元素中，最高價氧化物對應水化物的堿性最強的是_______，寫出鈉與水反應的離子方程式：_________________________________。
解析　在穩定存在的堿金屬元素中，堿性最強的是CsOH，Na與水反應的離子方程式為2Na＋2H2O===2OH－＋2Na＋＋H2↑。
CsOH
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
(3)鹵族元素中，氫化物熱穩定性最強的是____；寫出向KI溶液中通入Cl2的反應離子方程式：____________________。
1
2
3
4
5
HF
返回
解析　鹵族元素中，氫化物熱穩定性最強的是HF，Cl2與KI溶液反應的離子方程式為Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

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