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第一節 原子結構與元素周期表
第四章 物質結構 元素周期律
第三課時
原子結構與元素的性質——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、能用原子結構理論初步加以解釋;培養分析、處理數據的能力，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工。
學習目標
七主七副一八一零族
三短四長七周期
原子結構與元素周期表的關系：
七個周期
十六個族
把_________相同的元素，按_________遞增順序從左到右排列
把_____________相同的元素，按_________遞增的順序由上而下排列
電子層數
原子序數
最外層電子數
電子層數
原子結構與元素的性質有關系嗎？
舊知回顧
元素
稀有氣體元素
金屬
元素
一般最外層電子數<4
非金屬元素
最外層電子數=8(He=2)
一般最外層電子數>4
易失電子
不易得失
易得電子
化學性質活潑
化學性質穩定
化學性質活潑
結論：最外層電子數決定元素的化學性質
金屬性
非金屬性
元素化學性質與原子最外層電子數的關系
教師導學
以堿金屬元素為例研究同主族金屬元素的結構和性質的規律
堿金屬：除H以外的IA族元素。包括鋰（Li）鈉(Na）鉀（K）銣（Rb）銫(Cs）鈁（Fr）(放射性元素，中學階段不討論）
化學性質非常活潑的金屬，在自然界中都以化合態存在。
教師導學
一、堿金屬元素：
1、堿金屬元素的原子結構
完成課本P93頁思考與討論，分析結構特點
族 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 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
同伴助學
【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？
相似點：堿金屬元素原子結構的最外層電子數相同， 都為1個。
遞變性：從Li到Cs：①核電荷數依次增加②電子層數依次增加
③原子半徑依次增大
(3)從哪一點能夠推斷出堿金屬元素的化學性質具有相似性？
最外層上都只有1個電子
同伴助學
2、堿金屬元素的化學性質
課本P94頁探究：堿金屬化學性質的比較
鈉 鉀
與氧氣 反應
與水反應（綠豆大一塊） 　
浮
紅
熔
游
響
浮在水面上
熔化成小球
水面四處游動
發出嘶嘶的響聲
溶液成紅色
受熱后先熔化成小球后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體
受熱后先熔化成小球后劇烈燃燒，火焰呈紫色（透過藍色鈷玻璃）
浮、熔、游、響（輕微爆炸聲并著火燃燒）、紅
教師導學
一、堿金屬元素：
（1）鈉、鉀有哪些相似的化學性質？
（2）比較鈉鉀與水反應的難易程度。
都與氧氣、水反應
鉀的反應更劇烈
鋰與水呢？
鋰與水反應很緩慢
（3）堿金屬與水反應的難易程度與其原子結構有什么關系？
由鋰到銫，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，金屬單質的活動性增強，其與水反應應該變得越來越容易
銫與氧氣、水的反應
一、堿金屬元素：
教師導學
（4）由此，你能推斷出堿金屬的化學性質的相似性和遞變規律嗎？
由鋰到銫，原子電子層逐漸增多，原子半徑逐漸增大，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，金屬性（還原性）逐漸增強。
堿金屬單質的相似性
都容易失去1個電子，都表現出還原性，都能與氧氣、水反應
堿金屬單質的遞變性：
與O2、H2O的反應的反應越來越劇烈，由鋰到銫，還原性逐漸增強。
教師導學
一、堿金屬元素：
①都能與O2反應：
②都能與水反應：
2Li + 2H2O ＝ 2LiOH + H2↑
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑
生成物中化合價為+1價
堿金屬元素的原子最外層電子數相同，都是1個電子，它們的化學性質相似，都能與氧氣等非金屬單質以及水反應。
結論：
（1）堿金屬元素的化學性質的相似性
4Li + O2 2Li2O
2Na + O2 Na2O2
相似性：
一、堿金屬元素：
教師導學
金屬 Li Na K Rb Cs
與O2反應 產物
規律 與H2O反應 劇烈程度
規律 更為復雜
Li2O
更為復雜
Na2O
Na2O2
K2O
K2O2
KO2
反應越來越劇烈，產物越來越復雜
反應越來越劇烈
劇烈但比鈉緩慢
劇烈
更劇烈伴有輕微爆炸
遇水立即燃燒，爆炸
遇水立即燃燒，爆炸
（2）堿金屬元素的化學性質的遞變性：
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，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。
遞變性：
結論：
金屬性強弱的比較方法：
⒈元素的單質與水（或酸）反應置換出氫的劇烈程度。
⒉元素最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱。
⒊單質的還原性強弱。
⒋金屬陽離子的氧化性強弱判斷。
LiOH從Li到Cs與水反應原來越劇烈
元素的金屬性：
元素氣態原子在反應中失去電子的性質
教師導學
1、下列關于堿金屬原子結構和性質敘述中不正確的是（ ）
A.堿金屬原子最外層都只有一個電子,在化學反應中容易失去
B.都是強還原劑
C.都能在O2里燃燒生成過氧化物
D.都能與水反應生成堿
C
訓練驗學
2、堿金屬鈁(Fr)具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，下列預言錯誤的是（ ）
A.在堿金屬中它具有最大的原子半徑
B.它的氫氧化物化學式為FrOH,是一種極強的堿
C.鈁在空氣中燃燒時,只生成Fr2O
D.它能跟水反應生成相應的堿和氫氣,由于反應劇烈而發生爆炸.
Ｃ
訓練驗學
Li
Rb
Na
3、堿金屬單質的物理性質
它們都比較柔軟，有延展性；密度都比較小，熔點也都比較低，導熱性和導電性也都很好，如液態鈉可用作核反應。
相似性：
一、堿金屬元素：
教師導學
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
反常
沸點降低
熔點降低
密度增大
遞變性：
Li→Cs，單質熔點和沸點逐漸降低；密度逐漸增大(ρK<ρNa )
注意：鋰是最輕的金屬，保存在石蠟里；其他保存在煤油中。
一、堿金屬元素：
教師導學
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）。
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。
鉀的化合物最大用途是做鉀肥。硝酸鉀還用于做火藥。
4、堿金屬元素的用途：
液態鈉可作為核反應堆的傳熱介質。
一、堿金屬元素：
教師導學
3、下列敘述正確的是（ ）
A.堿金屬單質性質相似，均為銀白色(銫除外)的柔軟金屬，密度都比較小
B.堿金屬單質在空氣中燃燒生成的都是過氧化物
C.堿金屬單質的熔、沸點隨原子序數的增加而升高
D.Li、Na、K都可以保存在煤油中
A
訓練驗學
（1）堿金屬元素單質性質的相似性
物理性質：硬度、密度小，熔點、沸點低，導電導熱性，延展性
化學性質：最外層都為1，易失電子(均為+1價），表現出金屬性(還原性)
與O2反應：
R+O2
=
△
RxOy
與Cl2反應：
2R+Cl2
=
△
2RCl
與H2O反應：
2R+2H2O=2ROH+H2↑
主要掌握
Li、Na、K
小結：堿金屬元素的性質
教師導學
（2）堿金屬元素性質的遞變性
教師導學
（3）堿金屬元素的特殊性：
①鋰——最輕的金屬。密度比煤油小、保存時用石蠟封，鋰和氧氣反應只有一種產物氧化鋰。
②鈉密度比鉀大。鉀金屬性比鈉強，但是不能從氯化鈉的水溶液中置換出鈉，發生的是鉀和水的反應。但是可以用利用沸點高低液態鈉置換鉀
Na（熔融）+KCl=K↑+NaCl
③銣和銫密度比水大，與水反應沉在水下。
教師導學
4、下列說法正確的是（ ）
①從鋰到銫，堿金屬元素單質的密度依次增大
② Li、Na、K在空氣中燃燒均生成過氧化物
③堿金屬元素原子隨核電荷數增加，其單質與水反應越來越劇烈
④堿金屬元素單質都應該保存在煤油中
⑤ K比Na活潑，故K可以從鈉鹽溶液中置換出Na
⑥堿金屬元素在自然界中能以游離態存在
③
訓練驗學
5、下列關于堿金屬的敘述正確的是(　　)
A．鉀與氧氣或水反應比鈉的反應劇烈，銣、銫的反應更劇烈
B．堿金屬的密度隨著原子序數的遞增逐漸減小
C．堿金屬元素的最高價氧化物對應的水化物的堿性隨著原子序數的
遞增依次減弱
D．堿金屬元素的陽離子的氧化性隨著原子序數的遞增依次增強
A
訓練驗學
堿金屬
元素
堿金屬元素的原子結構
堿金屬單質的物理性質
堿金屬單質
的化學性質
單質與氧氣、水的反應
鹵素最高價氧化物對應的水化物的堿性
熟記堿金屬的特殊性
同主族元素的原子結構與金屬性的關系
課堂小結
1、鉀的金屬活動性比鈉強，根本原因是（ ）
A、鉀的密度比鈉的小
B、鉀原子的電子層比鈉原子多一層
C、鉀與水反應比鈉與水反應更劇烈
D、加熱時，鉀比鈉更易氣化
B
課堂達標
2、下列有關堿金屬單質的性質的說法錯誤的是(　　)
A.鋰和水反應不如鈉與水反應劇烈
B.Rb比Na活潑,故Rb可以從NaCl溶液中置換出Na
C.熔、沸點:Li>Na>K
D.堿性:LiOHB
3.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
4．關于銫及其化合物的以下各種說法中不正確的是(　　)
A．氫氧化銫是一種強堿，比KOH的堿性強
B．銫與水或酸溶液反應劇烈，都生成氫氣
C．Cs的還原性比Na強，故Na＋的氧化性強于Cs＋
D．Al的金屬性大于Cs的金屬性
D
5. 以下關于鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述不正確的是（ ）
①氫氧化物中堿性最強的是CsOH；②單質熔點最高的是銫；③單質都是熱的良導體；④單質的密度依次增大，且都比水小；⑤單質的還原性依次增強；⑥對應陽離子的氧化性依次增強。
A. ①③ B. ②⑤ C. ②④⑥ D. ①③⑤
C
6、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
2Rb＋Cl2 2RbCl2

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