高中化學(xué) 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié) 第3課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課件 新人教版必修第一冊(cè)-新人教版高中第一冊(cè)化學(xué)課件

1、第第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)一、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系一、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系1.金屬元素金屬元素:原子最外層電子一般少于原子最外層電子一般少于4個(gè)個(gè),在化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中容易中容易失去電子失去電子,具有具有金屬性金屬性。2.非金屬元素非金屬元素:原子最外層電子一般多于原子最外層電子一般多于4個(gè)個(gè),在化學(xué)反在化學(xué)反應(yīng)中容易應(yīng)中容易得到電子得到電子,具有具有非金屬性非金屬性。二、堿金屬元素二、堿金屬元素1.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)。堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)。結(jié)論結(jié)論:堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是最外層電子數(shù)均為最外層電子數(shù)均為1,不同點(diǎn)是不同

2、點(diǎn)是電子層數(shù)和原子半徑不同電子層數(shù)和原子半徑不同,其變化規(guī)律是隨其變化規(guī)律是隨著核電荷數(shù)的增加著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)逐漸電子層數(shù)逐漸增多增多,原子半徑逐漸原子半徑逐漸增大增大。觀察觀察堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,分析其特點(diǎn)分析其特點(diǎn),思考從哪一點(diǎn)能夠推斷出堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性思考從哪一點(diǎn)能夠推斷出堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性?提示提示:堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)均為堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)均為1,均容易均容易失去電子失去電子,因此它們的化學(xué)性質(zhì)具有相似性。因此它們的化學(xué)性質(zhì)具有相似性。2.堿金屬的化學(xué)性質(zhì)。堿金屬的化學(xué)性質(zhì)。(1)鈉、

3、鉀與氧氣反應(yīng)的比較。鈉、鉀與氧氣反應(yīng)的比較。鈉與氧氣反應(yīng)鈉與氧氣反應(yīng):常溫下鈉可被氧氣氧化生成常溫下鈉可被氧氣氧化生成氧化鈉氧化鈉;加熱時(shí)鈉可在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰加熱時(shí)鈉可在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰,生成生成淡黃淡黃色粉色粉末末Na2O2。反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為。反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為4Na+O22Na2O,2Na+O2Na2O2。鉀與氧氣反應(yīng)鉀與氧氣反應(yīng):鉀在空氣中燃燒比鈉更劇烈鉀在空氣中燃燒比鈉更劇烈,產(chǎn)生紫色火焰產(chǎn)生紫色火焰,產(chǎn)物也比過(guò)氧產(chǎn)物也比過(guò)氧化物復(fù)雜。化物復(fù)雜。(2)鈉、鉀與水鈉、鉀與水反應(yīng)反應(yīng)的的比較。比較。(3)堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)

4、與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性。堿金屬元素最外層電子數(shù)堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性。堿金屬元素最外層電子數(shù)相同相同,均為均為1個(gè)電子個(gè)電子,因此它們的化學(xué)性質(zhì)因此它們的化學(xué)性質(zhì)相似相似,都都能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)。能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)。堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的遞變性。隨著核電荷數(shù)的增加堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的遞變性。隨著核電荷數(shù)的增加,堿堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多增多,原子半徑逐漸原子半徑逐漸增增大大,原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱減弱,原子失去最原子失去最外層電子的能力逐漸外層電子的能力逐漸增強(qiáng)增強(qiáng)。即從鋰到銫。

5、即從鋰到銫,金屬性逐漸金屬性逐漸增強(qiáng)增強(qiáng)。3.堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)比較。堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)比較。(1)相似性相似性:除銫略帶金色光澤外除銫略帶金色光澤外,其余都呈其余都呈銀白銀白色色,它們它們都比較軟都比較軟,有延展性有延展性,密度較密度較小小,熔點(diǎn)較熔點(diǎn)較低低,導(dǎo)電、導(dǎo)熱導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(qiáng)。性強(qiáng)。(2)遞變性遞變性:從鋰到銫從鋰到銫,密度逐漸密度逐漸增大增大(K的密度反常的密度反常),熔熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸降低降低。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室一般將鈉保存在煤油中一般將鈉保存在煤油中,金屬鋰和金屬鉀金屬鋰和金屬鉀又該如何保存又該如何保存?提示提示:堿金屬單質(zhì)均易與空氣和水等發(fā)生反應(yīng)堿金屬單質(zhì)均易

6、與空氣和水等發(fā)生反應(yīng),因此應(yīng)隔絕因此應(yīng)隔絕空氣和水進(jìn)行保存空氣和水進(jìn)行保存,故鈉、鉀一般可保存在煤油中。但鋰的故鈉、鉀一般可保存在煤油中。但鋰的密度為密度為0.534gcm-3,比煤油的小比煤油的小,可用石蠟密封保存?？捎檬灻芊獗４?。三、鹵族元素三、鹵族元素鹵族元素鹵族元素(簡(jiǎn)稱鹵素簡(jiǎn)稱鹵素)是典型的是典型的非金屬非金屬元素元素,它們?cè)谧匀凰鼈冊(cè)谧匀唤缰卸家越缰卸家曰匣蠎B(tài)存在。態(tài)存在。1.鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)。鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)。2.鹵素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。鹵素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(1)相同點(diǎn)相同點(diǎn):最外層均有最外層均有7個(gè)電子。個(gè)電子。(2)遞變性遞變性:從氟到碘核電荷數(shù)依次增大從氟到碘核電荷數(shù)

7、依次增大,電子層數(shù)電子層數(shù)依次依次增多增多,原子半徑依次原子半徑依次增大增大。3.鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。(1)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)。鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)。(2)鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)。4.鹵族元素化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。鹵族元素化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(1)相似性相似性:最外層均為最外層均為7個(gè)電子個(gè)電子,易得電子。易得電子。(2)遞變性遞變性:從從F到到I,隨著核電荷數(shù)的增加隨著核電荷數(shù)的增加,鹵族元素原子的電鹵族元素原子的電子層數(shù)逐漸子層數(shù)逐漸增多增多,原子半徑逐漸原子半徑逐漸增大增大,原子核對(duì)最外原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸層電子的引力逐漸減弱

8、減弱,原子得電子的能力原子得電子的能力逐漸逐漸減弱減弱。即從即從F到到I,非金屬性逐漸非金屬性逐漸減弱減弱。一一 堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性重難歸納堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系1.相似性相似性(R表示堿金屬元素表示堿金屬元素)。原子都容易失去最外層的一個(gè)電子原子都容易失去最外層的一個(gè)電子,化學(xué)性質(zhì)活潑化學(xué)性質(zhì)活潑,它們的它們的單質(zhì)都具有較強(qiáng)的還原性單質(zhì)都具有較強(qiáng)的還原性,它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應(yīng)。堿金屬與水反應(yīng)的通式為水反應(yīng)。堿金屬與水反應(yīng)的通式為2R+2H2O2ROH+H2。2.遞變性。遞

9、變性。隨著原子序數(shù)的遞增隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大原子半徑逐漸增大,原子核對(duì)最外層原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱電子的引力逐漸減弱,堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強(qiáng)強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng)。金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)與與O2的反應(yīng)越來(lái)越劇烈的反應(yīng)越來(lái)越劇烈,產(chǎn)物更加復(fù)雜產(chǎn)物更加復(fù)雜,如如Li與與O2反應(yīng)只反應(yīng)只能生成能生成Li2O,Na與與O2反應(yīng)還可以生成反應(yīng)還可以生成Na2O2,而而K與與O2反應(yīng)能反應(yīng)能夠生成夠生成KO2等。等。(3)與與H2O的反應(yīng)越來(lái)越劇烈的反應(yīng)越來(lái)越劇烈,如如K與與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸微爆炸,Rb與與Cs遇

10、水發(fā)生劇烈爆炸。遇水發(fā)生劇烈爆炸。(4)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)。最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)。堿金屬元素性質(zhì)具有相似性和遞變性的原因是什么堿金屬元素性質(zhì)具有相似性和遞變性的原因是什么?提示提示:原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)。堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)相原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)。堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)相似似,最外層均有一個(gè)電子最外層均有一個(gè)電子,均易失電子均易失電子,故它們的單質(zhì)具有較強(qiáng)故它們的單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性。另外的還原性。另外,由于隨核電荷數(shù)的增加由于隨核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)逐漸增多電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大原子半徑逐漸增大,導(dǎo)致失電子能力逐漸增強(qiáng)導(dǎo)致失電子能力逐漸增強(qiáng),

11、單質(zhì)還原性增單質(zhì)還原性增強(qiáng)強(qiáng),化學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)出一定的遞變性?；瘜W(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)出一定的遞變性。典例剖析下列各組比較不正確的是下列各組比較不正確的是()。A.鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈B.還原性還原性:KNaLi,故故K可以從可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉溶液中置換出金屬鈉C.熔點(diǎn)熔點(diǎn):LiNaKD.堿性堿性:LiOHNaOHNaLi,但但K不能置換出不能置換出NaCl溶液中的溶液中的Na,而是先與而是先與H2O反應(yīng)反應(yīng);C中堿金屬元素從中堿金屬元素從Li到到Cs,單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低,即即單質(zhì)的熔點(diǎn)順序?yàn)閱钨|(zhì)的熔點(diǎn)順序?yàn)長(zhǎng)iNaKRbCs;D中從中從Li

12、到到Cs,堿金屬元堿金屬元素的金屬性逐漸增強(qiáng)素的金屬性逐漸增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性依次最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性依次增強(qiáng)增強(qiáng),即堿性即堿性LiOHNaOHKOHRbOHHClHBrHI;還原性還原性:HFHClHBrHBrO4HIO4。3.鹵素的特性。鹵素的特性。(1)氟元素?zé)o正價(jià)氟元素?zé)o正價(jià),無(wú)含氧酸。無(wú)含氧酸。F-的還原性極弱。的還原性極弱。(2)Br2在常溫下是唯一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。在常溫下是唯一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。(3)碘為紫黑色固體碘為紫黑色固體,易升華易升華,淀粉遇淀粉遇I2變藍(lán)色。變藍(lán)色。(4)氫氟酸為弱酸氫氟酸為弱酸,而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強(qiáng)酸。而鹽酸、氫溴

13、酸、氫碘酸為強(qiáng)酸。(1)氯氣能從氯氣能從NaBr溶液中置換出溶液中置換出Br2,F2比比Cl2活潑活潑,F2能否從能否從NaBr溶液中置換出溶液中置換出Br2?提示提示:因?yàn)橐驗(yàn)镕2能與能與H2O發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)(2F2+2H2O4HF+O2),所以所以F2不能從其他鹵化物的溶液中置換出鹵素單質(zhì)不能從其他鹵化物的溶液中置換出鹵素單質(zhì)。(2)如何如何從從原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)上上理解鹵素從上到下單質(zhì)的氧化性逐漸理解鹵素從上到下單質(zhì)的氧化性逐漸減弱減弱?提示提示:鹵素從上到下原子核外電子層數(shù)逐漸增多鹵素從上到下原子核外電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑原子半徑逐漸增大逐漸增大,核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱核對(duì)

14、最外層電子的吸引力逐漸減弱,所以原子得電所以原子得電子的能力逐漸減弱子的能力逐漸減弱,單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。典例剖析下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是()。A.F、Cl、Br原子的最外層電子數(shù)都是原子的最外層電子數(shù)都是7,次外層電子數(shù)都次外層電子數(shù)都是是8B.從從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實(shí)酸性遞增的事實(shí),推出推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增規(guī)律的非金屬性遞增規(guī)律C.酸性酸性:HFO4HClO4HBrO4HIO4D.密度密度:F2Cl2Br2I2答案答案:D解析解析:F的次外層電子數(shù)為的次外層電子數(shù)為2,Br的次外層電子數(shù)為的次外層電子數(shù)為18,A項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤

15、誤;元素的非金屬性強(qiáng)弱可以根據(jù)其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化元素的非金屬性強(qiáng)弱可以根據(jù)其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱比較物的酸性強(qiáng)弱比較,不能根據(jù)氫化物的酸性強(qiáng)弱比較不能根據(jù)氫化物的酸性強(qiáng)弱比較,B項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤誤;F無(wú)正化合價(jià)無(wú)正化合價(jià),不能形成不能形成HFO4,C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤;由鹵素單質(zhì)的物理由鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)可知性質(zhì)可知,D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。學(xué)以致用下列關(guān)于鹵素下列關(guān)于鹵素(用用X表示表示)的敘述中正確的是的敘述中正確的是()。A.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2OHXO+HX表示表示B.HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)的增加而增強(qiáng)的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)的增加而增強(qiáng)C.鹵素單

16、質(zhì)的顏色從鹵素單質(zhì)的顏色從F2到到I2逐漸加深逐漸加深D.X-的還原性依次為的還原性依次為F-Cl-Br-ClBrI,非金屬性越強(qiáng)非金屬性越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定氫化物越穩(wěn)定,則它們氣態(tài)氫化物則它們氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸減弱的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,D正確。正確。4.(雙選雙選)下列有關(guān)堿金屬元素的敘述正確的是下列有關(guān)堿金屬元素的敘述正確的是()。A.堿金屬單質(zhì)均為銀白色堿金屬單質(zhì)均為銀白色,密度均小于水密度均小于水B.堿金屬單質(zhì)從堿金屬單質(zhì)從Li到到Cs,熔點(diǎn)依次降低熔點(diǎn)依次降低C.氫氧化銫的堿性強(qiáng)于氫氧化鈉的堿性氫氧化銫的堿性強(qiáng)于氫氧化鈉的堿性D.堿金屬元素形成的陽(yáng)離子堿金屬元素形成的陽(yáng)離子,從從L

17、i+到到Cs+的氧化性依次的氧化性依次增強(qiáng)增強(qiáng)答案答案:BC解析解析:Rb和和Cs的密度大于水的密度大于水,Cs略帶金色光澤略帶金色光澤,Li、Na、K和和Rb都是銀白色的都是銀白色的,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤;堿金屬單質(zhì)從堿金屬單質(zhì)從Li到到Cs,熔點(diǎn)依次降低熔點(diǎn)依次降低,還原性依次增強(qiáng)還原性依次增強(qiáng),形成的陽(yáng)離子的氧化性依次減弱形成的陽(yáng)離子的氧化性依次減弱,對(duì)應(yīng)的氫對(duì)應(yīng)的氫氧化物堿性依次增強(qiáng)氧化物堿性依次增強(qiáng),B、C正確正確,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。5.向含有向含有NaBr和和KI的混合溶液中通入過(guò)量的混合溶液中通入過(guò)量Cl2,充分反應(yīng)后將充分反應(yīng)后將溶液蒸干并灼燒所得物質(zhì)溶液蒸干并灼燒所得物質(zhì),最后剩余的固體是最后剩余的固體是()。A.NaCl和和KIB.NaCl、KCl、I2C.KCl和和NaBrD.KCl和和NaCl答案答案:D解析解析:過(guò)量的過(guò)量的Cl2將將I-、Br-從溶液中完全置換出來(lái)從溶液中完全置換出來(lái),在蒸干、灼在蒸干、灼燒過(guò)程中溴揮發(fā)、碘升華燒過(guò)程中溴揮發(fā)、碘升華,所得固體為所得固體為NaCl和和KCl。6.(1)在在HF、HCl、HBr、HI中最不穩(wěn)定的是中最不穩(wěn)