4.1.3 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)-堿金屬（教學(xué)課件）

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界必修第一冊(cè)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

經(jīng)常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因?yàn)樗麄冎g存在著某種內(nèi)在聯(lián)系。那么，這種內(nèi)在的聯(lián)系是什么呢？我們將從他們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行探討。思考交流元素化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系原子最外層電子數(shù)特點(diǎn)得失電子情況化學(xué)性質(zhì)稀有氣體元素都為8(氦為2)不易__________金屬元素一般

4易____________非金屬元素一般

4易____________得失穩(wěn)定＜失去不穩(wěn)定≥得到不穩(wěn)定由上表可知，原子結(jié)構(gòu)決定元素的

。化學(xué)性質(zhì)

學(xué)習(xí)

目標(biāo)PART01PART02PART03第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)——堿金屬知道堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。能說出堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的相似性及遞變性。初步學(xué)會(huì)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，推測(cè)元素的化學(xué)性質(zhì)。Rb堿金屬元素單質(zhì)一、堿金屬元素：原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)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(xué)性質(zhì)很活潑，在自然界中都以化合態(tài)存在。填寫下表，并回答相應(yīng)問題元素名稱元素符號(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）鋰

0.152鈉

0.186鉀

0.227銣

0.248銫

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456

(1)在周期表中，從上到下堿金屬元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點(diǎn)？(2)觀察堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它們的原子核外電子排布有什么特點(diǎn)？核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大隨著核電荷數(shù)遞增，電子層數(shù)增加，但最外層電子數(shù)都是1【思考與討論】思考：從結(jié)構(gòu)推斷堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)是否也具有相似性？填寫下表，并回答相應(yīng)問題元素名稱元素符號(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）鋰

0.152鈉

0.186鉀

0.227銣

0.248銫

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456從上到下堿金屬元素的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點(diǎn)？核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大填寫下表，并回答相應(yīng)問題元素名稱元素符號(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）鋰

0.152鈉

0.186鉀

0.227銣

0.248銫

0.265LiNaKRbCs3111937551111123456他們的原子核外電子排布有什么特點(diǎn)？隨著核電荷數(shù)遞增，電子層數(shù)增加，但最外層電子數(shù)都是1從哪一點(diǎn)可以推測(cè)出堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)具有相似性？最外層電子數(shù)相同實(shí)驗(yàn)探究：堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)的比較已有知識(shí)：鈉的化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng)：與水反應(yīng)：4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑合理推測(cè)：結(jié)合鋰、鈉、鉀的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)測(cè)鋰、鉀可能具有的與鈉相似的化學(xué)性質(zhì)？鋰、鈉、鉀的原子核外最外層電子數(shù)都是1個(gè)，應(yīng)該表現(xiàn)相似的化學(xué)性質(zhì)，所以鋰、鉀與氧氣、水應(yīng)該都能發(fā)生反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究：堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)的比較已有知識(shí)：1.與氧氣反應(yīng)：2.與水反應(yīng)：2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑合理推測(cè)：結(jié)合鈉、鉀的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)測(cè)鉀可能具有哪些與鈉相似的化學(xué)性質(zhì)？請(qǐng)你預(yù)測(cè)一下。A.鉀與氧氣、水都能發(fā)生反應(yīng)回憶第二章學(xué)過的知識(shí)，鈉有哪些化學(xué)性質(zhì)？B.鉀與氧氣、水都不能發(fā)生反應(yīng)C.鉀與氧氣、水中的其中一個(gè)能發(fā)生反應(yīng)鉀與氧氣在加熱條件下的反應(yīng)現(xiàn)象是：鉀先熔化成小球，再劇烈燃燒，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰。演示實(shí)驗(yàn)：鉀在空氣中的燃燒演示實(shí)驗(yàn)：鉀與水的反應(yīng)鉀與水的反應(yīng)現(xiàn)象是:：浮、熔、游、響（輕微爆炸聲并著火燃燒）、紅2K+2H2O=2KOH+H2↑（1）鈉鉀有哪些相似的化學(xué)性質(zhì)？分析結(jié)論：（2）比較鈉鉀與水反應(yīng)的難易程度。都與氧氣、水反應(yīng)鉀的反應(yīng)更劇烈鋰與水呢？你能推斷出鋰與水反應(yīng)的難易程度嗎？鋰與水反應(yīng)很緩慢（1）鈉鉀有哪些相似的化學(xué)性質(zhì)？（2）比較鈉鉀與水反應(yīng)的難易程度。都與氧氣、水反應(yīng)鉀的反應(yīng)更劇烈鋰與水反應(yīng)很緩慢（3）堿金屬與水反應(yīng)的難易程度與其原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)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(zhì)的活動(dòng)性增強(qiáng)，其與水反應(yīng)應(yīng)該變得越來越容易（3）通過比較堿金屬與水反應(yīng)的難易程度，你能發(fā)現(xiàn)與它們的原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？由此，你能推斷出堿金屬的化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)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(duì)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(qiáng)，金屬性（還原性）逐漸增強(qiáng)。堿金屬元素的相似性都容易失去1個(gè)電子，都表現(xiàn)出還原性，都能與氧氣、水反應(yīng)堿金屬元素的遞變性：與O2、H2O的反應(yīng)的反應(yīng)越來越劇烈，由鋰到銫，還原性逐漸增強(qiáng)。分析結(jié)論：（1）堿金屬元素的相似性結(jié)論：堿金屬元素的原子最外層都只有1個(gè)電子，在反應(yīng)中容易失去，所以他們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與氧氣、水反應(yīng)（2）堿金屬元素的遞變性：4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑隨著核電荷數(shù)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(duì)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(qiáng)，即由鋰到銫，金屬性逐漸增強(qiáng)。堿金屬性質(zhì)的相似性和遞變性(1)相似性歸納整理(1)遞變性具體情況如下：①與氧氣反應(yīng)從Li→Cs，與氧氣反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜。如Li與O2生成Li2O，Na與O2生成Na2O、Na2O2，K與O2生成K2O、KO2。②與H2O(或酸)的反應(yīng)從Li→Cs，與H2O(或酸)反應(yīng)越來越劇烈。如K與H2O反應(yīng)能發(fā)生輕微爆炸，則Rb、Cs遇水會(huì)發(fā)生爆炸。

堿金屬性質(zhì)的相似性和遞變性歸納整理討論和解釋1.從堿金屬原子結(jié)構(gòu)的角度解釋。(1)堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性。提示堿金屬元素的最外層電子數(shù)相同，都是1個(gè)電子，故它們的化學(xué)性質(zhì)相似。(2)堿金屬元素的性質(zhì)具有遞變性。提示隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子失電子的能力逐漸增強(qiáng)。堿金屬元素的主要物理性質(zhì)元素名稱元素符號(hào)核電荷數(shù)顏色和狀態(tài)密度g/cm3熔點(diǎn)OC沸點(diǎn)OC鋰Li3銀白色,柔軟0.534180.51347鈉Na11銀白色,柔軟0.9797.81882.9鉀K19銀白色,柔軟0.8663.65774銣Rb37銀白色,柔軟1.53238.89688銫Cs55略帶金色光澤,柔軟1.87928.40678.4堿金屬在物理性質(zhì)上也表現(xiàn)出一些相似性和遞變性。密度增大反常熔點(diǎn)降低沸點(diǎn)降低課堂小結(jié)堿金屬元素的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)名稱相似性遞變性最外層電子數(shù)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)電子層數(shù)密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)元素性質(zhì)鋰Li鈉Na鉀K銣Rb銫Cs1軟白輕低導(dǎo)單質(zhì)具有強(qiáng)還原性，可與氧氣、水等反應(yīng)逐漸增多呈增大趨勢(shì)逐漸降低逐漸降低金屬性逐漸增強(qiáng)(1)從鋰到銫，堿金屬元素單質(zhì)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(shù)增加，其單質(zhì)與水反應(yīng)越來越劇烈(

)(4)堿金屬元素單質(zhì)都應(yīng)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(tài)存在(

)判斷正誤×√××××一般情況下，元素的金屬性強(qiáng)弱可以從其單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)置換出氫的難易程度來判斷，也可以從它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱來判斷，請(qǐng)寫出Li→Cs，氫氧化物堿性由弱至強(qiáng)的順序?yàn)開______________________________。深度思考LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH(2)堿金屬化學(xué)性質(zhì)遞變性1.已知銣(Rb)是37號(hào)元素，其相對(duì)原子質(zhì)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)。應(yīng)用體驗(yàn)五大(2)銣單質(zhì)性質(zhì)活潑，寫出它與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。銣單質(zhì)易與水反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為________________________________，銣與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)______(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＋Cl22Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑劇烈底大(3)同主族元素的同類化合物的化學(xué)性質(zhì)相似，寫出過氧化銣與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O