1、第2课时元素的性质与原子结构一、碱金属1碱金属元素的原子结构及特点(1)原子结构示意图 (2)结构特点相同点：最外层电子数都是1。递变性：从LiCs，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大。2单质的物理性质3.单质的化学性质(1)实验探究锂、钠与O2的反应Li、Na在加热条件下分别与O2反应：4LiO22Li2O、2NaO2Na2O2。锂与O2的反应比钠更简单。钾、钠与H2O的反应(2)结论碱金属单质化学性质相似。随着原子序数的递增，碱金属元素金属性逐渐增强。二、卤族元素(一)卤族元素的性质与原子结构之间的关系1卤族元素原子结构的相似性和递变性2.卤族元素的原子结构与性质的关系原
2、子结构的相似性决定元素性质的相似性卤族元素最外层上都有7个电子，所以在反应中都易得到1个电子达到8电子稳定结构，因而单质有较强的氧化性，在反应中常作氧化剂而被还原。原子结构的递变性决定元素性质的递变性从F到I，随着核电荷数的增加，原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。因此卤族元素的原子得到电子的能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，卤族元素的非金属性逐渐减弱。(二)卤素单质物理性质的相似性和递变性(三)卤素单质化学性质的相似性和递变性1卤素单质与氢气的反应2卤素单质间的置换反应三、同主族元素的性质与原子结构的关系1元素性质的影响因素元素的性质主要与原子核外电
3、子的排布，特别是与最外层电子数有关。2同主族元素性质的递变规律探究点一碱金属元素 碱金属元素包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)。 1碱金属元素的原子结构相似性：最外层电子数都是1。差异性和递变性：随着3Li、11Na、19K、37Rb、55Cs核电荷数的递增，核外电子层数增多，原子半径逐渐增大。2单质的物理性质相似性：都是银白色(铯略带金色光泽)的固体，柔软，密度小，熔点低，有较强的导热、导电性能。差异性和递变性：随着碱金属核电荷数递增，碱金属熔、沸点逐渐降低(与卤族单质相反)，密度逐渐增大，Li、Na、K的密度小于1 gcm3，Rb、Cs的密度大于1 gcm3，特殊
4、性表现为(K)Cs。D项，Cs的金属性强于Na的。答案D下列对碱金属的叙述，不正确的是(A)钾通常保存在煤油中，以隔绝与空气的接触碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿碱金属中还原性最强的是钾碱金属阳离子，氧化性最强的是Li碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越高ABCD解析：中碱金属不可直接用手拿，否则会和手上的汗水反应生成强碱而腐蚀皮肤；碱金属中还原性最强的不是钾；从Li到Cs，密度呈增大趋势，但K的密度小于Na；碱金属的熔、沸点越来越低。所以错，选A。探究点二卤族元素的相似性、递变性和特性 1相似性(1)与H2反应：X2H22
5、HX(2)与活泼金属(如Na)反应：2NaX22NaX(3)与H2O反应(4)卤素单质与变价金属(如Fe)反应2递变性(1)按由F到I的顺序，单质的非金属性逐渐减弱。(2)F、Cl、Br、I的还原性逐渐增强。(3)氢化物的稳定性：HFHClHBrHI(4)氢化物的还原性：HFHClHBrHBrO4HIO4，F无正价，故无含氧酸。(6)密度：卤族元素，自上而下，单质的密度逐渐增大。(7)熔、沸点：卤族元素与碱金属元素相反，自上而下，单质的熔、沸点逐渐升高。(8)溶解性：除F2外，卤素单质在水中的溶解度均不大，均易溶于有机溶剂。3特性(1)卤族元素是最外层电子数最多的主族元素，卤族是唯一全部由非金
6、属元素构成的主族，卤素的非金属性比同周期其他元素都强。(2)氟是最活泼的非金属，单质的氧化性最强，氟离子(F)很难被氧化。氟元素在化合物中的化合价只有1，无正价，常温下氟气与水剧烈反应且不同于其他卤素(产物不同，原理不同)，不能从其他卤化物的水溶液中置换出其他卤素(先与水发生置换反应)，能与稀有气体反应(常见的产物均为白色)。(3)溴在常温下为红棕色液体(唯一的液态非金属单质)，极易挥发产生红棕色且有毒的溴蒸气。实验室通常将溴密闭保存在阴冷处，不能用橡皮塞，盛有液溴的试剂瓶内常加适量水。 (4)碘是紫黑色固体，具有金属光泽，易升华(常用于分离提纯碘)、易吸潮(遇铁在水催化下易反应，故盛放碘的瓶
7、子不能用铁盖)，使淀粉变蓝色(常用来检验碘的存在)，碘的氧化性较其他卤素弱，与变价金属铁反应生成FeI2而不是FeI3。(5)氢氟酸为弱酸，有剧毒，能腐蚀玻璃，实验室中常用铅制或塑料瓶容器保存氢氟酸。1.根据卤族元素的性质分析，将F2通入NaCl溶液中得到什么气体？提示：F2的氧化性大于Cl2，但由于F2与水发生反应：2F22H2O=4HFO2，F2不与溶液中的Cl反应，故F2通入NaCl溶液中得到的是O2而不是Cl2。2已知还原性IBrClF，试从原子结构的角度分析原因。提示：还原性即微粒失去电子的能力。按IBrClF的顺序，离子的半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大，失去电子的
8、能力逐渐减弱，故还原性逐渐减弱。例2下列关于卤族元素性质的叙述正确的是(按从F到I的顺序)()单质的氧化性逐渐增强单质的颜色逐渐加深气态氢化物的稳定性逐渐增强单质的沸点逐渐升高阴离子的还原性逐渐增强ABCD思路分析解答本题的关键是要抓住卤族元素的递变性。解析F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱，其对应阴离子F、Cl、Br、I的还原性逐渐增强，故错误，正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色逐渐加深，正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，错误；在通常情况下，F2、Cl2、Br2、I2的状态变化为气态液态固态，其沸点逐渐升高，正确，故答案为C。答案C甲
9、、乙、丙三种溶液各含有一种X(X为Cl、Br、I)，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙中，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有(B)ABr、Cl、IBBr、I、ClCI、Br、ClDCl、I、Br解析：熟知有关卤素知识：单质氧化性为Cl2Br2I2，而对应阴离子的还原性为IBrCl；碘单质可使淀粉变蓝色，溴水颜色为橙色。由此可推出甲中加淀粉溶液和新制的氯水后变为橙色，说明甲中含有Br，再加入丙溶液无明显变化，则说明丙中无I。1下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序叙述中不正确的是(C)A碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去电子表现出强还原性B单质的熔
10、点和沸点依次递减C单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物D原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强解析：根据碱金属的原子结构示意图，看出碱金属原子最外层都只有一个电子，原子半径逐渐增大，在化学反应中容易失去最外层电子表现出强还原性；它们与水反应的剧烈程度逐渐增强；根据碱金属的物理性质变化规律，碱金属单质的熔沸点逐渐降低；金属锂在氧气中燃烧生成普通氧化物：4LiO22Li2O。2钠和铯都是碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述中不正确的是(B)A其单质在常温下与H2O的反应比Na更剧烈B其单质能从NaCl水溶液中置换出NaCCsOH属于强碱，其碱性强于NaOHD其单质极易被
11、氧化，可保存在煤油中解析：铯与钠同属碱金属元素，化学性质相似，随着核电荷数增加和原子半径增大，铯比钠金属活动性更强，单质的还原性更强，单质更易被氧化，氢氧化物碱性也更强，A、C、D三项均正确。由于铯与水剧烈反应，生成氢氧化铯和氢气，故它不能从NaCl溶液中置换出Na，B项错误。3卤素是最活泼的一族非金属，下列关于卤族元素的说法正确的是(C)A卤素单质的最外层电子数都是7B从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小C从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱D卤素单质与H2化合的容易程度为F2Cl2Br2Cl2Br2I2，故D项错误。4下列说法正确的是(C)A
12、F、Cl、Br的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8B随着原子序数的递增，HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐减弱C卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加电子层数增多原子半径增大起主要作用D砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，砹易溶于水，难溶于CCl4解析：F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A项错误；HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐增强，B项错误；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D项错误。5已知“类卤素”性质与Cl2相似，卤素与“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为F2(OCN)2Cl2Br2(
13、CN)2(SCN)2I2(SeCN)2。则下列叙述中不正确的是(A)AI22SCN=2I(SCN)2在溶液中能进行BCl22CN=2Cl(CN)2在溶液中能进行C离子还原性：FOCNBrI2，则2I(SCN)2=I22SCN在溶液中能进行，I22SCN=2I(SCN)2在溶液中不能进行。B.氧化性Cl2(CN)2，则Cl22CN=2Cl(CN)2在溶液中能进行。C.氧化性F2(OCN)2Br2(SCN)2，则离子还原性FOCNBrBr2I2。8最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问
14、题：(1)铷(37Rb)位于周期表的第五周期第A族。(2)关于铷的结构和性质判断正确的是(D)与水反应比钠强烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和镁相同它是还原剂ABCD(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是(D)A氢化铷溶于水显酸性B氢化铷中氢离子被还原为氢气C氢化铷与水反应时，水是还原剂D氢化铷中氢离子最外层有两个电子(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是(AB)ALiBNa CKDCs解析：(1)由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图如右图，Rb应位于第五周期第A族。(2)由Rb的原子结构示意图可知不正确；又因Na和Rb同主族，根据同主族元素的性质递变规律知，Rb的金属性比Na强，故正确。(3)由反应RbHH2O=RbOHH2可知，水中氢元素的化合价由1价降低为零价，水作氧化剂，而RbH中的氢元素的化合价升高，由1价变为零价，RbH作还原剂，H核外有两个电子，D正确。(4)设该合金的平均相对原子质量为M，则根据电子得失守恒定律得12, M25，因Mr(Rb)25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na，答案为A、B。
