1、第3课时原子结构与元素的性质学习目标核心素养1通过教材表格中的原子结构信息，知道碱金属元素、卤族元素的原子结构及特点。2认识碱金属、卤族元素两典型金属与非金属元素族在化学性质的相似性及递变性。3学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质，掌握结构与性质的内在联系。通过对“原子结构与元素性质”的学习，培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识等方面的能力。新课情境呈现 人体中的化学元素我们人体是一个有机体，主要是由碳、氢、氧元素组成的，除此之外，在人体组织和体液中含有很多其他的元素，某些元素在人体中的含量虽然不高，但却都是人体中不能缺少的元素。你知道人体中所含的各元素的原子结
2、构吗？它们具有什么样的性质呢？课前素能奠基 知识回顾 1碱金属元素包括_Li、Na、K、Rb、Cs_(填写元素符号)等元素，它们都处于元素周期表中第_A_族；卤族元素包括_F、Cl、Br、I_(填写元素符号)等元素，它们都处于元素周期表中第_A_族。2钠与水反应的离子方程式为_2Na2H2O=2Na2OHH2_。钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为_Na2O_、_Na2O2_。3氯气与氢气反应的条件是_点燃或光照_。新知预习 一、元素的性质1金属性金属元素的原子最外层电子一般少于_4_个，在化学反应中容易_失去电子_，具有_金属性_。即元素的金属性是指元素的原子所具有的_失去电子_的
3、能力。2非金属性非金属元素的原子最外层电子一般多于_4_个，在化学反应中容易_得到电子_，具有_非金属性_。即元素的非金属性是指元素的原子所具有的_得到电子_的能力。二、碱金属元素1碱金属元素的原子结构元素名称_锂_钠_钾_铷_铯_元素符号_Li_Na_K_Rb_Cs_原子结构示意图_原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265结论(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是_1_。(2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐_增多_，原子半径逐渐_增大_。2碱金属单质的化学性质(1)钠、钾与氧气反应比较实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧
4、更剧烈。反应方程式：2NaO2Na2O2、KO2KO2。实验结论：金属的活泼性：K_Na。(2)钠、钾与水反应的比较碱金属单质钠钾实验操作实验现象相同点_金属浮在水面上_；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色不同点_钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧_碱金属单质钠钾实验原理_2Na2H2O=2NaOHH2_2K2H2O=2KOHH2_实验结论与水反应剧烈程度：K_Na；金属的活泼性：K_Na。3碱金属单质的物理性质元素Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外，其余都呈_银白_色，它们都比较软，有延展性，密度较_小_，熔点较_低_，导电、导热性强递变规律
5、密度逐渐_增大_(钠、钾反常)熔、沸点逐渐_降低_个性特点铯略带金属光泽；锂的密度比煤油的小；钠的密度比钾大三、卤族元素1卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态_淡黄绿_色气体_黄绿_色气体_深红棕_色液体_紫黑_色固体密度逐渐_增大_熔、沸点逐渐_升高_2卤素的原子结构特点相同点卤族元素位于周期表第_A_族；最外层上都有_7_个电子。递变性从FI核电荷数依次_增大_，电子层数依次_增多_，原子半径依次_增大_。3卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处_H2F2=2HF_很稳定Cl2光照或点燃_H2Cl22HCl_较稳定Br2加热_H2
6、Br22HBr_不如氯化氢稳定I2不断加热_H2I22HI_不稳定结论从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐_升高_，反应剧烈程度依次_减弱_，生成气态氢化物的稳定性依次_减弱_。(2)卤素单质之间的置换反应实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_橙红_色_Cl22KBr=2KClBr2_静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_紫红_色_Cl22KI=2KClI2_静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_紫红_色_Br22KI=2KBrI2_结论Cl2I2氧化性逐渐_减弱_，相应的卤素离子还原性逐渐_增强_四、同主族元素的性质与原子结构的关系应用体验 1下列关于碱金
7、属元素和卤素的说法中错误的是(D)A随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大B碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子能力最强C钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈解析：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属族失电子能力增强，与水反应越来越强，非金属族得电子能力减弱，与H2O反应越来越难，D项错误，A、B、C正确。2锂(Li)是一种银白色的金属元素，质软，是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等，锂电池或锂离子电池备受人们推崇。锂(Li)不可能具有的性质是(D)A锂在空气中燃烧只会生成氧化锂B锂很软，用
8、小刀可以切割C锂的熔点比金属铯高D金属锂可以保存在煤油或液体石蜡中解析：锂较其他碱金属活泼性差，燃烧生成氧化锂，A正确；碱金属都很软，可用小刀切割，B正确；碱金属由Li到Cs熔点逐渐降低，C正确；金属锂的密度比煤油的小，所以不能保存在煤油中，D不正确。3最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研制出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第A族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：(1)铯的原子核外共有_6_层电子，最外层电子数为_1_，铯的原子序数为_
9、55_。(2)铯单质与水剧烈反应，放出_无_色气体，同时使紫色石蕊试液显_蓝_色，因为_2Cs2H2O=2CsOHH2_(写出化学方程式)。(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_强_(填“弱”或“强”)。解析：根据原子核外电子排布规律，结合铯在元素周期表中的位置知：铯原子核外电子分六层排布，分别是2、8、18、18、8、1，原子序数是55，最外层只有1个电子。铯与钠同主族，具有极强的金属性。与水反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs2H2O=2CsOHH2，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊试液变蓝色。要点归纳 课堂素能探究 知识点碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性问题探究：1Li、Na、K在空气中燃
10、烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)说明什么问题？如何保存单质钾？2请结合碱金属元素的原子结构的递变性探究其单质化学性质的递变性。探究提示：1说明Li、Na、K活动性依次增强；保存钾时保存在煤油中，以避免与空气中的O2、H2O反应。2碱金属元素原子的最外层电子数都相等，但从Li到Cs，随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。知识归纳总结：1相似性2递变性具体情况如下(按从LiCs的顺序)：(1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增强。与O2反应越来越剧烈，产物也更加复杂，Li只生成Li2O，Na能生
11、成Na2O和Na2O2，K则能生成K2O、K2O2、KO2等。与水反应越来越剧烈，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生剧烈爆炸。(2)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。点拨：Na、K与盐溶液的反应Na、K投入盐溶液中时，不是从溶液中置换出相对不活泼的金属，而是先与水发生反应：2R2H2O=2ROHH2，然后生成的碱再与盐发生复分解反应(若不满足发生复分解反应的条件，只发生第一步反应)。典例1(2020潍坊高一检测)下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是(D)A氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强B铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气CCs的还
12、原性比Na强，故Na的氧化性大于CsDCs2CO3不易溶于水解析：Cs的最外层电子数是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na的得电子能力比Cs强，C项正确；因为Na2CO3、K2CO3均易溶于水，所以Cs2CO3也易溶于水，D项错误。素养应用1铷元素广泛用于特种玻璃、医学、能源等领域。其中在高科技领域显示了广阔的应用前景。锂云母是提取铷的重要原料。我国的锂云母主要分布于江西宜春、湖南正冲、广西栗木等地。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：(1)铷(Rb)
13、位于元素周期表的第_五_周期_A_族。(2)关于铷的结构和性质判断正确的是_(填序号)。与水反应比钠剧烈原子半径比钠小氧化物暴露在空气中易吸收CO2阳离子最外层电子数和镁原子相同是还原剂解析：(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期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，根据同主族元素性质的递变规律知，Rb的金属性比Na强，故正确。知识点卤族元素性质的相似性和递变性问题探究：1由F、Cl、Br、I的原子结构推测它们得失电子能力大小。2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？探究提示：1它们最外层都有7个电子，都易得一个电子达到稳定结构
14、，但它们的原子半径依次增大，得电子能力逐渐减弱。2F2的氧化性强于Cl2，但由于F2易与H2O反应：2F22H2O=4HFO2，故F2通入NaCl溶液中得到O2而不是Cl2。知识归纳总结：1相似性：2递变性：具体情况如下：(1)与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，氢化物还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：HFHClHBrHI；还原性：HFHClHBrHI；酸性：HFHClHBrHI。(2)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4HBrO4HIO4。点拨：卤素单质性质中的特殊情况(1)F2能与水反应，反应方程式为2F22H2O=4HFO2。因此，F2不能从溶液
15、中置换出其他卤素单质。(2)通常情况下，氟没有正价，所以氟没有含氧酸。(3)溶解性：通常情况下，除F2外，卤素单质在水中的溶解度都不大，但是均易溶于有机溶剂。(4)卤素单质都有毒，液溴易挥发，保存时常用水密封。(5)溴单质在常温下是唯一一种液态非金属单质。(6)碘为紫色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。(7)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。典例21826年，法国的一位青年波拉德把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通氯气，这时，就得到紫黑色的固体碘晶体。他发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。详细地进行研究后证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。
16、科学家把这种新元素称为“溴”。德国著名的化学家李比希也做过和波拉德相似的实验，看到过这一奇怪的现象，所不同的是，李比希没有深入地钻研下去，只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)通氯气时，氯和碘形成的化合物。因此，他只是往瓶子上贴了一张“氯化碘”的标签就完了，从而与溴元素失之交臂，没有发现这一新的元素。(1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。(2)比较Cl、Br、I的还原性强弱，并从原子结构角度解释原因。答案：(1)Cl22Br=Br22Cl，Cl22I=I22Cl(2)Cl、Br、I的还原性：ClBrHClO2HBrO4HIO4D砹属于卤族元素，位于第六周期，根据卤素性质的相似
17、性，砹微溶于水，易溶于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；元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化物的酸性强弱比较，B项错误；F无正化合价，不能形成HFO4，C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正确。3(2021实验中学高一)镭是元素周期表中第七周期A族元素，关于其叙述不正确的是(A)A镭的金属性比钙弱B单质能与水反应生成H2C在化合物中呈2价D碳酸镭难溶于水解析：同主族金属元素从上至下金属性增强，镭位于钙下面，镭的金属性比钙强，所以选A。4已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题：(1)铷位于第_五_周期，其原子半径比钠元素的原子半径_大_(填“大”或“小”)。(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：_2RbCl22RbCl_。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为_2Rb2H2O=2Rb2OHH2_实验表明，铷与水反应比钠与水反应_剧烈_(填“剧烈”或“缓慢”)；反应过程中铷在水_底_(填“面”或“底”)与水反应，原因是_铷的密度比水的密度大_。(3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：_2Rb2O22CO2=2Rb2CO3O2_。
