第2课时元素的性质和原子结构

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1、成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修,物质结构 元素周期律,第一章,第一节 元素周期表 第2课时 元素的性质和原子结构,第一章,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在周期表中的位置吗？它们具有什么样的性质呢？,学习目标 1了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。 2了解碱金属、卤素原子的结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 3了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释。,新知预

2、习 1碱金属元素原子的最外层都有_个电子，都是活泼的金属；且随核电荷数增加，电子层数逐渐_，原子半径逐渐_，金属性逐渐_。 2碱金属单质的物理性质：都有_的金属光泽，质_，密度_，熔点_，导电性和导热性都_；随着核电荷数增加，碱金属单质的熔、沸点逐渐_，密度逐渐_特殊的(K)(Na)。,增多,增大,增强,银白色,软,小,低,很强,降低,增大,3卤素原子的最外层都有_个电子，易_1个电子形成8个电子的稳定结构，因此卤素具有较强的_性。卤素按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，与氢气反应的剧烈程度_，生成的氢化物的稳定性_，最高价氧化物对应的水化物的酸性_(F没有氧化物)。卤素间的置换反应：Cl2、

3、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序为_，并由此预测F2的氧化性比Cl2_。,7,获得,氧化,逐渐减弱,逐渐减弱,逐渐减弱,强,Cl2Br2I2,自主探究 1钾比钠的金属性强，钾能否把钠从NaCl溶液中置换出来？F2的氧化性比Cl2强，那么F2能否把Cl2从NaCl溶液中置换出来？ 提示：都不行，因为K、F2都能与H2O发生反应，2K2H2O=2KOHH2，2F22H2O=4HFO2。,2课本卤素单质的置换反应中有三组实验来说明Cl2、Br2、I2氧化性强弱，若只选两组，应是哪两组？各卤素离子的还原性又如何？ 提示：应选氯水与NaBr溶液和溴水与KI溶液。对应单质的氧化性越强，相应离子的还原性越弱

4、，因氧化性Cl2Br2I2，故其离子的还原性为ClBrI。,教材点拨 1碱金属元素原子结构的相似性与递变性,碱金属,2碱金属元素单质的物理性质的相似性和递变性 (1)相似性：除铯(略带金属光泽)外，其余均呈银白色，较柔软，有延展性，密度较小，熔点较低，导热性和导电性都很好。 (2)递变性：从Li到Cs密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔沸点逐渐降低。,3碱金属元素单质的化学性质的相似性和递变性 (1)相似性 与O2反应生成相应的氧化物，如Li2O、Na2O等。 与Cl2反应生成RCl，如NaCl、KCl等。 与H2O反应，能置换出H2O中的氢，反应通式为： 2R2H2O=2ROHH2。 与非氧化性酸

5、反应，生成H2，反应通式为： 2R2H=2RH2(R表示碱金属元素)。,(2)递变性 从锂到铯，随核电荷数增多，其电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，使其性质表现差异性、递变性；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，还原性逐渐增强。 与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂。如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。 与H2O的反应越来越剧烈。如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸。Rb、Cs遇水立即燃烧、爆炸，生成H2。 对应离子的氧化性依次减弱，即LiNaKRbCs。,温馨提示：因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故不能在

6、溶液中置换不活泼的金属。 碱金属最高价氧化物的水化物都是强碱，碱性从上到下依次增强，即LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。 最外层电子数是1的不一定是碱金属元素，如氢元素。 锂的密度小于煤油，只能用石蜡封存，钠、钾密度均小于水，但钠的密度大于钾的密度，少量Na、K用煤油封存，大量Na、K用石蜡封存。,4元素的金属性强弱的比较 比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的能力，越易失电子，金属性越强。 (1)从元素原子结构判断 当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，就越易失电子，金属性越强。 当电子层数相同时，核电荷数越多越难失电子，金属性越弱(以后学)。,(2)从元素单质及其

7、化合物的相关性质判断 金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。 (3)根据金属活动性顺序表判断 一般来说排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。 (4)离子的氧化性强弱判断 离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。 温馨提示：金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而Mg失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。,5.拓展研究焰色反应及其应用 金属钠和钾在灼烧时都能使火焰呈现出特殊的颜色：钠黄色火焰、钾紫色火焰。实际上还有一些金属元素在灼烧时也能使火焰呈现出特殊的颜色，如下表： 几种金属元

8、素焰色反应的火焰颜色,元素的这一特性在物质的检验或鉴定中具有重要的作用。中学化学中常用焰色反应鉴别或鉴定钠、钾元素的化合物。 利用焰色反应鉴别或鉴定物质，就是将试样在火焰上灼烧使其显示焰色，观察焰色作出判断。简单易操作的火焰有酒精灯火焰、酒精喷灯火焰、煤气灯火焰等。,要制成可靠的焰色通常需避免四项干扰： 一是燃料燃烧火焰的颜色。要调整出温度高、颜色浅或无色的火焰； 二是灼烧试样载体被灼烧的焰色的干扰。铂丝不产生干扰其他金属焰色的焰色，通常用铂丝蘸取试样溶液在火焰上灼烧； 三是试样与试样之间的干扰； 四是不同色光之间的干扰。黄色光对紫色光具有很强的掩蔽作用，含钴元素、呈蓝色的玻璃能将黄色光滤掉使

9、紫色光透过，因此要透过(隔着)蓝色钴玻璃片观察火焰的紫色。,用铂丝作试样灼烧载体的焰色反应实验，一般要经过以下步骤： 洗丝用盐酸洗净铂丝(不用H2SO4洗涤铂丝是由于硫酸盐的熔沸点较高，难以挥发，会对后一个实验产生干扰)； 空烧将铂丝在火焰上灼烧出颜色浅而稳定的焰色(这又叫做空白实验)； 蘸烧用铂丝蘸取试样灼烧； 洗丝再次用稀盐酸洗涤铂丝。 可简单记为：洗烧蘸烧洗。,(2015江西省白鹭洲中学高一月考)下列关于碱金属的叙述中，正确的是( ) A金属钠着火时，可用水或泡沫灭火器灭火 B碱金属单质都可保存在煤油中 C钠离子核外电子数比钠原子核外电子数少 D碱金属中密度最小、熔沸点最高的是铯,典例透

10、析,【解析】 A钠着火不能用水或泡沫灭火器灭火，应用沙子灭火，错误；B.锂的密度比煤油的密度小，常保存在石蜡油中，错误；C.钠离子核外有10个电子，钠原子核外有11个电子，正确；D.碱金属从上到下密度增大，熔沸点降低，铯的熔沸点最低，错误。 【答案】 C,关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是( ) 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的还原性比Na强，故Na的氧化性大于Cs DAl的金属性大于Cs的金属性,【解析】 Cs的最外层电子数也是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

11、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Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性小于Cs，D项错误。 【答案】 D,教材点拨 1卤族元素的原子结构 (1)原子结构示意图：,卤族元素,(2)卤族元素原子结构的相似性和递变性。,(2)递变性 从上到下，卤素单质的氧化性逐渐减弱，阴离子还原性逐渐增强，即氧化性F2Cl2Br2I2，还原性IBrClF。 与H2反应越来越难，氢化物的稳定性逐渐减弱(HFHClHBrHI)；还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强。HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。 卤素单质与变价金属反应时

12、(如Fe)，F2、Cl2、Br2生成FeX3(高价)，而I2只能生成FeI2(低价)。,卤素单质间的置换反应实验,4.卤素单质的特殊性质 (1)氟元素无正价，无含氧酸。 (2)Cl2易液化。 (3)Br2在常温下是中学阶段唯一的一种液态非金属单质。 (4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。 (5)2F22H2O=4HFO2。 温馨提示：卤素单质间的置换反应，也可以在单质与HX之间发生，如Cl22HBr=2HClBr2。 淀粉遇碘变蓝，此处的碘指的是碘单质(I2)，不是碘离子(I)，I2可以是新生成的如Cl22KI=2KClI2，也可以是本身存在的如碘水。,5元素非金属性强弱的判断 比较

13、元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强。 (1)据元素周期表判断。 同一周期，从左到右：元素的非金属性逐渐增强。 同一主族，从上到下：元素的非金属性逐渐减弱。 (2)据单质及其化合物的性质判断。 单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定)，元素的非金属性越强。 最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。,(3)据非金属单质间的置换反应判断。 活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来：如Cl22Br=2ClBr2，则非金属性：ClBr。 (4)据离子的还原性强弱判断。 非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱。如还原性：ClI，则非

14、金属性：ClI。,温馨提示：元素金属性和非金属性强弱判断的根本依据是元素失去或得到电子的难易程度，与失去或得到电子的多少无关。如Na反应中失去1个电子，Mg反应中失去2个电子，但金属性：NaMg。 氟元素没有正价态，氟没有含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。,6氯、溴、碘在不同溶剂中的颜色,7.元素的性质与原子结构的关系 碱金属元素：原子最外层电子数同为1，都很少，元素都有很强的金属性；随着原子电子层数的增加，元素的金属性逐渐增强。 卤族元素：原子最外层电子数同为7，都很多，元素都有很强的非金属性；随着原子电子层数的增加，元素的非金属性逐渐减弱。,总之，元素的性质决定于原子

15、的结构，主要决定于原子最外层上的电子数。原子结构不同，元素性质不同；原子结构相似，元素性质相似；原子结构发生规律性递变，元素性质发生规律性递变。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。,下列说法不正确的是( ) AHBr比HCl的还原性强 B卤素是较强的非金属元素，故其单质只有氧化性 C碘难溶于水，易溶于有机溶剂 D碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,典例透析,【解析】 同主族自上而下元素非金属性减弱，氢化物的还原性增强，A正确；卤素单质能够被氧化成正价化合物，如2可被氧化成HIO3，所以卤素单质除F2外，其他的也有还原性，B错误；碘难溶于水，易溶于有机溶剂，可使淀粉变蓝，C、D正确。 【答案】 B,(2015山西省浮山中学高一下学期期中)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分： 实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较 实验药品：KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、