第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系;根据原子核外电子的排布规律，能画出1~20号元素的原子结构示意图。
了解预测、假设、模型等方法在科学家研究原子结构中的作用。
【内容分析】
本节内容是原子结构。关于原子结构，以初中已有知识为基础，教材通过“思考与讨论”,引导学生观察稀有气体元素原子核外电子排布，发现规律,从而归纳出1~20号元素的原子核外电子排布。这样的呈现方式，重在启发学生思考，培养逻辑思维能力。第一章“方法导引”介绍了科学方法一模型，而本节呈现的科学史话----原子结构模型的演变，有利于学生进一步理解科学模型的含义。对于该内容有两种处理方法，第一，让学生自主阅读，学生阅读后，可以了解人类对原子结构的认识逐步深人的过程，能够体会到现在学习的科学理论只代表人类对客观事物认识的一个阶段，而人们对客观事物的认识，还会不断深人和发展。第二，教师查阅资料，整理成线索，让学生通过图片等，对于原子结构的发展形成更直观的认识。本节课采用的是第二种处理方式。
【教学重点和难点】
重点：原子核外电子排布的规律
【教学流程】
【学习任务一】回顾历史，掌握模型构建的学习方法
古人关于万物构成的思考：惠施(战国）的十个命题，主要是对自然界的分析，其中有些含有辩证的因素。他说：“至大无外，谓之大一；至小无内，谓之小一。”“大一”是说整个空间大到无所不包，不再有外部；“小一”是说物质最小的单位，小到不可再分割，不再有内部。
古希腊哲学家德谟克利特（Democritus，约公元前460—公元前370）曾经指出，物质是由不可分割的微粒（也称为“原子”）构成的。
【思考】原子真的是不可分割的球体吗？
原子结构的发展史
原子结构模型的演变：
【思考】请从上述史料中总结出科学探究的一般过程。
如此不断循环！
【设计意图】通过原子结构的发展史，以及原子结构模型的演变，可以让学生更直观地了解原子结构的真实情况，并让学生体会到现在学习的科学理论只代表人类对客观事物认识的一个阶段，而人们对客观事物的认识，还会不断深人和发展。
原子结构
(2）质量数:质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数。
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
【评价任务一】
判断下列说法是否正确
(1)原子呈电中性是因为中子不带电( )
(2)质子数和中子数决定原子的质量( )
(3)原子的质量数就是原子的相对原子质量( )
(4)微粒中的质子数与核外电子数一定相等( )
(5)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17( )
【答案】× √ × × √
【设计意图】即时检测学生的学习成果，为“位构性”的学习打下基础。
【学习任务二】理论探究，掌握原子结构
【思考】原子核外电子是如何运动的？
高速运动，接近光速；
没有确定的轨迹，不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描绘出它的运动轨迹。
如何描述核外电子的运动？
只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。
用“电子云”形象地描述核外电子的运动。
多电子的电子云图片
【思考】仔细观察图片，你有什么发现？
在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。
【设计意图】通过直观的图片材料，让学生清晰地理解到电子层的概念。
（3）电子层
概念:在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。
【思考与讨论】由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中),电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律 请思考并讨论下列问题。
【小结】原子核外电子分层排布规律
(1)能量最低原理:核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
②次外层最多能容纳的电子数不超过18个。倒数第三层不超过32 个电子。
③各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。
(4)请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1~20号元素原子的核外电子排布。
实际上，原子核外电子排布的规律，是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中也包括从元素周期表得到的启示。
【设计意图】使用问题驱动，让学生自主探讨原子核外电子排布的规律，掌握本节内容的重点。
【评价任务二】
(1)当M层上有电子时,L层上的电子是否已排满
由于L电子层能量比M层低,故电子先排满L层后再排M层;因此,当M层上有电子时,L层上一定排布8个电子。
若钾原子的M层排布9个电子,此时M层就成为最外层,这和电子排布规律中的“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾,不符合电子排布的规律,即M层不是最外层时可排18个电子,而它作为最外层时最多只能排8个电子。
(3)生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——碳-14( )会在其死亡后衰变,测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量,可以推断出它的存在年代。你知道碳-14的“14”是什么含义吗 这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少
碳-14的“14”是指这种碳原子的质量数为14,此碳原子的质子数为6、中子数为8、核外电子数为6。
【评价任务三】
1.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_____。
(2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是____
(3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图________。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是___。
【答案】Ne Na＋ F－
2.已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________；B________；C_________。
【答案】C Si Cl
【设计意图】通过热点题型巩固本节内容的重点。
【思考】仔细观察图片，多电子原子中，同一电子层的电子能量是否相同？
理论研究还证明，多电子原子中，同一能层（电子层）的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
如果你对原子结构想要进行更深入的了解，课后可查阅相关资料，了解能级与原子的构造原理。
【设计意图】通过知识拓展，引发学生学习兴趣，培养学生的学科素养。
【思考与讨论】
引导学生阅读并讨论表格给出的稀有气体元素原子的核外电子排布，对表中数据进行分析、归纳、总结，从而得出原子核外电子排布的一般性规律。栏目中设置的4个问题层层递进，由浅入深。在教学时可以在问题(2)(3)之间增加两个问题:倒数第三层最多容纳的电子数是多少 K. L、M、N层最多容纳的电子数各是多少 通过上述问题，可以归纳出以下核外电子排布的规律:
(1)各个电子层最多容纳的电子数分别为:最外层不超过8个(K层不超过2个),次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。
(2)第n层最多容纳的电子为2n2个。
得出结论后，教师可以指出上述规律存在的原因将会在后续课程中继续学习，在现阶段不做要求，并建议感兴趣的同学在课外自行阅读相关书籍。
【科学史话】
教材中的“科学史话”栏目从道尔顿模型、汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、电子云模型五个阶段来介绍原子结构模型的演变过程。在教学时，可适当补充五个阶段之间的衔接与过渡，向学生介绍五个阶段分别对应的“实心球”“葡萄千面包”“行星式”“量子化轨道”“现代电子云”模型，将学生置身于历史情境中,使他们体验原子结构模型的建立、修正、完善的过程，体会到理论的暂时性，认识到科学理论并非是亘古不变的永恒真理，科学始终经历着推翻与革新。在现代原子结构模型演变的不同阶段,科学家提出的每个新的模型总是建立在证据推理的基础之上，每个模型都体现了当时科学家对原子的一种认识。通过了解原子结构模型的演变历程，学生可以认识到从宏观和微观结合的视角分析与解决实际问题的重要性,知道科学研究过程中常需要依据物质及其变化的信息建构模型，提高模型认知能力。
【练习与应用】
2.考古学上常用614C来测定文物的年代。614C的原子核内中子数是( )。
A.6 B.8 C.14 D.20
【答案】B
【习题补充】
1.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_____。
(2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是____
(3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图________。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是___。
【答案】Ne Na＋ F－
2.已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________；B________；C_________。
【答案】C Si Cl第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
一、单选题
1．下列核素中，中子数和质子数相等的是 ( )
①18O；②12C；③26Mg；④40K；⑤32S
A．①② B．②⑤ C．只有④ D．③④
【答案】B
【解析】①18O的质子数8，中子数为18-8=10，故①错误；
②12C的质子数6，中子数为12-6=6，故②正确；
③26Mg的质子数12，中子数为26-12=14，故③错误；
④40K的质子数19，中子数为40-19=21，故④错误；
⑤32S的质子数16，中子数为32-16=16，故⑤正确；
中子数和质子数相等的是②⑤，故选B。
2．是核反应堆的燃料。下列有关的说法错误的是( )
A．质子数为92 B．电子数为92 C．中子数为235 D．质量数为235
【答案】C
【解析】原子符号左下角的数字表示原子的质子数，左上角表示原子的质量数，且存在关系式：质量数=质子数+中子数，对于中性原子:质子数=核外电子数，则的质子数=电子数=92，质量数=235，中子数=235-92=143，
答案选C。
3．氯元素的原子结构示意图为，下列说法正确的是
A．氯原子的原子核外有7个电子
B．氯原子在化学反应中易失去电子
C．氯元素的化合价只有－1价
D．氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
【答案】D
【解析】A. 氯原子的原子核外有17个电子，最外层电子数是7个，A错误；
B. 氯原子在化学反应中易得到1个电子，达到8电子稳定结构，B错误；
C. 氯元素的最低化合价为－1价，另外氯元素还有+7、+5、+3、+1、0价等化合价，C错误；
D. 氯原子最外层电子数是7个，在反应中易得到电子形成稳定的氯离子，D正确；答案选D。
4.下列说法中肯定错误的是 ( )
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍
D.某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等
【答案】B
【解析】K层、L层、M层上最多能容纳的电子数分别为2、8、18。K层上可排1个电子,也可排2个电子, A项有可能;当M层上排有电子时,L层已经排满电子,即排了8个电子,而M层最多可以排18个电子, B项不可能;符合“M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍”的离子可以是S2-、Cl-、K+、Ca2+等, C项有可能; D项,最外电子层上的电子数可为2或8,核电荷数和最外层电子数均为2的只有He,不符合条件,核电荷数和最外层电子数均为8的为O2-,D项有可能。
5．1940年科学家用a粒子轰击Bi发现了元素At，其反应为Bi +He→At+2n，则At的中子数为（ ）
A．85 B．126 C．127 D．211
【答案】B
【解析】Bi的中子数为209-83=126，He的中子数为4-2=2，反应前后中子数不变，At的中子数为126+2-2×1=126，答案选B。
6．俄罗斯科学家最近合成第114号元素的原子，该原子的质量数为289，存在时间达到30秒，这项成果具有重要意义。该原子的中子数与电子数之差是( )
A．61 B．114 C．175 D．289
【答案】A
【解析】114号元素的原子序数是114，所以该元素的核内质子数是114，中子数=质量数-质子数=289-114=175，该原子的中子数与质子数之差=175-114=61。
答案选A。
7．下列说法不正确的是
A．用激光笔照射氯化钠水溶液，可产生“丁达尔效应”
B．汤姆生发现原子中存在电子，据此提出了“葡萄干面包式”原子结构模型
C．绿色植物通过光合作用，将太阳辐射能转化为生物质能
D．利用二氧化碳制造全降解塑料，可减少“白色污染”
【答案】A
【解析】A.氯化钠水溶液不是胶体，不能产生“丁达尔效应”，故A错误；
B.汤姆生发现了电子，并认为电子均匀分布在原子内部，提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型，故B正确；
C.绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在生物体内，形成生物质能，故C正确；
D.利用二氧化碳制造全降解塑料，此类塑料可被微生物完全降解成二氧化碳形式，不污染环境，从而减少或者消除“白色污染”现象，故D正确；
故选：A。
8．按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层数，其中，最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个)。1999年已发现了核电荷数为118的元素，其原子核外电子层排布是（ ）
A．2,8,18,32,32,18,8 B．2,8,18,32,50,8
C．2,8,18,32,18,8 D．2,8,18,32,50,18,8
【答案】A
【解析】A.按原子核外电子排布规律，核电荷数为118的元素其K、L、M、N、O、P、Q层依次排有2、8、18、32、32、18、8个电子，正确；
B.次外层电子数为50，超过18，错误；
C.核外电子总数不等于118，错误；
D.核外电子总数不等于118，且倒数第三层电子数为50，超过32，错误；
答案选A。
9.在第n层电子层中,当它作为原子的最外电子层时,最多容纳的电子数与n-1层相同,当它作为原子的次外层时,其电子数比n+1层最多能多10个,则此电子层是 ( )
A.K层 B.L层
C.M层 D.N层
【答案】C
【解析】n作为最外层时,最多只能容纳8个电子,所以n-1层应为8个电子,为L层,则n应为M层;若n为次外层,则n+1为最外层,则次外层电子数为10+8=18,则进一步证明n为M层。
10．某种元素原子的质量是ag，12C原子的质量是bg，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ）
A．由已知信息可得NA=
B．Wg该原子中含有个该原子
C．Wg该原子的物质的量一定是mol
D．该原子的摩尔质量是aNAg
【答案】D
【解析】A．一个原子的质量为bg，个原子的质量为12g，可得，故A正确；
B．一个该原子的质量是ag，则Wg该原子的原子数目为，故B正确；
C．该原子的摩尔质量为，Wg该原子的物质的量为，故C正确；
D．摩尔质量的单位是'，故D错误；
综上所述，答案为D。
二、填空题
11．（2019·东台创新高级中学高一月考）观察下列A、B、C、D、E五种粒子（原子或离子）的结构示意图，回答有关问题：
（1）属于阴离子结构示意图的是_____________（填字母编号）。
（2）性质最稳定的原子是_________（填字母编号）。
（3）元素D的单质在B2中燃烧，该产物的化学式________。
（4）在核电荷数1－18的元素内，列举一个与C原子的电子层结构相同的离子，写出离子的符号_________。
（5）写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式_____。
【答案】A C Na2O2 F-（Na+等合理均可） NaClO==Na++ClO-
【解析】
（1）是阴离子结构示意图的是Cl-结构示意图，选A；
（2）Ne是惰性气体，性质最稳定，选C；
（3）D是Na,，B是O，Na在O2中燃烧产物是Na2O2
（4）Ne是10电子体，1－18的元素内10电子体的离子有O2-、F-、Na+、Mg2+等。
（5）根据上述推断化合物DAB是NaClO，是强电解质，在水溶液中的电离方程式为：NaClO=＝Na++ClO-(共20张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
古人关于万物构成的思考：
惠施(战国）的十个命题，主要是对自然界的分析，其中有些含有辩证的因素。他说：“至大无外，谓之大一；至小无内，谓之小一。”“大一”是说整个空间大到无所不包，不再有外部；“小一”是说物质最小的单位，小到不可再分割，不再有内部。
古希腊哲学家德谟克利特（Democritus，约公元前460—公元前370）曾经指出，物质是由不可分割的微粒（也称为“原子”）构成的。
原子真的是不可分割的球体吗？
【学习任务一】回顾历史，掌握模型构建的学习方法
一、原子结构的发展史
原子结构模型的演变
【思考】请从上述史料中总结出科学探究的一般过程。
如此不断循环！
二、原子结构
(2）质量数:质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数。
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
(1)原子呈电中性是因为中子不带电( )
(2)质子数和中子数决定原子的质量( )
(3)原子的质量数就是原子的相对原子质量( )
(4)微粒中的质子数与核外电子数一定相等( )
(5)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17( )
×
√
×
×
√
【评价任务一】
判断下列说法是否正确
※高速运动，接近光速；
※没有确定的轨迹，不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描绘出它的运动轨迹。
如何描述核外电子的运动？
※只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。
※用“电子云”形象地描述核外电子的运动。
【思考】原子核外电子是如何运动的？
【学习任务二】理论探究，掌握原子结构
多电子的电子云图片
【思考】仔细观察图片，你有什么发现？
在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。
（3）电子层
概念:在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。
【思考与讨论】由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中),电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律 请思考并讨论下列问题。
【小结】原子核外电子分层排布规律
(1)能量最低原理:核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
②次外层最多能容纳的电子数不超过18个。倒数第三层不超过32 个电子。
③各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。
(4)请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1~20号元素原子的核外电子排布。
实际上，原子核外电子排布的规律，是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中也包括从元素周期表得到的启示。
【评价任务二】
(1)当M层上有电子时,L层上的电子是否已排满
由于L电子层能量比M层低,故电子先排满L层后再排M层;因此,当M层上有电子时,L层上一定排布8个电子。
若钾原子的M层排布9个电子,此时M层就成为最外层,这和电子排布规律中的“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾,不符合电子排布的规律,即M层不是最外层时可排18个电子,而它作为最外层时最多只能排8个电子。
(3)生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——碳-14( )会在其死亡后衰变,测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量,可以推断出它的存在年代。你知道碳-14的“14”是什么含义吗 这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少
碳-14的“14”是指这种碳原子的质量数为14,此碳原子的质子数为6、中子数为8、核外电子数为6。
1.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_____。
(2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是____。
Ne
Na＋
【评价任务三】
(3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图________。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是___。
F－
2.已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________；B________；C_________。
C
Si
Cl
理论研究还证明，多电子原子中，同一能层（电子层）的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
【思考】仔细观察图片，多电子原子中，同一电子层的电子能量是否相同？
如果你对原子结构想要进行更深入的了解，课后可查阅相关资料，了解能级与原子的构造原理。第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表
(1)通过了解元素周期表的结构，认识原子结构与元素在周期表中位置间的关系。
(2)知道质量数和的含义，知道元素、核素、同位素的含义。
【内容分析】
本节内容主要讲述元素周期表的结构。关于元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的是要使学生了解和熟悉周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归纳原子结构与周期表的关系，这里重点讨论的是周期表的族序数(“位”)与原子核外电子(“构”)的关系，为后面讨论元素性质打下基础。之后呈现的核素的知识，是对元素概念的扩大，教材是从周期表的同“位”与原子核(“构”)的关系这一 视角来讨论的。有关放射性同位素的知识，中学物理中已有较多的介绍，此处只是简单介绍应用。元素周期表与核素这两部分内容，可以使学生初步建立“构”“位”“性”的关系。
元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。此外，本节内容还可以开展“我为元素X代言”的项目式学习，这样有利于培养学生的学科素养。
【教学重点和难点】
重点：元素周期表的结构
【教学流程】
【学习任务一】了解元素周期表的发展历史
已知铯和碘的原子结构示意图，请联系1~20号元素的原子结构示意图，并对这22种元素进行分类。你的分类依据是？
1.按金属元素和非金属元素分类
2.按状态分类（固态、气态）
3.按电子层不同分类
4.按最外层电子数分类
【思考】分类以后，又该如何进一步认识这些元素呢？回顾历史，在没有知道原子的结构之前，科学家们是如何系统认识元素的呢？
1789年，法国化学家拉瓦锡在其写就的《化学概要》里，列出了第一张化学元素表，元素被分为简单金属物质、非金属物质等四大类。
1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说。将当时已知的54种元素中的15种分成5组，如锂、钠、钾；氯、溴、碘；钙、锶、钡。
【设计意图】模拟元素周期表的发展史，让学生深刻体会到科学发展的过程。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。
【学习任务二】认识元素周期表
【思考】认真观察元素周期表，你能发现当中的排布规律吗？
一.周期表的编排原则
1.按______________递增的顺序从左到右排列
2.将_____________的元素排成一个横行
3.把__________________的元素排成一个纵列
【答案】原子的核电荷数 电子层数相同 最外层电子数相同
【思考交流】
问题1：为什么按原子的核电荷数排而不是按相对原子质量排？ （提示，仔细观察现行元素周期表，你能找到答案吗？）
按质子数排更加科学。若按相对原子质量排，部分元素位置发生颠倒。如Ar和K，又如Te和I。
问题2：为什么Ar一定要放在K之前？这两者颠倒会有什么影响？
两者颠倒导致周期表的编排出现混乱（横行不一定电子层相同，纵列不一定最外电子层相同）。
提示：需要了解哪些是短周期、哪些是长周期、每周期元素的种类数目
结论：周期序数=电子层数
认真观察元素周期表，回答下列问题：
1. 在元素周期表中有多少纵行
2. 族分几种，分别用什么符号表示？
族序数用什么数字表示？
每一纵行对应哪一族？
3. 周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？
三.周期表的族
每一个纵列叫做一个族(18纵列)
1.主族：(7个)由短周期元素和长周期元素共同构成的族。表示方法：在族序数(罗马数字)后标一“A”字。ⅠA（除氢以外称为碱金属）、ⅡA、ⅢA、…VIIA（卤族）
2. 副族：(7个) 完全由长周期元素构成的族。表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、ⅢB、…
3. 第VⅢ族：（第8到10纵列）
4. 0族：（稀有气体）
【学习任务三】认识核素与同位素
【思考】元素周期表中的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，你知道这些信息的含义吗？
【思考】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？
【思考】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？
元素：具有相同核电荷数（或质子数）的同一 类原子的总称。
【思考】它们是不是同一种原子？
不是，它们是三种不同的原子，或者说是三种不同的核素。
核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
【拓展】如图H的三种核素可以在周期表的同一小方格中表示出来。（中学阶段一般提供显示质量数等信息的周期表）
同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。
【思考】除了用名称区分同一元素的同位素外，还可以怎样区分？
【思考】每个原子的左上角和左下角分别表示什么？你能表示出某核素X的原子符号吗？
【思考】在周期表中收入了118种元素，是不是就只有 118种原子呢？
一种元素可有几种原子，故元素种类118种，而原子1800多种。其中，除了天然存在的同位素外，科学家还利用核反应制造出很多种同位素。
【问题解决】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？
元素的相对原子质量
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。例如，氢元素的三种核素: 氕,相对原子质量为1.0079,其丰度为99.985%, 氘相对原子质量为2.014,其丰度为0.015%，氚，痕量(计算时忽略）。因此，氢元素的相对原子质量为1.0079*99.985%+ 2.014*0.015% ≈1.008。
【拓展1】同位素中，有些具有放射性，称为放射性同位素。
【拓展2】各种同位素原子的物理性质有所不同，但它们的化学性质基本相同。
【拓展3】同位素在生活、生产和科学研究中有着重要作用。
同位素的应用：
1、作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U）
2、金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
3、辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
4、临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
5、环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染。
......
CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT)等。
质子治疗最早于1946年首次被提出，1954年，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队进行了世界首例肿瘤患者的质子治疗。此后，美国、欧洲、日本等相继开始了质子在医学领域的研究，但直到1988年，质子治疗才获得了美国FDA的批准，质子治疗从此开始在肿瘤治疗领域大放异彩。
质子治疗最大的优势就是比常规放疗更加精准地杀伤肿瘤组织。质子束使其具有手术刀般的精确性。与X射线的光子不同，质子以极高速度进入患者体内后质子减慢，它们与人体组织相互作用，这样一来，大部分光束能量沉积在一个点上（称为布拉格峰），故而拥有绝佳的精准性、对周围正常组织器官损伤微小，这对大多数需要接受放疗的患者来讲，质子治疗可能是最好的治疗方法之一。
【思考】原子形成离子之后构成原子的微粒哪些发生了变化？
电子数变了
【思考】请用原子符号表示出某核素在得到或失去n个电子后的情况。你能总结出原子、阳离子和阴离子核外电子数与质子数的关系吗？
【评价任务一】
在元素周期表中找到以下元素，并写出它的原子结构示意图和在元素周期表中的位置。
【评价任务二】
甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，请回答：
(1)写出下列元素符号：甲:____乙:____丙：____丁：____戊：____己：____
(2) 丙与庚的原子核外电子数相差_________
(3)乙与丙的原子核外电子数相差_________
己与庚的原子核外电子数相差_________
【答案】（1）甲：Li 乙：Na 丙：K 丁：Ca 戊：C 己：Si
（2）13 （3）8 18
【思考与讨论】
引导学生观察元素周期表，经过思考、讨论后填写表格;再根据表格归纳总结，从而得出结论:周期序数=原子核外电子层数。
类似的这种讨论可以延续到对元素周期表中族的学习。通过比较同主族元素原子的最外层电子数得出结论:主族序数=最外层电子数。
【科学史话】
18世纪，元素不断被发现，种类越来越多。化学家开始对它们进行分类和整理,以求发现系统的元素体系。1789年，拉瓦锡在《化学概要》一书中提出了第一个元素分类表，此后，人们对元素体系的研究不断深入。1829年，德国化学家德贝赖纳( J.W.Dibereiner，1780-1849) 提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。
1867年，俄国化学家门捷列夫在研究中开始触及到元素分类的规律性。为了进一步将元素进行分类，他把当时已经发现的63种元素中相对原子质量相近的元素排列在一起，并进行了反复研究，探索元素之间的规律性。门捷列夫克服了许多困难，终于在1869年2月编制了第一张元素周期表(如图4-7)。
其实早在1864年，德国化学家迈尔( J.L.Meyer, 1830- - 1895)在他的《现代化学理论》一书中已明确指出元素的相对原子质量的数值存在一种规律性，并画出了一张与门捷列夫第一张周期表十分相似的元素表。1870年， 他又发表了一张比1869年门捷列夫发表的周期表更完整的元素周期表。1880年，迈尔坦言道:“我没有足够的勇气作出像门捷列夫那样深信不疑的预言。门捷列夫编制的第一张元素周期表并不完整，如其中没有稀有气体元素。后来的化学发现终于使门捷列夫元素周期表变得完整。1905年，瑞士化学家维尔纳( A.Werner,1866- -1919， 1913年诺 贝尔化学奖获得者)制成了现代形式的元素周期表。1913年，英国物理学家莫塞莱(H.GJ.Moseley, 1887--1915)发现并证明了周期表中元素的原子序数等于原子的核电荷数，使人们对于元素周期表和元素周期律的认识更趋于完善。
【研究与实践】
一、认识元素周期表
[研究目的]
元素周期表自发现至今已有一百多年。随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。
[研究任务]
(1)调查与整理。
①阅读教科书中的“科学史话一元素周期表的发展”， 并通过其他渠道收集相关信息，了解元素周期表发展的几个重要阶段，并认识其中有代表性的元素周期表及其特点。
②收集形式各异的元素周期表并分类整理，选择其中的2~3种，分析其设计的依据和特点。
(2)设计与制作。
通过调查与整理，并根据你对元素知识和分类方法的认识，自已试一试设计和制作元素周期表，说明设计依据和特点。
[结果与讨论]
(1)通过了解元素周期表的发现和发展过程，你得到什么启示 以此为基础，撰写研究报告，并与同学交流。
(2)展示自制的元素周期表，与同学交流。
二、我为X元素代言
上网查阅相关资料，如在周期表中的位置、结构特征、发现年代、在地壳中的含量、性质、用途等，可手工书写或打印在白纸上，上课展示，展示时对一些重要性知识应有板书，代言元素与学号对应，优秀代言资料将作为墙报展示。
【练习与应用】
【答案】
【答案】C
6.在元素周期表中找到金、银、铜、铁、锌、钛的位置(周期和族)，并指出这些元素的核电荷数。
7.查阅元素周期表,从每个方格中可以得到哪些信息 以一-种元素为例，将你获得的信息用图表示
出来。
【答案】可获取的信息主要有:元素在周期表中的位置、原子序数、元素名称、元素符号、相对
原子质量等。示例如图所示。第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表
一、单选题
1．下列说法中，正确的是
A．在周期表里，主族元素所在的族序数等于原子核外电子数
B．在周期表里，元素所在的周期数等于原子核外电子层数
C．最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子
D．元素的原子序数越大，其原子半径也越大
【答案】B
【解析】
A．在周期表里，主族元素所在的族序数等于原子核外最外层电子数，而不是电子数，故A错误；
B．原子的结构决定元素在周期表中的位置，原子核电电子层数等于周期数，最外层电子数决定主族元素在周期表中的族序数，故B正确；
C．最外层电子数为8的粒子可能为原子或离子，如为原子，则为稀有气体元素，故C错误；
D．同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，如为同主族，则原子序数越大，半径越大，故D错误；
答案选B。
2．已知某离子的结构示意图为，下列说法正确的是( )
A．该元素位于第二周期ⅡA族
B．该元素位于第二周期Ⅶ族
C．该元素位于第三周期ⅡA族
D．该元素位于第二周期0族
【答案】C
【解析】
据离子结构示意图得元素是12号，位于该元素位于第三周期ⅡA族，C项正确；答案选C。
3．“玉兔”号月球车用作为热源材料。下列关于的说法正确的是( )
A．与互为同位素 B．与互为同素异形体
C．与具有相同的最外层电子数 D．与具有完全相同的物理性质
【答案】C
【解析】
A．有相同质子数，不同中子数的原子或同一元素的不同核素互为同位素，与质子数不同，不是同位素，A错误；
B. 与质子数不同，不是同一种元素，不互为同素异形体，B错误；
C．与具有相同的质子数，所以其核外电子数相同，则具有相同的最外层电子数，C正确；
D. 与为同位素，具有物理性质不是完全相同，D错误。
答案为C。
4．长式周期表共有18个纵行，碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定下列说法正确的是( )
A．第四周期第9列元素是铁元素
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第9列中元素中没有非金属元素
D．第10、11列为ds区
【答案】C
【解析】
A． 第四周期第9列元素是钴元素，铁元素处于第四周期第8列，A项错误；
B．氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B项错误；
C．第9列属于Ⅷ族，都是金属元素，没有非金属元素，C项正确；
D．第10列属于Ⅷ族，为d区；第11列属于ⅠB族，为ds区，D项错误；
答案选C。
5．下列事件是近代化学发展的里程碑的是
①门捷列夫发现元素周期律 ②亚里士多德提出的“四元素”论 ③波义耳提出化学元素的概念 ④拉瓦锡提出氧化学说 ⑤道尔顿提出原子论 ⑥中国道教的炼丹术
A．①③④⑤ B．①②③⑤ C．①②③④ D．①②④⑤
【答案】A
【解析】
1661年英国科学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生；1771年法国科学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展；1803年英国科学家道尔顿提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础；1869年俄国科学家门捷列夫发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。所以属于近代化学发展的里程碑的是①③④⑤，答案选A。
6．Sr常用于放射性同位素电池。下列关于Sr的说法正确的是（ ）
A．电子数为52 B．质子数为52 C．中子数为38 D．质量数为90
【答案】D
【解析】
A．Sr的电子数为38，故A错误；
B．Sr的质子数为38，故B错误；
C．Sr的中子数为90-38=52，故C错误；
D．Sr的质量数为90，故D正确；
故答案为D。
7．我国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱铕等几种元素的相对原子质量新值，其中铟元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法正确的是
A．铟元素原子的质子数为49 B．铟元素原子的中子数为49
C．铟元素属于非金属元素 D．钢元素原子的相对原子质量为114.8g
【答案】A
【解析】
A．根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字为49，表示原子序数为49，根据原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则铟元素原子的质子数为49，故A正确；
B．根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字为49，表示原子序数为49，根据原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则铟元素原子的质子数和电子数为49，而不是铟元素原子的中子数为49，故B错误；
C．根据元素周期表中的一格可知，中间的汉字表示元素名称，该元素的名称是铟，带“钅”字旁，属于金属元素，故C错误；
D．根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为114.8，相对原子质量单位是“1”，不是“克”，故D错误；
答案为A。
8．下列说法正确的是( )
A．元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数
B．元素周期表有十六个纵列，也就是十六个族
C．原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族
D．电子层数相同的粒子，对应元素一定属于同一周期
【答案】A
【解析】
A、元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数，A项正确；
B、元素周期表有十八个纵列，也就是十六个族，B项错误；
C、原子的最外层电子数相同的元素，不一定属于同一族，C项错误；
D、电子层数相同的粒子，可能是原子也可能是离子，对应元素不一定属于同一周期，D项错误；
答案选A。
9．近年来我国政府强化了对稀土元素原料的出口管制，引起了美、日等国家的高度关注与不满。所谓“稀土元素”是指镧系元素及第五周期ⅢB族的钇(39Y)，它们被称为“工业味精”。它们在军工生产、高科技领域中有极为重要的作用，下列有关“稀土元素”的说法正确的是 ( )。
A．它们的原子核外均有5个电子层
B．它们的原子最外层均含有3个电子
C．它们均是金属元素
D．76Y、80Y中子数不同，化学性质不同
【答案】C
【解析】
A．镧系元素属于第六周期，而周期序数等于电子层数，则原子核外有6个电子层，选项A错误；
B．过渡元素最外层电子均只有1-2个，选项B错误；
C．过渡元素均为金属元素，选项C正确；
D．76Y、80Y互为同位素，化学性质几乎相同，选项D正确；
答案选C。
10．前20号主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，X、Y、Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，含有元素Z的盐的焰色反应为紫色。下列说法正确的是
A．简单离子半径的大小Z > Y > W > X
B．简单氢化物的沸点W> X
C．Y是地壳中含量最多的金属元素
D．工业上通过电解W、Y组成的化合物制备单质Y
【答案】B
【解析】
W的原子最外层电子数是次外层电子数的3 倍，应为O元素，含有元素Z的盐的焰色反应为紫色，则Z为K元素，X、Y、Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，则X、Y的原子序数为40-19=21，X为第二周期，Y为第三周期，且X的原子序数比W大，且为主族元素，应为F元素，则Y为Mg元素。由以上分析可知W为O元素、X为F元素、Y为Mg元素、Z为K元素；
A. 钾离子有三个电子层，其余离子均两层，相同电子层数，核电荷数越大，半径越小，简单离子半径的大小Z > W > X> Y，故A错误；
B. W为O，简单氢化物为水，X为F，简单氢化物为氟化氢，水的沸点高于氟化氢，故B正确；
C. Y为镁，地壳中含量最多的金属元素为铝，故C错误；
D. 工业电解熔融的氯化镁冶炼镁，故D错误；
答案选B。
二、填空题
11．结合元素周期表，回答下列问题：
（1）表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图 1 中用实线补全元素周期表 的边界____________
（2）表中所列元素，属于短周期元素的有____________；属于主族元素的有____________；g 元素位于第____________ 周期____________ 族；i 元素位于第____________ 周期____________族．
（3）元素 f 是第_______周期、第_______ 族元素，请在如图 3 所示的方框中按 氦元素（图 2）的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子 质量_______．
【答案】 H、C、Na、Mg、Al、S、Ar H、C、Na、Mg、Al、S 三 零 四 IIB 三 ⅥA
【解析】
（1）上边界为短周期元素，一周期有2种元素，二、三周期有8种元素，表示元素周期表的部分边界如图：
， 故答案为。
（2）长周期为四、五、六、七周期，由图可知，a为H、b为C、c为Na、d为Mg、e为Al、f为S、g为Ar，均为短周期元素，H、C、Na、Mg、Al、S为主族元素，g为Ar元素，原子序数为18，位于周期表第三周期零族；i为Zn元素，原子序数为30，位于周期表第四周期IIB族，故答案为H、C、Na、Mg、Al、S、Ar；H、C、Na、Mg、Al、S；三；零；四；IIB。（3）f为S元素，位于周期表第三周期第ⅥA族，质子数等于原子序数为16，相对原子质量为32，名称为硫，可在方格中表示为，故答案为三；ⅥA；。
12．短周期元素、、、在元素周期表中的位置如图所示，其中所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：
（1）元素的原子结构示意图为__________________；元素在元素周期表中的位置为____________。
（2）原子序数比小2的元素是_________（填元素符号），它的单质在氧气中燃烧的化学方程式为______________________________。
（3）原子序数比大4的元素是______（填元素符号），该元素最高价氧化物的水化物溶液与元素最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式为______________________________。
【答案】 第二周期ⅣA族
【解析】
短周期元素Q、R、T、W，根据元素所处的位置，可确定T、W为第三周期的元素，Q、R为第二周期元素，T所处的周期序数与族序数相等，则T为Al元素，故Q为C元素，R为N元素，W为S元素。
(1)T为Al，原子核外有13个电子，原子结构示意图为；Q为C，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，在周期表中的位置是第二周期ⅣA族；
(2)原子序数比Al小2的元素是Na，在氧气中燃烧生成过氧化钠，反应方程式为；
(3)原子序数比S大4的元素是Ca，该元素最高价氧化物的水化物是氢氧化钙，S元素最高价氧化物的水化物是硫酸，氢氧化钙溶液与硫酸溶液发生中和反应生成硫酸钙和水，离子方程式为 。(共28张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表
【学习任务一】了解元素周期表的发展历史
已知铯和碘的原子结构示意图，请联系1~20号元素的原子结构示意图，并对这22种元素进行分类。你的分类依据是？
铯
碘
1.按金属元素和非金属元素分类
2.按状态分类（固态、气态）
3.按电子层不同分类
4.按最外层电子数分类
【思考】分类以后，又该如何进一步认识这些元素呢？回顾历史，在没有知道原子的结构之前，科学家们是如何系统认识元素的呢？
拉瓦锡 化学元素列表
1789年，法国化学家拉瓦锡在其写就的《化学概要》里，列出了第一张化学元素表，元素被分为简单金属物质、非金属物质等四大类。
1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说。将当时已知的54种元素中的15种分成5组，如锂、钠、钾；氯、溴、碘；钙、锶、钡。
德贝莱纳 “三素组”学说
德贝莱纳 “三素组”表
1869年，俄国化学家门捷列夫总结前人的研究经验，对当时已发现的63种化学元素，按照相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在同一个纵行，制出了第一张元素周期表。成为化学发展史上的重要里程牌之一。
门捷列夫 元素周期表----1869年
现在使用的元素周期表
【思考】认真观察元素周期表，你能发现当中的排布规律吗？
1.按______________递增的顺序从左到右排列
2.将_____________的元素排成一个横行
3.把__________________的元素排成一个纵列
原子的核电荷数
电子层数相同
最外层电子数相同
【学习任务二】认识元素周期表
一.周期表的编排原则
问题1：为什么按原子的核电荷数排而不是按相对原子质量排？ （提示，仔细观察现行元素周期表，你能找到答案吗？）
【思考交流】
按质子数排更加科学。若按相对原子质量排，部分元素位置发生颠倒。如Ar和K，又如Te和I。
问题2：为什么Ar一定要放在K之前？这两者颠倒会有什么影响？
两者颠倒导致周期表的编排出现混乱（横行不一定电子层相同，纵列不一定最外电子层相同）。
结论： 周期序数＝电子层数
短周期
长周期
变化原因？
变化原因？
二.周期表的周期
认真观察元素周期表，回答下列问题：
1. 在元素周期表中有多少纵行
2. 族分几种，分别用什么符号表示？
族序数用什么数字表示？
每一纵行对应哪一族？
3. 周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？
每一个纵列叫做一个族(18纵列)
1.主族：(7个)由短周期元素和长周期元素共同构成的族。表示方法：在族序数(罗马数字)后标一“A”字。ⅠA（除氢以外称为碱金属）、ⅡA、ⅢA、…VIIA（卤族）
2. 副族：(7个) 完全由长周期元素构成的族。表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、ⅢB、…
3. 第VⅢ族：（第8到10纵列）
4. 0族：（稀有气体）
三.周期表的族
小结：元素周期表的结构
碱
金
属
元
素
卤
族
元
素
稀
有
气
体
元
素
过渡元素
IA
IIA
IIIB~VIIB
VIII
IB~IIB
IIIA~VIIA
0
镧系
锕系
1S1
通过能级表示核外电子排布
【思考】元素周期表中的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，你知道这些信息的含义吗？
【思考】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？
【学习任务三】认识核素与同位素
【思考】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？
没有中子
1个中子
2个中子
元素：
具有相同核电荷数（或质子数）的同一 类原子的总称。
核素：
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
【思考】它们是不是同一种原子？
不是，它们是三种不同的原子，或者说是三种不同的核素。
同位素：
质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。
核素1
核素n
同位素
元 素
…
【拓展】如图H的三种核素可以在周期表的同一小方格中表示出来。（中学阶段一般提供显示质量数等信息的周期表）
【思考】除了用名称区分同一元素的同位素外，还可以怎样区分？
U: 92U 92U 92U
H: 1H 1H 1H
C: 6C 6C 6C
O: 8O 8O 8O
Cl: 17Cl 17Cl
1
2
3
12
13
14
16
17
18
35
37
234
235
238
原子符号
【思考】每个原子的左上角和左下角分别表示什么？你能表示出某核素X的原子符号吗？
ZX
A
左上角代表质量数A，左下角代表质子数Z
【思考】在周期表中收入了118种元素，是不是就只有 118种原子呢？
一种元素可有几种原子，故元素种类118种，而原子1800多种。其中，除了天然存在的同位素外，科学家还利用核反应制造出很多种同位素。
元素的相对原子质量
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。例如，氢元素的三种核素: 氕,相对原子质量为1.0079,其丰度为99.985%, 氘相对原子质量为2.014,其丰度为0.015%，氚，痕量(计算时忽略）。因此，氢元素的相对原子质量为1.0079*99.985%+ 2.014*0.015% ≈1.008。
【问题解决】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？
【拓展2】各种同位素原子的物理性质有所不同，但它们的化学性质基本相同。
【拓展3】同位素在生活、生产和科学研究中有着重要作用。
【拓展1】同位素中，有些具有放射性，称为放射性同位素。
1、作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U）
2、金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
3、辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
4、临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
5、环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染。
……
同位素的应用
CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT)等。
质子治疗最早于1946年首次被提出，1954年，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队进行了世界首例肿瘤患者的质子治疗。此后，美国、欧洲、日本等相继开始了质子在医学领域的研究，但直到1988年，质子治疗才获得了美国FDA的批准，质子治疗从此开始在肿瘤治疗领域大放异彩。
质子治疗最大的优势就是比常规放疗更加精准地杀伤肿瘤组织。质子束使其具有手术刀般的精确性。与X射线的光子不同，质子以极高速度进入患者体内后质子减慢，它们与人体组织相互作用，这样一来，大部分光束能量沉积在一个点上（称为布拉格峰），故而拥有绝佳的精准性、对周围正常组织器官损伤微小，这对大多数需要接受放疗的患者来讲，质子治疗可能是最好的治疗方法之一。
考古断代
【思考】原子形成离子之后构成原子的微粒哪些发生了变化？
和
电子数变了
原子：核电荷数=质子数=核外电子数
阳离子：核外电子数=质子数-所带的电荷数。
阴离子：核外电子数=质子数+所带的电荷数。
【思考】请用原子符号表示出某核素在得到或失去n个电子后的情况。你能总结出原子、阳离子和阴离子核外电子数与质子数的关系吗？
在元素周期表中找到以下元素，并写出它的原子结构示意图和在元素周期表中的位置。
元素符号 原子结构示意图 周期表中的位置
O
Ca
Fe
He
【评价任务一】
甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，请回答：
(1)写出下列元素符号：
甲:____乙:____丙：____丁：____戊：____己：____
(2) 丙与庚的原子核外电子数相差_________
(3)乙与丙的原子核外电子数相差_________
己与庚的原子核外电子数相差_________
【评价任务二】第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第3课时 碱金属元素
通过探究认识碱金属元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律；
通过碱金属元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
【内容分析】
本节课以碱金属元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。
在前面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本节依托于元素周期表中的典型的金属元素----碱金属元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的金属性与元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教材以“演绎---归纳”的方式，从原子结构和元素周期表出发，演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。
此外，周期表的重要作用之一， 是使学生能够通过周期表的位置和元素的原子结构，预测元素的性质，发现新元素。教材在本节的呈现突出体现了这一作用。教材呈现的周期表中碱金属元素的性质，就是从“预测”出发的。例如，碱金属的性质是通过探究活动“碱金属性质的比较”，采用“预测----验证(实验)----分析----结论”的思路归纳出来的。;学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法。这些编排有利于学生认识到科学方法对研究和学习的意义。
【教学重点和难点】
重点：碱金属元素性质的相似性和递变性
难点：原子结构与碱金属元素性质的关系
【教学流程】
【学习任务一】认识碱金属的化学性质
人们常说，结构决定性质。元素周期表中，同族元素之间有什么联系呢？
【问题和预测】
方法导引：预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。
( 1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质
【答案】与O2、水、酸、盐溶液反应。
(2)结合锂、钠和钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。
【答案】与钠相似。与O2、水、酸、盐溶液反应。
【设计意图】通过理论探讨使学生体验通过周期表的位置和元素的原子结构，预测元素的性质。从而感受元素周期表的作用。
【科学探究】
【实验1】碱金属与O2的反应
钠的现象：剧烈燃烧 发出黄色火焰 生成淡黄色固体
钾的现象：剧烈燃烧 发出紫色火焰 生成黄色固体
【结论】K比Na反应更快更剧烈
【小结】碱金属与O2的反应
【实验2】碱金属与水的反应
钠的现象和结论：浮、熔、游、响、红 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑
钾的现象和结论：浮、熔、游、响、烧、爆、红 2K+2H2O=2KOH+H2↑
【设计意图】通过探究实验，亲身感悟碱金属元素性质的相似性和递变性，从而领悟元素周期表的魅力。
【小结】碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系
【注释】金属性：元素原子失去电子的性质
一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物一氢氧化物的碱性强弱来判断。
【设计意图】通过归纳总结，构建原子结构与物质性质的关系，突破教学难点。
【学习任务二】认识碱金属的物理性质
碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。
相似性：都比较柔软，有延展性;密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性也都很好。
递变性：ρ增大 （K反常小）；熔沸点降低。
【设计意图】通过表格的归纳分析，提升学生的归纳总结能力，落实学科素养。
【学习任务三】认识碱金属的用途
1.锂电池是一种高能电池。 锂有机化学中重要的催化剂。锂是制造氢弹不可缺少的材料，是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。
2．钠——高压钠灯；钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。
3．铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
【设计意图】通过真实的资料，感受性质决定用途，落实科学探究和社会责任素养，提升民族自豪感。
【学习评价一】
(1)(知识关联)我们已经知道实验室中钠单质保存在煤油或石蜡油中,那么钾单质如何保存
【答案】钾的密度小于钠,故也可以保存在煤油或石蜡油中。
(2)根据钠和钾性质的差异,分析Li与氧气、水反应的剧烈程度大于还是小于Na
【答案】由钾、钠性质实验探究知碱金属的性质随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故Li与氧气、水反应的剧烈程度小于Na。
【学习评价二】
(2020·淄博高一检测)下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 ( )
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
C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+
D.Cs2CO3不易溶于水
【答案】D
【学习评价三】
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)位于元素周期表的第_____周期_____族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是_____(填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②原子半径比钠小 ③氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤是还原剂
(3)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_____(填字母)。
a.Li b.Na c.K d.Cs
【解析】(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)由Rb的原子结构示意图可知②④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①③⑤正确。(3)设该合金的平均相对原子质量为M,则根据得失电子守恒得 ×1= ×2,M=25,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:(1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)ab
【思考与讨论】
本栏目中的表格主要呈现了碱金属元素的原子结构示意图和原子半径。学生可以根据表中的原子结构示意图填写核电荷数、最外层电子数、电子层数等空格。阅读表格时，还可以提醒学生留意原子半径的数量级，并与宏观物体的大小做比较。
通过对本栏目中两个问题的思考与讨论，学生可以得出碱金属元素的原子结构具有以下特点:
(1)相同点:原子核外最外层电子数都为1。
(2)递变性:从上到下随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。
学生在初中时已经认识到元素的化学性质与原子的最外层电子关系最为密切，因此可以根据碱金属元素原子结构的相同点得出碱金属化学性质相似的结论。教师在此还可以指出，除了相同点之外，碱金属元素的原子结构的递变性还决定了它们的性质会呈现出一定的变化规律, 为探究碱金属元素的化学性质埋下伏笔。
【探究】
碱金属化学性质的比较
本探究分为三个环节。
环节一 问题与预测。先让学生回顾钠的化学性质,为接下来的性质预测做好铺垫。再让学生结合Li、Na、K的原子结构特点，预测Li、K可能具有哪些与Na相似的化学性质。在此，只要学生能够说出预测的理由，不管预测正确与否，教师可不予评价，以使他们保持好奇心。学生期待的答案马上就会在接下来的环节二揭示出来。
环节二 实验和观察。 本环节先让学生回忆Na分别与氧气、水反应的现象，以和接下来的实验现象做对比。在K与氧气反应的实验过程中，要提醒学生注意观察:钾在燃烧前是否熔化，熔化后的钾的颜色与光泽,燃烧时有无烟和焰，烟、焰及固体产物的颜色等。在钾与水的实验过程中,要提醒学生注意观察钾在水面的浮、熔、游，以及溶液颜色的变化、反应的剧烈程度等现象。
钾在空气中燃烧的实验可设计为学生分组实验;而钾与水的反应,最好由教师在实物投影仪上演示。钾块不要太大，取绿豆大小即可，以免发生危险。钾与氧气反应的实验，需要先加热坩埚，再投入用滤纸吸去表面煤油的钾块，目的是缩短加热的时间，避免因为缓慢氧化而不利于观察熔化后的钾的色泽。在此两个实验过程中需要戴上护目镜，如不具备条件,也可在钾与水反应的烧杯口放一只表面皿以防止溅出。
环节三 分析和结论。 本环节设置了三个问题。第一个问题是根据实验现象展开讨论，总结钠、钾相似的化学性质,解决学生心中的疑惑，与环节一前后呼应。第二个问题是通过比较钾、钠分别与水反应的难易程度,再次预测锂与水反应的难易程度，目的是让学生认识锂、钠、钾化学性质的差异性和递变性。设置第三个问题的目的，是让学生运用碱金属元素原子结构的递变性来解释锂、钠、钾化学性质的递变性，并运用由个别到-般的归纳方法，归纳出碱金属化学性质的相似性和递变规律。
【方法导引】
预测
预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的-种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。
我们可以通过认识元素“位置”“结构”“性质”之间的内在联系，根据元素的“位置”“结构”特点预测和解释元素的性质。例如，钠与钾是IA族元素，它们都能与水反应;铷与钠、钾属于同族元素，所以，可预测出铷也能与水反应。
【练习与应用】
【学习评价一】
(1)(知识关联)我们已经知道实验室中钠单质保存在煤油或石蜡油中,那么钾单质如何保存
【答案】钾的密度小于钠,故也可以保存在煤油或石蜡油中。
(2)根据钠和钾性质的差异,分析Li与氧气、水反应的剧烈程度大于还是小于Na
【答案】由钾、钠性质实验探究知碱金属的性质随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故Li与氧气、水反应的剧烈程度小于Na。
【学习评价二】
(2020·淄博高一检测)下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 ( )
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
C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+
D.Cs2CO3不易溶于水
【答案】D
【学习评价三】
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)位于元素周期表的第_____周期_____族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是_____(填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②原子半径比钠小 ③氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤是还原剂
(3)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_____(填字母)。
a.Li b.Na c.K d.Cs
【解析】(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)由Rb的原子结构示意图可知②④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①③⑤正确。(3)设该合金的平均相对原子质量为M,则根据得失电子守恒得 ×1= ×2,M=25,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:(1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)ab第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第3课时 碱金属元素
一、单选题
1．下列关于碱金属的描述正确的是( )
A．碱金属都可以保存在煤油中
B．碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低
C．在空气中加热均可生成多种氧化物
D．碱金属与水反应，均漂浮在水面上
【答案】B
【解析】A. 锂的密度小于煤油，不可以保存在煤油中，故A错误；B. 碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低，故B正确；C. 在空气中加热锂只生成氧化锂，故C错误；D. 铷、铯密度大于水，不能漂浮在水面上，故D错误。故选B。
2．（2020·绥德中学高一月考）关于碱金属元素的说法中正确的是 ( )
A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性 D．Cs常温下与水反应会发生爆炸
【答案】D
【解析】A、ⅠA族的氢元素是非金属，选项A错误；B、Na与水剧烈反应，不与金属离子反应，所以不能发生置换反应，选项B错误；C、失电子能力越强的元素对应物质还原性越强，所以K+具有弱氧化性，选项C错误；D、Li、Na、K、Rb、Cs属于碱金属元素从上到下金属性依次增强，所以铯金属性强于钠和钾，则Cs常温下与水反应会发生爆炸，选项D正确。答案选D。
3．（2020·全国高一课时练习）第Ⅰ族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是（ ）
A．原子半径：
B．单质的密度：
C．单质的熔、沸点：
D．单质的还原性：
【答案】A
【解析】A．、、、、是同主族元素，且原子序数依次增大，原子半径：，A正确；
B．碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但的密度大于，B错误；
C．碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即熔、沸点：，C错误；
D．同主族元素从上到下，单质的还原性依次增强，即还原性：，D错误；
故答案为：A。
4．（2020·永州市第四中学高一月考）下列关于碱金属元素的叙述中正确的是( )
A．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应
B．碱金属单质具有强还原性，形成的离子具有强氧化性
C．除锂外都以化合态存在于自然界中
D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价
【答案】D
【解析】A. 碱金属元素单质的化学性质活泼，易失电子发生氧化反应，A错误；
B. 碱金属单质具有强还原性，形成的离子氧化性较弱，B错误
C.锂在自然界中也不能以游离态存在，C错误；
D. 碱金属元素最外层电子数为1，化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价，D正确；
答案选D。
5．（2020·全国高一单元测试）下列关于碱金属元素的叙述错误的是( )
A．随核电荷数递增，碱金属单质的熔点依次降低
B．随核电荷数递增，碱金属单质的密度依次增大
C．碱金属单质都是密度较小的有色金属
D．碱金属元素的原子最外层都只有一个电子
【答案】B
【解析】A.碱金属都属于金属晶体，金属阳离子半径逐渐增大，对外层电子束缚能力减弱，金属键减弱，所以熔沸点降低，故A正确;
B.随核电荷数递增，碱金属单质的密度逐渐增大，但Na、K反常，故B错误;
C.碱金属元素包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，属于轻金属元素，所以碱金属单质的密度都较小，碱金属单质多为具金属光泽的银白色金属，铯带金黄色,但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色的有色金属，故C正确
D.碱金属元素都在IA族，原子最外层都只有一个电子，故D正确;
答案：B。
6．下列有关碱金属元素的叙述正确的是（ ）
A．碱金属单质均为银白色，密度均小于水
B．碱金属单质从Li到Cs，熔点依次升高
C．氢氧化铯碱性强于氢氧化钠
D．碱金属元素形成的阳离子，从Li+到Cs+氧化性依次增强
【答案】C
【解析】碱金属单质中除了Rb、Cs，其它的密度均小于水，Cs略带金属光泽，其它的都是银白色的，故A错误。碱金属单质从Li到Cs，熔点依次降低，还原性依次增强，形成的阳离子的氧化性依次降低，对应的氢氧化物碱性依次增强，故C正确，B、D都错误。
7．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述中不正确的是( )。
A．碱金属元素原子的最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失去电子
B．碱金属元素形成的单质都是强还原剂
C．若碱金属M在氧气中燃烧只能生成M2O,则M可能为Na
D．碱金属元素形成的单质都能与水反应生成碱
【答案】C
【解析】钠燃烧只能生成过氧化钠，不能生成氧化钠
8．下列关于碱金属元素的叙述正确的是
A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小
B．从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
C．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈
D．碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强
【答案】C
【解析】A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，Na、K反常，故A错误；B．元素的金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次增强，故B错误；C．第ⅠA族元素单质的活泼性逐渐增强，所以钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈，故C正确；D．元素的金属性越强，则碱金属元素的阳离子的氧化性越弱，所以碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱，故D错误；答案为C。
9．（2020·辉县市第二高级中学高一月考）碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】B
【解析】A．钫(Fr)是碱金属元素中最重的元素，原子半径最大，故A正确；
B．钫在空气中燃烧时只生成过氧化物或超氧化物，化学式为Fr2O2或FrO2，故B错误；
C．它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱，故C正确；
D．活泼性比钠和钾活泼，跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸，故D正确；
故选B。
二、填空题
10．填空：
（1）碱金属元素原子最外层的电子都是________个，在化学反应中它们容易失去________个电子。
（2）碱金属元素中还原性最强的是________，原子半径最小的是________。
【答案】 1 1 Cs Li
【解析】（1）碱金属元素指的是在元素周期表中第ⅠA族的金属元素，原子最外层的电子都是1个，在化学反应中它们容易失去最外层的1个电子。
（2）根据元素周期表和元素周期律知道，碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，碱金属元素中还原性最强的是Cs，原子半径最小的是Li。
11．碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素，位于元素周期表中第ⅠA族。
（1）画出下列碱金属元素的原子结构示意图：
①锂____________；②钠__________；③钾__________；④铷__________。
（2）比较碱金属元素的原子结构：
①它们在结构上的相同点是___________________________________________________；
②它们在结构上的不同点是___________________________________________________。
（3）碱金属元素原子结构的变化规律是________________________________。
【答案】 最外层电子数均为1 电子层数和原子半径不同 随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大
【解析】(1)根据核外电子排布规律知下列碱金属元素的原子结构示意图分别为：
①锂；②钠；③钾；④铷
（2）①根据它们原子结构示意图知，他们在结构上的相同点是：最外层电子数均为1；
②它们在结构上的不同点是：电子层数和原子半径不同。
（3）碱金属元素原子结构的变化规律是：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大(共20张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第3课时 碱金属元素
【问题和预测】
方法导引：预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。
人们常说，结构决定性质。元素周期表中，同族元素之间有什么联系呢？
【学习任务一】认识碱金属的化学性质
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
【问题和预测】
( 1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质
(2)结合锂、钠和钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。
与O2、水、酸、盐溶液反应
与钠相似。与O2、水、酸、盐溶液反应
Na
K
【实验1】碱金属与O2的反应
科学探究：
现象：剧烈燃烧
发出黄色火焰
生成淡黄色固体
现象：剧烈燃烧
发出紫色火焰
生成黄色固体
K比Na反应更快更剧烈
K比Na反应更快更剧烈
2Na+O2==Na2O2（过氧化钠，复杂氧化物）
K+O2 == KO2 （超氧化钾，复杂氧化物）
钾与氧气反应生成多种氧化物，该反应只是其中一个
4Li +O2==2Li2O （氧化锂）
碱金属与O2的反应
浮、熔、游、响、红
浮、熔、游、响、烧、爆、红
K比Na反应更剧烈
2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 2K+2H2O=2KOH+H2↑
一、碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系
递变性:从Li→Cs核电荷数增加
电子层数逐渐增多
原子半径逐渐增大
失电子能力逐渐增强
元素的金属性逐渐增强
单质的还原性逐渐增强
与O2、水等反应更快更剧烈
核对最外层电子的
引力逐渐减弱
相似性:最外层电子数都是1 →
容易失去1个电子 (似金属钠,
与O2、水、酸、盐溶液反应)
金属性：元素原子失去电子的性质
一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物一氢氧化物的碱性强弱来判断。
碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。
相似性：都比较柔软，有延展性;密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性也都很好。
递变性：ρ增大 （K反常小）；熔沸点降低。
【学习任务二】认识碱金属的物理性质
【学习任务三】认识碱金属的用途
1.锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂是制造氢弹不可缺少的材
料，是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫
星和超声速飞机）。
2．钠——高压钠灯；钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。
3．铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
【学习评价一】
(1)(知识关联)我们已经知道实验室中钠单质保存在煤油或石蜡油中,那么钾单质如何保存
提示:钾的密度小于钠,故也可以保存在煤油或石蜡油中。
(2)根据钠和钾性质的差异,分析Li与氧气、水反应的剧烈程度大于还是小于Na
提示:由钾、钠性质实验探究知碱金属的性质随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故Li与氧气、水反应的剧烈程度小于Na。
(2020·淄博高一检测)下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 ( )
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
C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+
D.Cs2CO3不易溶于水
【学习评价二】
D
【学习评价三】
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)位于元素周期表的第 周期 族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是 (填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②原子半径比钠小 ③氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤是还原剂
(3)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 (填字母)。
a.Li b.Na c.K d.Cs
【解析】(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)由Rb的原子结构示意图可知②④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①③⑤正确。(3)设该合金的平均相对原子质量为M,则根据得失电子守恒得 ×1= ×2,M=25,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:(1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)ab第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 卤族元素
通过探究认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律；
通过卤族元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
【内容分析】
本节课以卤族元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。
在前面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本节依托于元素周期表中的典型的非金属元素----卤族元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的非金属性与元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教材以“演绎---归纳”的方式，从原子结构和元素周期表出发，演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。
此外，周期表的重要作用之一， 是使学生能够通过周期表的位置和元素的原子结构，预测元素的性质，发现新元素。教材在本节的呈现突出体现了这一作用。教材呈现的周期表中卤族元素的性质，就是从“预测”出发的。例如，卤素的性质，是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测--验证(事实)--分析--结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法。这些编排有利于学生认识到科学方法对研究和学习的意义。
【教学重点和难点】
重点：卤族元素性质的相似性和递变性
难点：原子结构与卤族元素性质的关系
【教学流程】
卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
物理性质
相似性：均有颜色，密度小，熔沸点低。
递变性：由F2→I2，气态→固态，颜色加深，密度增大，熔沸点升高。
【设计意图】通过表格的阅读，提高学生的归纳总结的能力，同时感受元素周期表的魅力。
【思考与讨论】
(1)根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氣、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。
化学性质
【设计意图】从原子结构出发，预测卤族元素的化学性质，感受元素周期表的魅力，有利于学生认识到科学方法对研究和学习的意义。
(1)卤素单质与氢气的反应
在一定条件下，卤素单质能与氢气反应生成卤化氢。
【思考与讨论】
【设计意图】通过图表信息，提高学生总结归纳的能力，逐步掌握运用周期表的方法。
(2)卤素单质间的置换反应。
类似于金属与盐溶液的置换反应，卤素单质间也可发生置换反应。请设计实验证明。
【实验4-1】
分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1 mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在两支试管加入四氯化碳溶液，观察）
向盛有4 mL KI溶液的试管中加入1 mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在三支试管加入四氯化碳溶液，观察）
KBr溶液加氯水变橙色，加CCl4液体分层,下层红棕色上层无色。
2KBr+Cl2= 2KCl +Br2
KI溶液加氯水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
KI溶液加溴水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
【结论】随着核电荷数的增加，卤族单质氧化性逐渐减弱 F2> Cl2 > Br2 > I2
【拓展】Br2和I2在不同溶剂中的颜色
【设计意图】通过实验探究，使学生进一步感悟元素周期表的应用，感受化学魅力。适当的知识拓展有利于学生对于卤族性质的深刻认识。
【思考与讨论】
讨论碱金属和卤族元素随着原子核外电子层数的增加，半径的增大，它们得失电子能力、金属性、非金属性递变的趋势。
【小结】同主族元素的性质与原子结构的关系：
【结论】同主族元素从上往下电子层数依次增多， 原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。
非金属性：元素原子得到电子的性质
【学习评价一】根据同主族性质的相似性和递变性进行预测
1．下列关于卤族元素（从F→I）性质递变的叙述，正确的
（1）单质的氧化性增强； （2）单质的颜色加深；
（3）气态氢化物稳定性增强；（4）单质的沸点升高。
A． （1）（2）（3） B．（2）（3）（4）
C．（2）（4） D．（1）（3）（5）
【答案】C
2. At砹是核电荷数最大的卤族元素，推测砹及其化合物最不可能具有的性质是
A.HAt 很不稳定
B.砹是白色固体
C.AgAt不溶于水
D.砹易溶于某些有机溶剂
【答案】B
【学习评价二】 同主族性质的相似性和递变性的应用
【思考】盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？
【答案】不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。
【思考】每个装置有什么作用，该如何操作才能达到目的？
【思考】1.过程Ⅲ的目的是什么？ 2.过程Ⅳ的具体操作是怎样的？
【答案】1.确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
2.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b,取下D振荡。静置后CC14层溶液变为紫红色。.
【设计意图】通过课堂即时反馈学生的学习情况，从而制定相关的策略，落实知识的同时，也达到了教学评一体化的目的。
【思考与讨论】
由于学生已经有了学习碱金属的经历，积累了探究同主族元素原子结构和元素性质关系的学习方法，完全可以把此学习方法迁移到卤素的学习中。本栏目主要为学习卤素的化学性质而设置，教学时要充分利用教材提供的相关素材(如卤素原子结构示意图、卤素单质与氢气的反应事实、相关注释等)。
对于问题①，可以引导学生先观察卤素的原子结构示意图，分析、归纳卤素原子结构的相同点与递变性。在此基础上,再推测氟、氯、溴、碘在化学性质上可能表现出的相似性和递变性。
对于问题②，可以结合教材表4-4中卤素单质与氢气的反应事实展开讨论，并提醒学生阅读教材相关注释中判断非金属性强弱的实验依据，最后得出结论，依次回答教材中的三个问题。
按F2、Cl2、 Br2、 I2 的顺序:
①与氢气反应的难易程度:由易到难。
②生成的氢化物的稳定性:由强到弱。
③卤素的非金属性强弱:由强到弱。
【实验】
[实验4-1 ]
此实验中的氯水必须新制，用棕色瓶存放。同时，实验所用的KBr溶液、KI溶液、氯水浓度应尽量大一些，以使实验现象更明显。该实验也可设计如下:向KBr溶液中加入氯水，振荡后静置，观察现象;向上述溶液中加人KI溶液，再次振荡后静置，观察现象。引导学生思考:若要证明氧化性Cl2> Br2> I2，上述实验中加人的氯水应该为少量还是过量 为什么
建议：可通过学习评价落实最后的思考“上述实验中加人的氯水应该为少量还是过量 为什么 ”，此外，因为新教材在必修第一册和第二册都没有关于萃取的介绍，在这里可以增加四氯化碳的萃取操作，让学生对有一个初步的认识。
【练习与应用】教材P100
3.下列关于F、CI、 Br、I的比较，不正确的是( )。
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【答案】C
4.2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(中文名“础”， 音tian), Ts 的最外层电子数是7。下列说
法中，不正确的是( )。
A. Ts是第七周期第VI A族元素
B. Ts的同位素原子具有相同的电子数
C. Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts,其核素符号是117176Ts
【答案】C
5.下表显示了元素周期表中短周期的一部分， ①~⑥代表6种短周期元素。
已知③与氢元素能组成生活中最常见的化合物X。请填写下列空白。
(1)与⑤同族的下一周期元素的原子结构示意图为__________。
(2)④的单质与X反应的离子方程式为__________________。
(3)⑥的单质与X反应的化学方程式为__________________。
(4)①、②、③分别与氢元素组成含10个电子的分子的化学式分别为_____、_____、_____。
【答案】
【补充练习】
【学习评价一】根据同主族性质的相似性和递变性进行预测
1．下列关于卤族元素（从F→I）性质递变的叙述，正确的
（1）单质的氧化性增强； （2）单质的颜色加深；
（3）气态氢化物稳定性增强；（4）单质的沸点升高。
A． （1）（2）（3） B．（2）（3）（4）
C．（2）（4） D．（1）（3）（5）
【答案】C
2. At砹是核电荷数最大的卤族元素，推测砹及其化合物最不可能具有的性质是
A.HAt 很不稳定
B.砹是白色固体
C.AgAt不溶于水
D.砹易溶于某些有机溶剂
【答案】B
【学习评价二】 同主族性质的相似性和递变性的应用
【思考】盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？
【答案】不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。
【思考】每个装置有什么作用，该如何操作才能达到目的？
【思考】1.过程Ⅲ的目的是什么？ 2.过程Ⅳ的具体操作是怎样的？
【答案】1.确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
2.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b,取下D振荡。静置后CC14层溶液变为紫红色。.第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 卤族元素
一、单选题
1．（2020·富宁县第三中学高一期末）已知某卤族元素位于周期表中第三周期，该元素原子结构示意图正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】该卤族元素是氯元素，位于元素周期表的第三周期ⅦA族，有三个电子层，为2、8、7排列，故C正确；答案：C
2．（2019·广东高一期末）下列元素属于卤族元素的是（ ）
A．Na B．P C．S D．Cl
【答案】D
【解析】卤素元素包括元素周期表中第ⅦA族的所有元素，即F、Cl、Br、I等。故选D。
3．（2020·全国高一单元测试）卤族元素位于元素周期表
A．ⅠA B．ⅦA C．ⅤA D．ⅥA
【答案】B
【解析】卤族元素指的是F、Cl、Br、I、At这一主族的元素，是同一周期中，原子半径最小的一族元素，位于元素周期表的第17纵列，是第VIIA族，故答案选B。
4．下列元素中，2017年最新命名的卤族元素是
A．Ts B．Si 硅 C．Br 溴 D．I 碘
【答案】A
【解析】Si 硅是碳族元素， Br 溴、 I 碘是已知的卤族元素，最新命名的卤族元素应该是Ts ，故选A。5．（2020·涡阳县育萃高级中学高二开学考试）下列关于卤族元素的比较中，不正确的是（ ）
A．卤族元素的原子半径：F＜Cl＜Br＜I
B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次增大
C．单质与氢气化合的难易：F2＞Cl2＞Br2＞I2
D．氢卤酸的酸性：HF＞HCl＞HBr＞HI
【答案】D
【解析】A．卤族元素从上到下，随着原子序数的增大，原子半径逐渐增大，所以原子半径：F＜Cl＜Br＜I，不选A；
B.卤族元素从上到下，随着原子序数的增大，原子半径逐渐增大，不选B；
C.卤族元素从上到下，随着原子序数的增大，非金属性减弱，与氢气化合越来越难化合，所以单质与氢气化合的难易：F2D. 卤族元素从上到下，随着原子序数的增大，非金属性减弱，气态氢化物越来越不稳定，在水中越来越容易电离，氢卤酸的酸性：HF答案：D。
6．（2020·全国高一课时练习）砹属于卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（ ）
①砹化氢很稳定 ②砹的最高价氧化物对应水化物的酸性是卤族元素中最强的 ③砹是深颜色固体 ④砹化银不溶于水 ⑤砹易溶于某些有机溶剂
A．只有①② B．只有①②⑤ C．只有③④⑤ D．只有②⑤
【答案】A
【解析】同主族元素从上到下，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，①、②错误；由卤族元素的颜色由“淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色”及状态由“气体→气体→液体→固体”的变化规律可知，砹是颜色较深的固体，③正确；由AgCl、AgBr、AgI不溶于水可知，砹化银不溶于水，④正确；由、易溶于有机溶剂可知，砹单质易溶于有机溶剂，⑤正确；故A正确；
答案选A。
7．下列关于卤族元素的说法正确的是
A．F、Cl、Br、I最高正化合价都为+7
B．卤族元素的单质只有氧化性
C．从F到I，原子的得电子能力依次加强
D．卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难
【答案】D
【解析】A、卤素原子的最外层电子数都是7，最高价为+7价，但F没有正价，选项A错误；B、卤族元素的单质例如氯气、溴和碘等均既有氧化性也有还原性，选项B错误；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，选项C错误；D、非金属性越强，越容易与氢气化合，卤素单质与H2化合的容易程度为F2＞Cl2＞Br2＞I2，选项D正确，答案选D。
8．（2020·全国课时练习）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A. 对于卤素来说，随着核电荷数的增大，元素的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减小，非金属性逐渐减弱，A项正确；
B. 卤素原子最外层电子数相同，但由于F的非金属性最强，与其他元素形成化合物时，不可能失去电子，因此F没有最高正化合价，B项错误；
C. 一般情况下，同主族元素形成的化合物结构相似，相对分子质量越大，范德华力就越大，物质的熔、沸点就越高，但HF的分子之间除存在范德华力外，还存在氢键，使其熔、沸点比HCl、HBr的高，C项错误；
D. 卤素单质都是由分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力就越大，物质的熔、沸点就越高，D项错误。答案选A。
9．关于原子序数为53的元素，以下说法正确的是
A．位于第六周期 B．是金属元素
C．最外电子层含有6个电子 D．属于卤族元素
【答案】D
【解析】原子序数为53的元素比零族54号元素氙少一个质子，而氙位于第五周期，所以53号元素位于第五周期、第ⅦA族，最外层含有7个电子，属于卤族元素，而卤族元素均是非金属元素，答案选D。
10．（2020·全国高一课时练习）下列关于碱金属或卤族元素的叙述正确的是
A．碱金属单质都可保存在煤油中
B．比活泼，故可以从溶液中置换出
C．砹（）是第6周期的卤族元素，根据卤族元素性质的递变规律可知还原性：
D．卤素单质与水反应的通式为
【答案】C
【解析】A、锂的密度比煤油的小，不能保存在煤油中，故A错误；
B、能与水反应生成和，所以不能从溶液中置换出，故B错误；
C、单质的氧化性越弱，对应离子的还原性越强，因氧化性：，则还原性：，故C正确；
D、的氧化性很强，与水反应生成和，不符合通式，故D错误。
答案选C。
二、填空题
11．（2020·全国高一单元测试）卤族元素包括氟、氯、溴、碘、砹等元素，位于元素周期表中第ⅦA族。
(1)画出下列卤族元素的原子结构示意图：①氟________；②氯________③溴________；④碘_________。
(2)比较卤族元素的原子结构：
①它们在结构上的相同点是____________；
②它们在结构上的不同点是_____________。
(3)卤族元素原子结构的变化规律是_______________。
【答案】 最外层电子数都为7 电子层数和原子半径不同 随着核电荷数的增加，卤族元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大
【解析】
(1)圆圈代表原子核，圈圈中的数字代表质子数，弧线代表电子层，弧线上的数字代表电子层上的电子数，根据原子序数分别为9，17，35，53，每一层最多容纳的电子数2n2，最外层电子数不超过8个，次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过36个，根据电子总数，画出原子结构示意图：、、、；
(2)①根据原子结构示意图，卤族元素结构上的相同点是最外层电子数都为7；
②根据原子结构示意图，电子层数逐渐增加，故原子半径逐渐增大，卤族元素结构上的不同点是电子层数和原子半径不同；
(3)根据原子结构示意图，卤族元素随着核电荷数(或原子序数)的增加，原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大；
12．（2020·全国高一课时练习）卤族元素的组成及原子结构
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 F ________ Br I
原子结构示意图
相同点 ①卤族元素位于周期表第________族；②最外层上都有7个电子
递变性 从核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次________
【答案】Cl ⅦA 增大。
【解析】
氯的元素符号为Cl，在元素周期表中最外层电子数=主族元素的族序数，根据卤族元素原子的结构示意图，卤族元素最外层都含有7个电子，位于周期表第ⅦA族，从核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大，故答案为：Cl；ⅦA；增大。(共18张PPT)
第三章 物质及其变化
第一节 铁及其化合物
第4课时 卤族元素
卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
2
Br2
I2
Cl2
相似性：均有颜色，密度小，熔沸点低。
递变性：由F2→I2，气态→固态，颜色加深，密度增大，熔沸点升高。
一、物理性质
【思考与讨论】
(1)根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氣、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。
F
Cl
Br
I
结 构
相似：最外层
电子数都是7
递变：核电荷数(Z)增加，
电子层数(n)增多，
原子半径(r)增大。
相似性:容易得到1个电子
强氧化性 (似Cl2，与金属、H2、水、碱、卤化物反应)
递变性：
得电子能力逐渐减弱
单质氧化性逐渐减弱
与H2、水等反应越来越难
化学性质
一、化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
在一定条件下，卤素单质能与氢气反应生成卤化氢。
【思考与讨论】
由易到难
由强到弱
由强到弱
(2)卤素单质间的置换反应。
类似于金属与盐溶液的置换反应，卤素单质间也可发生置换反应。请设计实验证明。
【实验4-1】
分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1 mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在两支试管加入四氯化碳溶液，观察）
向盛有4 mL KI溶液的试管中加入1 mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。静置一段时间后，观察现象。写出反应的化学方程式。（实验完成后可在三支试管加入四氯化碳溶液，观察）
加氯水变橙色，加CCl4液体分层,下层红棕色上层无色。
2KBr+Cl2=
2KCl +Br2
加氯水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。
2KI + Cl2 =
2KCl + I2
加溴水变棕黄(褐)色，加CCl4液体分层,下层紫色上层无色。
Br2 + 2KI =
2KBr + I2
结论：随着核电荷数的增加，卤族单质氧化性逐渐减弱 F2> Cl2 > Br2 > I2
单质 常温下单质颜色和状态 在水中 在CCl4中
Br2 深红棕色液体 黄→橙色 红棕色
(橙红色)
I2 紫黑色固体 棕黄→棕褐色 紫(红)色
【拓展】Br2和I2在不同溶剂中的颜色
【思考与讨论】
讨论碱金属和卤族元素随着原子核外电子层数的增加，半径的增大，它们得失电子能力、金属性、非金属性递变的趋势。
结论：同主族元素从上往下电子层数依次增多， 原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。
Li
Na
K
Rb
Cs
金属性增强
失电子能力增强
F
Cl
Br
I
非金属性减弱
得电子能力减弱
小结：同主族元素的性质与原子结构的关系：
非金属性：元素原子得到电子的性质
(1) 与氢气化合的难易程度
(4)最高价氧化物的水化物----最高价含氧酸
的酸性强弱 HClO4>HBrO4>HIO4
(3)非金属单质间的置换
(5)非金属阴离子的还原性 Cl— < Br— < I—、
非金属性强弱的判断依据
(2) 气态氢化物的稳定性 HF>HCl>HBr>HI
1．下列关于卤族元素（从F→I）性质递变的叙述，正确的
（1）单质的氧化性增强； （2）单质的颜色加深；
（3）气态氢化物稳定性增强；（4）单质的沸点升高。
A． （1）（2）（3） B．（2）（3）（4）
C．（2）（4） D．（1）（3）（5）
C
【学习评价一】根据同主族性质的相似性和递变性进行预测
2. At砹是核电荷数最大的卤族元素，推测砹及其化合物最不可能具有的性质是
A.HAt 很不稳定
B.砹是白色固体
C.AgAt不溶于水
D.砹易溶于某些有机溶剂
B
【学习评价二】 同主族性质的相似性和递变性的应用
【思考】盐酸的酸性强于碳酸，能说明氯的非金属性强于碳吗？
不能，因为盐酸不是氯的最高价含氧酸。
【思考】每个装置有什么作用，该如何操作才能达到目的？
【思考】1.过程Ⅲ的目的是什么？ 2.过程Ⅳ的具体操作是怎样的？
1.确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
2.打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b,取下D振荡。静置后CC14层溶液变为紫红色。.
