4.1.2碱金属元素、卤族元素 课件（共33张ppt）化学人教版（2019）必修第一册

(共33张PPT)
第一节　原子结构与元素周期表
原子结构与元素的性质
碱金属元素、卤族元素
4.1 碱金属元素
原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质
稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易得失 稳定
金属元素 一般＜4 易失去 不稳定，具有金属性
非金属元素 一般≥4 易得到 不稳定，具有非金属性
1. 元素的化学性质与其原子的最外层电子数有关。
2.原子的最外层电子数决定元素的化学性质。（原子最外层电子数相同，其化学性质相似，但氢和氦除外）
1.元素化学性质与原子结构的关系
一、原子结构与元素的性质
碱金属
卤族元素
氢气与氧气反应生成水,氢元素显正价,能证明氢元素有一定的金属性吗
提示:不能。氢元素在反应中显正价,说明氢气具有还原性,不能说氢元素具有金属性。金属性是从微观角度来讲原子的失电子能力;还原性是从宏观上来讲物质具有的失电子能力。
思考交流
得失电子情况 物质（宏观） 微观（原子）
失电子的能力 还原性 金属性
得电子的能力 氧化性 非金属性
碱金属元素是第ⅠA族除H之外所有元素。它们是非常活泼的金属元素，在自然界都以化合态存在，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫，其中钫为放射性元素，中学阶段不讨论。
锂（Li）
钠（Na）
钾（K）
铷（Rb）
铯（Cs）
碱金属元素
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm
锂 Li 3 1 2 0.152
钠 Na 11 1 3 0.186
钾 K 19 1 4 0.227
铷 Rb 37 1 5 0.248
铯 Cs 55 1 6 0.265
1.碱金属元素的原子结构
（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？
（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。
结构决定性质，推测碱金属元素可能有的化学性质
碱金属化学性质的推测与比较 P100
（1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？（用化学方程式表示）
（2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些相似化学性质？
①2Na＋O2 Na2O2
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
③2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
4Na＋O2 === 2Na2O
锂、钠和钾最外层都只有1个电子，都容易失去最外层电子，表现出比较强的还原性。锂、钾和钠相似，单质都能与氧气、水发生化学反应。
2.碱金属的化学性质
2Na＋Cl2=2NaCl
能与氧气等非金属单质及水发生化学反应。
①都能与O2反应：
②都能与水反应：
2Li + 2H2O ＝ 2LiOH + H2↑
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑
通过上述实验得到结论：
（1）碱金属元素的化学性质的相似性
4Li + O2 2Li2O
2Na + O2 Na2O2
生成物中化合价为+1价
相似性：碱金属元素的原子最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与氧气等非金属单质以及水反应，反应中失去一个电子形成+1价的化合物。
金属 Li Na K Rb Cs
与O2反应 产物
规律 与H2O反应 剧烈程度
规律 更为复杂
Li2O
更为复杂
RbO3
Na2O
Na2O2
反应越来越剧烈，产物越来越复杂
反应越来越剧烈 甚至发生爆炸
剧烈但比钠缓慢
剧烈
更剧烈伴有轻微爆炸
遇水立即燃烧，爆炸
遇水立即燃烧，爆炸
（2）碱金属元素的化学性质的递变性：
递变性：随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，即由锂到铯，金属性逐渐增强。
产物复杂
kO2
元素金属性强弱判断实验依据
1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。
2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
4、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。
3、可以根据单质间的置换反应来判断。金属性强的可以置换出金属性弱的。
碱金属元素原子最外层只有一个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
在化合物中化合价+1
易失电子，表现金属性（还原性）
随核电荷数增加
电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
原子半径逐渐增大
金属性（还原性）逐渐增强
原子失电子能力
逐渐增强
碱金属的原子结构与化学性质的关系
决定
决定
表现：
①单质与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂；
②最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强：
LiOHKOH3.碱金属单质的物理性质
元素名称 元素符号 核电荷数 颜色（常态） 密度 g/cm3 熔点 OC 沸点
OC
锂 Li 3 银白色, 柔软 0.534 180.5 1347
钠 Na 11 银白色, 柔软 0.97 97.81 882.9
钾 K 19 银白色, 柔软 0.86 63.65 774
铷 Rb 37 银白色, 柔软 1.532 38.89 688
铯 Cs 55 略带金色光泽,柔软 1.879 28.40 678.4
它们都比较柔软，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，如钠钾合金（室温下呈液态）可用作核反应堆的传热介质
相似性：银白色(铯略带金色) 、质软，轻(密度小），熔点低。
递变性：从上至下，密度渐大（K例外），熔沸点渐低
最轻的金属，保存在石蜡里
保存在煤油中
密度有增大趋势
熔沸点降低
反常
锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂制造氢弹不可缺少的材料。
锂是优质的高能燃料（已经
用于宇宙飞船、人造卫星和
超声速飞机）。
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。
钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
4、碱金属元素的用途：
液态钠可作为核反应堆的传热介质。
（1）碱金属元素单质性质的相似性
物理性质：硬度、密度小，熔点、沸点低，导电导热性，延展性
化学性质：最外层都为1，易失电子(均为+1价），表现出金属性(还原性)
与O2反应：
R+O2
=
△
RxOy
与Cl2反应：
2R+Cl2
=
△
2RCl
与H2O反应：
2R+2H2O=2ROH+H2↑
主要掌握
Li、Na、K
课堂小结：碱金属元素的性质
（2）碱金属元素性质的递变性
碱金属
元素
碱金属元素的原子结构
碱金属单质的物理性质
碱金属单质
的化学性质
单质与氧气、水的反应
卤素最高价氧化物对应的水化物的碱性
熟记碱金属的特殊性
同主族元素的原子结构与金属性的关系
课堂小结
1、钾的金属活动性比钠强，根本原因是（ ）
A、钾的密度比钠的小
B、钾原子的电子层比钠原子多一层
C、钾与水反应比钠与水反应更剧烈
D、加热时，钾比钠更易气化
B
课堂达标
2.如图表示第ⅠA族金属(又称为碱金属)的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质不符合图示关系的是 ( )
A.金属性
B.与水反应的剧烈程度
C.阳离子的氧化性
D.原子半径
C
3. 以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是（ ）
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH；②单质熔点最高的是铯；③单质都是热的良导体；④单质的密度依次增大，且都比水小；⑤单质的还原性依次增强；⑥对应阳离子的氧化性依次增强。
A. ①③ B. ②⑤ C. ②④⑥ D. ①③⑤
C
4.1 卤族元素
F2
Br2
I2
Cl2
　　卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，化学性质非常活泼，在自然界中都以化合态存在；卤族元素(或卤素)位于元素周期表的VIIA族(第17纵列)，它们分别是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，因都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以又称成盐元素。
卤族元素
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78
I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
1、卤族单质的主要物理性质P102
由上表可知：从F2到I2，颜色逐渐加深，状态由气态到固态，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
颜色逐渐加深
密度逐渐增大
熔点沸点逐渐升高
【观察表格，归纳卤素单质物理性质的递变规律】
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
原子半径/nm 0.071 0.099 1.14 1.33
2、卤族元素的原子结构
由上表可知：①卤族元素的原子最外层电子数都是7；决定了化学性质的具有相似性；②卤族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，决定了化学性质的又有差异性。
3、卤族单质的主要化学性质
（1）卤素单质与氢气的反应 P103
名称 反应条件 方程式 氢化物稳定性
F2 暗处剧烈化合并爆炸 H2+F2==2HF HF很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=====2HCl HCl较稳定
Br2 加热至一定温度 H2+Br2==2HBr HBr不如HCl稳定
I2 不断加热缓慢反应 H2+I2 2HI HI 不稳定
光照或点燃
物质 F2 Cl2 Br2 I2
与氢气反应的难易程度
生成的氢化物的稳定性
卤素单质的氧化性
结论：卤素的非金属性
由易到难
由强到弱
由强到弱
单质的氧化性逐渐减弱
稳定性逐渐减弱
元素的非金属性逐渐减弱
反应由易到难
稳定性逐渐减弱
（1）卤素单质间的置换反应
在水中氯为浅黄绿色，溴为橙黄色，碘为棕黄色。且随浓度增大而加深。
滴加氯水
滴加氯水
溶液由无色变为黄色
溶液由无色变为红棕色
2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl
2KI + Cl2 = I2 + 2KCl
2Br－+ Cl2 = Br2 + 2Cl－
氧化性：Cl2＞Br2 还原性：Br－＞Cl－
2I－+ Cl2 = I2 + 2Cl－
氧化性：Cl2＞I2 还原性：I－＞Cl－
滴加溴水
溶液由无色变为棕黄色
2KI + Br2 = I2 + 2KBr
2I－+ Br2 = I2 + 2Br－
氧化性：Br2＞I2 还原性：I－＞Br－
KBr
KI
KI
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
元素的非金属性逐渐减弱
由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－。
结论：从F到I，随着核电荷数的增加，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，原子得到最外层电子的能力逐渐减弱。单质的氧化性逐渐减弱，即从氟到碘，非金属性逐渐减弱。
元素非金属性强弱判断实验依据
1、非金属元素单质与H2化合的难易程度：化合越容易，非金属性越强
2、形成气态氢化物的稳定性，气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强
3、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，酸性越强，对应非金属元素非金属性越强
4、相互置换反应，非金属性强的可以置换出非金属性弱的。
卤族元素原子最外层有7个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
在化合物中常见化合价-1
易得电子，表现非金属性（氧化性）
卤族元素原子电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
原子半径逐渐增大
非金属性（氧化性）逐渐减弱
原子得电子能力逐渐减弱
决定
卤素的原子结构与化学性质的关系
决定
表现在①单质与氢气生成气态氢化物由易到难，氢化物的稳定性逐渐减弱；②最高价氧化物的水化物的酸性强弱逐渐减弱HClO4>HBrO4>HIO4。
谢谢！