4.1.2核素 原子结构与元素的性质 课件（共39张ppt)化学人教版（2019）必修第一册

(共39张PPT)
第一节原子结构与元素周期表
第四章 物质结构 元素周期律
第二课时 核素 原子结构与元素的性质
目录
CONTENT
一、核素
二、原子结构与元素的性质
第四章 物质结构 元素周期律
1.
2.
3.
4.
学习目标
知道元素、核素、同位素 的含义
认识碱金属元素的性质与其在元素周期表中位置的关系
认识卤族元素的性质与其在元素周期表中位置的关系
了解同主族元素性质的递变规律
1．金属元素：原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易 ，具有 。
2．非金属元素：原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易 ，具有 。
原子结构与元素性质的关系
失去电子
金属性
得到电子
非金属性
同学们能根据得失电子，总结元素的氧化还原性吗
一、核素

名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢)
符号 ___ ___ ___
质子数 ___ ___ ___
中子数 ___ ___ ___
H
D
T
1
1
1
0
1
2
氢元素的三种核素互为同位素
1.元素
(1)概念：具有相同________(_________)的一类_____的总称。
(2)决定元素种类的是_______。
质子数
核电荷数
原子
质子数
一、核素
2.核素
(1)概念：具有一定数目_____和一定数目_____的一种原子。
(2)表示方法——原子符号
质子
中子
(3)
①质子数为19，中子数为20的核素为____；
②质子数为6，中子数为6的核素为____；
③核素 的质子数为___，中子数为___。
(4)决定原子(核素)种类的是________________。
6
8
质子数和中子数
一、核素
3.同位素
(1)概念：_______相同而_______不同的同一_____的不同原子互称为同位素(即同一______的不同______互称为同位素)。“同位”是指核素的_______相同，在元素周期表中占有_____的位置。
质子数
中子数
元素
元素
核素
质子数
相同
(2)特点：
①同位素在周期表中占据同一__________；
②同位素的化学性质几乎__________；
③在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。
位置
相同
一、核素
(3)用途。
①考古时利用__________测定一些文物的年代；
②和用于制造__________；
③放射性同位素释放的射线可用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
氢弹
(1)任何原子都由质子、中子、电子构成(　　)
(2)23Na和23Mg互为同位素(　　)
(3)同位素原子的化学性质几乎相同，物理性质略有差异(　　)
(4)原子的种类大于元素的种类(　　)
(5) 为同一元素的不同微粒(　　)
√
×
×
√
√
元素、核素、同位素、同素异形体的联系
一、核素
二、原子结构与元素的性质
原子的最外层电子数决定原子的化学性质。
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_____ _____
金属元素 一般_____4 易_____ _______
非金属元素 _____4 易_____ ______
得失
稳定
少于
失去
不稳定
多于
得到
不稳定
讨论：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。
二、原子结构与元素的性质
族 元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子 电子层数 原子半径（nm）
碱金属元素 锂 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
相同点 最外层均有___个电子，均有较强_____性
递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数____，原子半径____
1
还原
增多
增大
二、原子结构与元素的性质
1、碱金属元素
（1）实验探究
【实验1】碱金属与O2和水的反应
①回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质
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。
二、原子结构与元素的性质
K比Na反应更快更剧烈
【实验现象】
剧烈燃烧，发出黄色火焰，
生成淡黄色固体
【实验现象】
剧烈燃烧，发出紫色火焰，
生成黄色固体
Na
K
【实验现象】
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
二、原子结构与元素的性质
(2)钠、钾与水反应
①实验现象：
相同点：金属___在水面上；金属___成闪亮的小球；小球_________；发出___________；反应后的溶液呈___色。
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
浮
熔
四处游动
嘶嘶的响声
红
Na
K
二、原子结构与元素的性质
②化学方程式：
___________________________；________________________。
③实验结论：
与水反应剧烈程度：K___Na；金属的活泼性：K___Na。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
＞
＞
碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系
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)
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
核对最外层电子的引力逐渐减弱
二、原子结构与元素的性质
（3）.碱金属单质性质规律
①物理性质规律
银白色
较小
较小
较低
增大
减小
个性特点 ①铯略带金属光泽;②锂的密度比煤油的小;③钠的密度比钾大
提示:少量的钠和钾可保存在煤油中,并密封存放。
二、原子结构与元素的性质
②碱金属元素性质的特殊性
1)碱金属单质还原性最强的是Cs(放射性元素除外)，最弱的是Li。
2)碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他与O2反应的产物至少有两种。
3)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。
4)碱金属从Li→Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na的。
5)Na、K通常保存在煤油或石蜡油中，但Li通常用石蜡密封。
6)Cs为略带金色光泽的固体，其余碱金属都呈银白色。
二、原子结构与元素的性质
(4)化学性质的相似性和递变性
②递变性
①相似性
二、原子结构与元素的性质
（5）认识碱金属的用途
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）。
钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。由于高压钠灯具有光效高、寿命长,可接受的显色性以及不诱虫,不易使被照物褪色等特点,这就使高压钠灯被广泛的应用于普通照明的各个角落,以逐步地取代相对而言耗能大的荧光高压汞灯。
从碱金属原子结构的角度解释。
(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。
提示　碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。
(2)碱金属元素的性质具有递变性。
提示　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，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强。
二、原子结构与元素的性质
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
2、卤族元素
二、原子结构与元素的性质
（1）.卤族元素的原子结构及其特点
卤族元素包括：_________________(写元素符号)。前4种元素的原子结构示意图依次是：
F 、Cl 、Br 、I
原子结构特点如下：
①相似性：最外层电子数都是___。
②递变性：F→I，核电荷数依次_____，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。
F、Cl、Br、I、At
7
增大
增多
增大
二、原子结构与元素的性质
F2 Cl2 Br2 I2
颜色 (常态) _______色 (气体) _______色 (气体) _______色 (液体) _______色
(固体)
密度 逐渐____（Cl2、Br2反常） 熔、沸点 逐渐_____ 淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
增大
升高
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。
二、原子结构与元素的性质
（2）.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 _____________ 很稳定
Cl2 光照或点燃 ______________________ 较稳定
Br2 加热 __________________ 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 _______________ 不稳定，同一条件下同时分解
结论 从F2到I2，与H2化合越来越___，生成的氢化物稳定性逐渐_____，元素的非金属性逐渐_____ H2＋F2===2HF
难
减弱
减弱
二、原子结构与元素的性质
【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）
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。
二、原子结构与元素的性质
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
振荡静置后，溶液由无色变为_____色 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ 氧化性：_________
振荡静置后，溶液由无色变为___色 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 振荡静置后，溶液由无色变为___色 2I－＋Br2===I2＋2Br－ 橙黄
褐
褐
Cl2>Br2>I2
二、原子结构与元素的性质
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
二、原子结构与元素的性质
（3）.卤素单质化学性质规律
①相似性
卤素原子都能得一个电子
②递变性
1、与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
2、Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
3、
二、原子结构与元素的性质
同主族元素的原子结构与性质的关系
二、原子结构与元素的性质
(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—、
(2) 气态氢化物的稳定性 HF>HCl>HBr>HI
非金属性：元素原子得到电子的性质
1.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是（　　）
A.K与H2O反应最剧烈
B.Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na
C.碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
D
２.镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，关于其叙述不正确的
是（　　　）
A.镭的金属性比钙弱 B.单质能与水反应生成H2
C.在化合物中呈＋2价 D.碳酸镭难溶于水
A
3.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是（　　　）
A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈
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，氟原子得电子的能力最强
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
D
４.钾的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是（　　）
A.单质钾的密度比煤油大 B.可用小刀片切割金属钾
C.钾易与空气反应 D.单质钾的还原性很强
Ｂ
５.下列关于碱金属的叙述错误的是（　　　）
A.它们都能在空气中燃烧生成M2O(M指碱金属元素)
B.它们都能与水反应生成氢气和碱
C.随核电荷数的递增，它们所形成的阳离子的氧化性依次减弱
D.碱金属中密度最小的是锂
Ａ
谢谢