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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
第三课时:原子结构与元素的性质
学习目标
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。
新知导入
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构吗?它们具有什么样的性质呢?
旧知回顾
1.碱金属元素包括____________________(填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第______族;卤族元素包括_______________ (填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第______族。
2.钠与水反应的离子方程式为
_________________________________________。
钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为_______、________。
3.氯气与氢气反应的条件是_____________。
Li、Na、K、Rb、Cs
ⅠA
F、Cl、Br、I
ⅦA
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
Na2O
Na2O2
点燃或光照
一、元素的性质
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____个,在化学反应中容易___________,具有_________。即元素的金属性是指元素的原子所具有的___________的能力。
2.非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于____个,在化学反应中容易___________,具有___________。即元素的非金属性是指元素的原子所具有的___________的能力。
4
失去电子
金属性
失去电子
4
得到电子
非金属性
得到电子
二、碱金属元素
1.元素的性质——金属性与非金属性
金属元素
非金属元素
最外层电子数一般少于4个
化学反应中容易失去电子,表现金属性
最外层电子数一般多于4个
化学反应中容易得到电子,表现非金属性
二、碱金属元素
2.碱金属元素
碱金属元素包括(填名称及元素符号):______________________________
_______________________________________等。
(1)碱金属的原子结构(Li→Cs)
①相似性:最外层均有______个电子。
②递变性:电子层数逐渐增多,原子半径逐渐_________。
1
增大
二、碱金属元素
(2)碱金属的化学性质
①钠、钾与氧气反应比较实验
a.实验现象:都能在空气中燃烧,钠产生
______色火焰,钾产生______色火焰(透过蓝色钴玻璃观
察),钾燃烧更剧烈。
b.反应方程式____________________、________________________。
黄
紫
二、碱金属元素
②钾与水反应的实验
a.现象:浮于水面上,并熔化为闪亮的小球四处游动,发出嘶嘶的响声,并伴有燃烧,溶液呈红色。
二、碱金属元素
b.化学方程式:______________________________。
c.与Na和水反应相比现象不同的有________________________________,结论:活泼性K比Na_______。
③锂与氧气(加热)、H2O反应的化学方程式分别为 ___________________________、______________________________。
反应比钠和水剧烈,并伴有燃烧
强
二、碱金属元素
(3)碱金属性质的递变规律及原因
从Li→Cs,电子层数逐渐_______,原子半径逐渐________,原子核对最外层电子的引力逐渐_______,原子失去电子的能力逐渐________,金属性逐渐________。
增多
增大
减弱
增强
增强
二、碱金属元素
(4)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
递变规律 密度
熔沸点
个性特点
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
逐渐增大(钠、钾反常)
逐渐降低
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
三、卤族元素
1.卤素单质的物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 _________色气体 _______色 气体 _________色液体 _______色
固体
密度 逐渐_______
熔、沸点 逐渐_______
淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
增大
升高
三、卤族元素
2.卤素的原子结构特点
相同点 ①卤族元素位于周期表第______族;
②最外层上都有____个电子。
递变性 从F→I核电荷数依次_______,电子层数依次_______,原子半径依次_______。
ⅦA
7
增大
增多
增大
三、卤族元素
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 __________________ 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
结论 从F2到I2,与H2反应所需要的条件逐渐_______,反应剧烈程度依次_______,生成气态氢化物的稳定性依次_______。
H2+F2===2HF
升高
减弱
减弱
三、卤族元素
(2)卤素单质之间的置换反应
橙红
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
三、卤族元素
紫红
Cl2+2KI===2KCl+I2
三、卤族元素
紫红
Br2+2KI===2KBr+I2
减弱
增强
四、卤族元素
4.卤素性质的递变规律及原因
从F→I,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_______,原子得电子能力逐渐______,非金属性逐渐_______。
减小
减弱
减弱
注意:因为F2能与H2O发生反应(2F2+2H2O===4HF+O2),所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。
三、卤族元素
5.周期表中同主族元素的相似性与递变性
在周期表中,同主族元素从上到下,电子层数增多,原子半径逐渐______,失电子能力逐渐_______,得电子能力逐渐_______,所以金属性逐渐_______,非金属性逐渐_______。
增大
增强
减弱
增强
减弱
四、碱金属性质的相似性和递变性
1.相似性(R表示碱金属元素)
原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属元素与水反应的通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑。
2.递变性
随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
四、碱金属性质的相似性和递变性
(1)
(2)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。
(3)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与Cs遇水发生剧烈爆炸。
(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,CsOH的碱性最强。
五、卤族元素性质的相似性和递变性
已知常温下KClO3与浓盐酸反应放出氯气,现按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴加过不同溶液的白色棉球,反应一段时间后①②③④处的颜色分别为黄绿色、橙色、蓝色、白色。
五、卤族元素性质的相似性和递变性
请探究下列问题:
(1)②处颜色变化的原因是什么?写出离子方程式。可得出的结论是什么?
生成了Br2,Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,Cl2氧化性大于Br2。
(2)③处变蓝的原因是什么?写出可能的离子方程式,可能得出的结论是什么?
生成了I2,I2遇淀粉变蓝色。Cl2+2I-===I2+2Cl-或Br2+2I-===I2+2Br-。Cl2氧化性比I2的强,Br2的氧化性比I2的强。
五、卤族元素性质的相似性和递变性
(3)通过该实验现象可得出的结论是什么?
卤素单质的氧化性顺序为Cl2>Br2>I2,卤素非金属性顺序为Cl>Br>I。
六、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
六、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
2.卤族元素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
六、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
2.卤族元素单质化学性质的相似性和递变性
(1)递变性
六、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
①与H2反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,其水溶液的酸性逐渐增强,即:
稳定性:HF>HCl>HBr>HI;
还原性:HF酸性:HF②最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,即HClO4>HBrO4>HIO4。
六、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
(3)特殊性
①溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。
②卤素单质都有毒,溴有很强的腐蚀性,保存液溴时要加一些水进行“水封”,碘单质遇淀粉溶液变蓝色(检验I2)。
③Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等。
④F无正化合价。
七、同主族元素的相似性和递变性
1.相似性
同主族,最外层电子数相同,得失电子的能力相似,具有相似的金属性和非金属性。
2.递变性
七、同主族元素的相似性和递变性
3.金属性和非金属性的强弱判断
八、随堂训练
下列关于碱金属元素和卤素的说法中错误的是 ( )
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
D
八、随堂训练
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 ( )
A.锂在空气中燃烧只会生成氧化锂
B.锂很软,用小刀可以切割
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
D
八、随堂训练
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
D
八、随堂训练
可能存在的第119号未知元素,有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势,下列有关“类钫”的预测中错误的是 ( )
A.单质有较高的熔点
B.“类钫”在化合物中呈+1价
C.“类钫”具有放射性
D.“类钫”单质的密度大于1g·cm-3
A
八、随堂训练
下列关于卤素(F、Cl、Br、I)叙述正确的是 ( )
A.其单质在常压下的沸点,随着卤素核电荷数的增多逐渐降低
B.单质和水反应通式:X2+H2O══HX+HXO(用X表示卤素),剧烈程度随着核电荷数的增多而减弱
C.单质和氢气反应的通式:X2+H2══2HX(条件不同),剧烈程度随着卤素核电荷数的增多而减弱
D.随着卤素核电荷数的增多,单质的氧化性逐渐增强
C
八、随堂训练
下列说法正确的是 ( )
A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8
B.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
C.酸性:HFO4>HClO2>HBrO4>HIO4
D.砹属于卤族元素,位于第六周期,根据卤素性质的相似性,砹微溶于水,易溶于CCl4
D
八、随堂训练
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
THANK YOU
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