(共73张PPT)
如果你想快点成名,那么就得慢点睡觉;如果你想快点长智,那么就得慢点骄傲。如果你想慢点老化,那么你就得快点学习;如果你想慢点淘汰,那么就得快点迈步。
周期表中ⅠA、ⅦA两族元素的原子结构均有什么共同特点?
ⅠA、ⅦA两族元素的化学性质又有何共同特点?
原子结构与元素的性质
金属性和非金属性
概念
判断方法
卤族元素
碱金属元素
存在
物理性质
化学性质
存在
物理性质
化学性质
学习目标
感受﹒ 理解
元素化学性质与原子最外层电子数的关系
氖、氩等稀有气体不易与其他物质发生反应,化学性质比较稳定。
它们的原子最外层都有8个电子(氦为2个电子),
这样的结构被认为是一种相对稳定的结构。
试想哪些元素易得电子,哪些易失电子?
易失去电子
易得到电子
不易得失电子
问题探究
2e-
还原性
氧化性
Na-e-=Na+
金属性
Cl+e-=Cl-
非金属性
金属性和非金属性
元素的性质
金属性
非金属性
金属原子在气态时,失去电子的能力
非金属原子在气态时,得到电子的能力
通常为金属的活泼性
通常为非金属的活泼性
资料在线
如何比较元素的金属性和非金属性?
人们在长期的研究中发现,元素单质和化合物的某些性质有助于判断元素的金属性和非金属强弱。
1.1 金属性判断
金属性和非金属性判断依据
1
反应条件苛刻程度
反应速率快慢情况
反应现象是否明显
02
01
03
金属性判断
金属单质与水反应的难易
金属单质与酸反应的难易
反应速率快慢
金属元素最高价氧化物
对应的水化物碱性
碱性强弱
1.2 非金属性判断
金属性和非金属性判断依据
1
反应条件苛刻程度
反应速率快慢情况
反应现象是否明显
02
01
03
非金属性判断
非金属单质与H2反应的难易
非金属氢化物的热稳定性
加热是否易分解
最高价氧化物
对应的水化物酸性
酸性强弱
×
Cl
Cl2O7
HClO4
HClO
×
同主族元素的金属性,随原子序数的递增,如何变化?
问题探究
问题解决
族 元素及符号 原子序数 原子结构 示意图 最外层 电子数 电子 层数 原子半径
nm
碱金属元素 锂 Li 3 0.152
钠 Na 11 0.186
钾 K 19 0.227
铷 Rb 0.248
铯 Cs 0.265
37
55
3
1
11
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
问题解决
自然界中,为什么不存在碱金属单质?
最外层有1个电子
性质活泼
2.1 存在
均为化合态
碱金属元素
2
问题解决
钠有何物理性质?
请你预测其他碱金属单质的物理性质?
碱金属单质的主要物理性质
碱金属单质 颜色 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃
Li 银白色 0.534 180.5 1 347
Na 银白色 0.97 97.81 992.9
K 银白色 0.86 63.65 774
Rb 银白色 1.532 38.89 688
Cs 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
观察与思考
略带金色光泽
2.2 物理性质
碱金属元素
2
延展性、导热性和导电性良好
硬度小、密度小、熔点低
相似性
1
2
递变性
(钠、钾反常)
Li ~Cs
密度总体增大
熔沸点降低
钠可与哪些物质反应?
知识回顾
4Na+O2==2Na2O
2Na+O2===Na2O2
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
思考﹒ 讨论
根据碱金属元素的结构特点,结合钠的性质,请你预测金属钾具有怎样的化学性质?
结构
性质
事实
决定
最外层均有1个电子
相似性
与O2、H2O反应
4K+O2==2K2O
2K+O2===KO2
2K+2H2O 2KOH+H2↑
实验探究
钾与氧气的反应
钾与氧气的反应
2.2 化学性质
碱金属元素
2
相似性
1
与氧、水反应
K+O2 KO2
相似性
都从0价转化为+1价
都能与水反应生成碱和氢气
都能与氧气剧烈反应
1
不同点
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
钾燃烧的产物比钠的复杂
2
思考﹒ 讨论
根据碱金属元素的原子半径特点,请你解释碱金属元素的化学性质会有何差异?
逐渐增大
原子半径
结构
性质
决定
锂到铯,原子半径增大
递变性
思考﹒ 讨论
随着原子序数增加,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引逐渐减弱,原子失去最外层电子的能力逐渐增强。
事实
与O2、H2O反应
金属性逐渐增强
实验探究
钾与水反应
铷与水反应
铯和水反应
这就是铯与水反应的慢动作
2.2 化学性质
碱金属元素
2
相似性
2
递变性
与氧、水反应
同主族元素,从上到下,金属性逐渐增强
1
相
似
性
结构
性质
位置
最外层电子数 1
决定
碱金属元素
IA族
周期序数逐渐增大
能与O2、H2O反应,生成+1价化合物
电子层数逐渐增多,半径逐渐增大
金属性
归纳与整理
递
变
性
与水或氧气反应
更容易,也更剧烈
已知铯与钠位于元素周期表同一主族,则下列对铯(Cs)的性质预测中,错误的是
A.它只有一种氧化物Cs2O
B.它与水剧烈反应放出H2
C.其离子有很强的氧化性
D.它的碳酸盐稳定,受热很难分解
考考你自己
同主族元素的非金属性,随原子序数的递增,如何变化?
问题探究
问题解决
族 元素及符号 原子序数 原子结构 示意图 最外层 电子数 电子 层数 原子半径
nm
卤族元素 氟 F 9 0.071
氯 Cl 17 0.099
溴 Br 0.114
碘 I 0.133
砹 At —— ——
53
85
35
7
7
7
7
7
2
3
4
5
6
问题解决
自然界中,存在卤族单质吗?
最外层有7个电子
性质活泼
3.1 存在
均以化合态存在
卤族元素
3
观察与思考
3.2 物理性质
递变性
颜色变深
卤族元素
3
F2
Cl2
Br2
I2
淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
熔点升高
密度变大
思考﹒ 讨论
根据卤族元素的原子结构与原子半径特点,请你预测卤族元素的化学性质会表现怎样的化学性质?
原子结构
元素性质
决定
最外层7个电子
易得一个电子
具有氧化性
相同点
相似性
3.3 化学性质
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
卤族元素
3
相似性
1
思考﹒ 讨论
根据卤族元素的原子结构特点,请你预测卤族元素的化学性质会表现相似性和递变性?
逐渐增大
原子半径
原子结构
元素性质
决定
最外层7个电子
易得一个电子 具有氧化性
相同点
核电荷数递增
不同点
电子层数递增
原子半径递增
得电子能力逐渐减弱
氧化性逐渐减弱
理论推测
F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
原子结构
元素性质
决定
核电荷数递增
不同点
电子层数递增
原子半径递增
得电子能力逐渐减弱
氧化性逐渐减弱
理论推测
F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
3.3 化学性质
卤族元素
3
相似性
2
递变性
单质的氧化性逐渐减弱
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
1
卤素与氢气的反应
物质 反应条件 反应方程式 氢化物稳定性
F2 冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定
Cl2 光照爆炸 HCl较稳定
Br2 加热至500℃ HBr较不稳定
I2 加热1 000℃ HI很不稳定
H2+Br2 2HBr
H2+I2 2HI
H2+Cl2 2HCl
光照
观察与思考
卤素单质与H2反应情况
H2反应 氢化物稳定性 结论
F2 冷暗处爆炸 HF很稳定
Cl2 光照爆炸 HCl较稳定
Br2 500℃反应 HBr较不稳定
I2 1 000℃反应、持续加热 HI很不稳定同时分解
氧化性逐渐减弱
归纳与整理
物质 F2 Cl2 Br2 I2
与H2反应条件
与H2反应剧烈程度
生成的氢化物稳定性
结论
越来越苛刻
逐渐减弱
逐渐降低
氧化性逐渐减弱
H2反应难易
HX的稳定性
非金属性
渐难
减弱
减弱
思考﹒ 讨论
解释F、Cl、Br、I的非金属性减弱?
感受﹒ 理解
3.3 化学性质
卤族元素
3
相似性
2
递变性
单质的氧化性逐渐减弱
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
1
同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱
考考你自己
砹是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物可能具备的性质是
A. 砹是有色气体
B. 砹熔点最高
C. 砹与氢气反应很激烈
D. 砹化氢很稳定不易分解
问题探究
如何通过实验证明氯、溴 、碘的氧化性依次减弱?
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
以强制弱
强还原性
弱还原性
Cl2+ → Br2
Cl2+ → I2
Br2+ → I2
资料在线
溴水
碘水
黄色
资料在线
溴水
溴的四氯化碳溶液
资料在线
碘水
黄色
碘的四氯化碳溶液
紫红色
实验探究
实验证明氯的氧化性大于溴
NaBr
氯水
Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2
3.3 化学性质
卤族元素
3
相似性
1
2
递变性
单质的氧化性逐渐减弱
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱
3
单质间的置换反应
Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2
实验探究
实验证明氯的氧化性大于碘
KI
氯水
Cl2+2KI =2KCl+I2
3.3 化学性质
卤族元素
3
相似性
1
2
递变性
单质的氧化性逐渐减弱
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱
3
单质间的置换反应
Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2
Cl2+2KI=2KCl+I2
实验探究
实验证明溴的氧化性大于碘
KI
溴水
Br2+2KI =2KBr+I2
3.3 化学性质
卤族元素
3
相似性
1
2
递变性
单质的氧化性逐渐减弱
与H2O、H2、金属单质、某些还原剂反应
同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱
3
单质间的置换反应
Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2
Cl2+2KI=2KCl+I2
Br2+2KI =2NaBr+I2
同主族元素性质上表现相似性和递变性
电子层数
增多
原子半径
增大
失电子能力
逐渐增强
得电子能力
逐渐减弱
同主族元素,从上到下,金属性逐渐增强
同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱
归纳与整理
高氯酸(HClO4)在水溶液中几乎完全离解,形成H+和ClO4- ,所以HClO4在无机酸中具有最强的酸性。HBrO4也是强酸,但HIO4属于中强酸。HClO4,HBrO4 ,HIO4的酸性逐渐减弱。
HClO4中半径较小的Cl对氧原子的吸引力大于氢和氧的结合力,所以极其容易离解出H+,这是高氯酸显强酸性的根本原因。按Cl、Br、I顺序,原子半径逐渐增大,吸引氧原子电子云的能力减弱,H+离解出来的难度递增,酸性逐渐减弱。
卤素最高价氧化物对应的水化物的酸性:HClO4 HBrO4 HIO4
资料在线
这节课我学到了什么?
(用一句话表示)
还有什么疑问?
课堂小结
碱金属单质的化学性质
相似性
碱金属原子都失去一个电子
与氧气反应
与水反应
4M+O2=2M2O
X代表Li、Na、K、Rb 、Cs
2M+2H2O=2MOH+H2↑
单质M
X代表Li、Na、K、Rb 、Cs
递变性
与O2反应越来越易,对应氧化化物越来越复杂。
碱金属与H2O反应越来越剧烈。
单强离弱
Li、Na、K、Rb 、Cs 还原性增强
Li+、Na+ 、K+ 、Rb+ 、Cs+ 氧化性减弱
卤素单质的化学性质
递变性
与H2反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
单强离弱
相似性
卤素原子都能得一个电子
与氢气反应
与水反应
X2+H2=2HX
X代表F、Cl、Br、I
X2+H2O=HX+HXO
单质X2
X代表Cl、Br、I,F例外
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
金属性和非金属性的递变性
规律总结
同主族元素的原子结构与性质的关系
同主族元素
(自上而下)
电子层数
逐渐增多
原子半径
逐渐增大
得电子能力
逐渐减弱
失电子能力
逐渐增强
金属性逐
渐增强
非金属性
逐渐减弱
周期表
位置
元素
性质
原子
结构
熟记卤素的特殊性
2
碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝
1
常温下,Br2是唯一的液态非金属单质,易挥发
3
氟是最活泼的非金属,没有正化合价,氟单质与盐溶液反应时,先与水反应产生HF和O2
你注意到了吗?
1. 下列关于F、Cl、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陈数的增加而减弱
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
成功体验
成功体验
2. 2016年IUPAC将117号元素命名为Ts(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ⅦA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
117Ts
176
同主族元素性质
相似性
递变性
特殊性