化学人教版（2019）必修第一册4.1.3原子结构与元素的性质（共27张PPT）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）必修第一册4.1.3原子结构与元素的性质（共27张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-11 09:02:22 | ||
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文档简介
(共27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课时原子结构与元素的性质
根据初中所学原子结构的知识，填写下表
元素种类 最外层电子数（填< 或 >） 容易得到还是失去 具有的性质
金属元素 4个
非金属元素 4个
>
<
容易得到
容易失去
非金属性
金属性
人们经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。
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
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
+ 3
2 1
+11
2 8 1
+19
2 8 8 1
+37
2 8 18 8 1
+55
2 8 18 18 8 1
一、碱金属元素
1.从上往下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？
核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
思考与交流
2.从上往下原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能推断出碱金属的化学性质具有相似性？
最外层都只有一个电子，电子层数逐渐增多；最外层都只有一个电子。
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
【证据推理】认识碱金属的化学性质
钠、钾化学性质比较
钠 钾
与氧气反应 剧烈燃烧，火焰呈 色，生成 色的固体 燃烧更剧烈，火焰呈 色
黄
淡黄
2Na+O2 = Na2O2
紫
K + O2 = KO2 (超氧化钾)
金属的活泼性：K____Na。
结论：
＞
注：钾与氧气反应生成多种氧化物，该反应只是其中一个
（1）钠、钾与氧气的反应
钠 钾
实验现象 钠浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后滴入酚酞；溶液变红。
原理
结论 金属活动性：K Na
＞
（2）钠、钾与水的反应
钾浮于水面；迅速熔化成银色小球；四处游动；反应剧烈；有轻微爆炸声并着火燃烧 ；反应后滴入酚酞；溶液变红。
2K+2H2O=2KOH + H2↑
2Na+2H2O=2NaOH + H2↑
碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系
最外层电子数都是1
强还原性：容易失去1个电子 (与钠相似,与O2、水、酸、盐溶液反应)
结构相似
性质相似
决定
①相似性:
元素 条件 现象 产物 结论
Li
Na 加热 燃烧，剧烈 Na2O2
K 稍加热 燃烧， 更剧烈 更复杂的氧化物
Rb
Cs
与非金属的反应（以O2为例）
从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。
加热
燃烧，较不剧烈
Li2O
接触空气不加热
剧烈
更复杂的氧化物
接触空气不加热
剧烈
更复杂的氧化物
元素 现象 产物 结论
Li
Na
K
Rb
Cs
从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。
会反应，比Na缓慢
遇水燃烧，甚至爆炸
对应的碱和氢气
剧烈反应，有“浮、熔、游、红、鸣”现象
更剧烈，气体会燃烧，轻微爆炸
与水的反应
电子层数逐渐增多
原子失电子的能力逐渐增强
原子半径逐渐增大
②递变性:从Li→Cs核电荷数增加
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
碱金属单质 颜色和状态 密度 g·㎝-3 熔点 ℃ 沸点
℃
Li 银白色，柔软 0.534 180.5 1347
Na 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9
K 银白色，柔软 0.86 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4
碱金属的物理性质
碱金属的物理性质的比较
相
似
点
递变性
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
Li Na K Rb Cs
柔软
较小
较低
强
逐渐增大（K特殊）
单质的熔沸点逐渐降低
均为银白色（Cs略带金色）
（1）锂电池是一种高能电池； 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）；有机化学中重要的催化剂。
（4）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。
（3）钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
（2）液态钠可作为核反应堆的传热介质。
卤族元素(简称卤素F、Cl、Br、I)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
Br2
I2
Cl2
F2
二、卤族元素
卤素单质 颜色（常态） 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 （易液化） 淡黄绿色气体 1.69g·L-1（15℃） －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214g·L-1（0℃） －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119g·cm-3（20℃） －7.2 58.78
I2 （易升化） 紫黑色固体 4.93g·cm-3 113.5 184.4
1.卤族元素单质的物理性质
单质 颜色 状态 密度 熔沸点
F2
Cl2
Br2
I2
由浅到深
气 液 固
由小到大
由低到高
均有颜色，密度小，熔沸点低。
相似性：
递变性：
2.卤族元素的原子结构
思考与讨论：根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。
原子结构特点如下：
(1)相似性：最外层电子数都是___。容易得到1个电子，具有氧化性
(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
Br
Cl
I
7
增大
增多
增大
(1)与H2反应
3. 卤素单质的化学性质
H2+F2 = 2HF 暗处剧烈反应并爆炸；HF很稳定
H2+Cl2 = 2HCl 光照或点燃反应；HCl较稳定
H2+Br2 = 2HBr 加热500℃ ，HBr不稳定
H2+I2 2HI 需不断加热，HI同时分解
阅读教材P97，归纳卤素与氢气反应的相似性及反应条件、产物稳定性等的递变规律
根据卤素单质与H2的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与H2反应的规律变化
F2 Cl2 Br2 I2
【结论】
1、与氢气反应的难易程度：
2、生成氢化物的稳定性：
3、卤素的非金属性强弱：
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。
【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。
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。
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
氧化性：________
2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2=I2＋2Cl－
2I－＋Br2=I2＋2Br－
Cl2>Br2>I2
溶液由无色变为橙色
溶液由无色变为褐色
溶液由无色变为褐色
2KBr+Cl2= 2KCl +Br2
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
将F2通入饱和的NaCl溶液中能否置换出Cl2 为什么？
因为氟气具有强氧化性，会先与水反2F2+2H2O=4HF+O2
所以氟气不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质
F2
Br2
I2
Cl2
氧化性逐渐减弱
3.卤素单质间的置换反应
元素的非金属性逐渐减弱
在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强。所以，金属性逐渐增强。
ⅠA
Li
Na
K
Rb
Cs
Ⅶ A
F
Cl
Br
I
At
金属性增强
非金属性增强
在元素周期表中，同主族元素从下到上原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强。所以，非金属性逐渐增强。
同主族元素的性质与原子结构的关系：
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课时原子结构与元素的性质
根据初中所学原子结构的知识，填写下表
元素种类 最外层电子数（填< 或 >） 容易得到还是失去 具有的性质
金属元素 4个
非金属元素 4个
>
<
容易得到
容易失去
非金属性
金属性
人们经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。
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
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
+ 3
2 1
+11
2 8 1
+19
2 8 8 1
+37
2 8 18 8 1
+55
2 8 18 18 8 1
一、碱金属元素
1.从上往下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？
核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
思考与交流
2.从上往下原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能推断出碱金属的化学性质具有相似性？
最外层都只有一个电子，电子层数逐渐增多；最外层都只有一个电子。
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
【证据推理】认识碱金属的化学性质
钠、钾化学性质比较
钠 钾
与氧气反应 剧烈燃烧，火焰呈 色，生成 色的固体 燃烧更剧烈，火焰呈 色
黄
淡黄
2Na+O2 = Na2O2
紫
K + O2 = KO2 (超氧化钾)
金属的活泼性：K____Na。
结论：
＞
注：钾与氧气反应生成多种氧化物，该反应只是其中一个
（1）钠、钾与氧气的反应
钠 钾
实验现象 钠浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后滴入酚酞；溶液变红。
原理
结论 金属活动性：K Na
＞
（2）钠、钾与水的反应
钾浮于水面；迅速熔化成银色小球；四处游动；反应剧烈；有轻微爆炸声并着火燃烧 ；反应后滴入酚酞；溶液变红。
2K+2H2O=2KOH + H2↑
2Na+2H2O=2NaOH + H2↑
碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系
最外层电子数都是1
强还原性：容易失去1个电子 (与钠相似,与O2、水、酸、盐溶液反应)
结构相似
性质相似
决定
①相似性:
元素 条件 现象 产物 结论
Li
Na 加热 燃烧，剧烈 Na2O2
K 稍加热 燃烧， 更剧烈 更复杂的氧化物
Rb
Cs
与非金属的反应（以O2为例）
从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。
加热
燃烧，较不剧烈
Li2O
接触空气不加热
剧烈
更复杂的氧化物
接触空气不加热
剧烈
更复杂的氧化物
元素 现象 产物 结论
Li
Na
K
Rb
Cs
从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。
会反应，比Na缓慢
遇水燃烧，甚至爆炸
对应的碱和氢气
剧烈反应，有“浮、熔、游、红、鸣”现象
更剧烈，气体会燃烧，轻微爆炸
与水的反应
电子层数逐渐增多
原子失电子的能力逐渐增强
原子半径逐渐增大
②递变性:从Li→Cs核电荷数增加
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
碱金属单质 颜色和状态 密度 g·㎝-3 熔点 ℃ 沸点
℃
Li 银白色，柔软 0.534 180.5 1347
Na 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9
K 银白色，柔软 0.86 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4
碱金属的物理性质
碱金属的物理性质的比较
相
似
点
递变性
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
Li Na K Rb Cs
柔软
较小
较低
强
逐渐增大（K特殊）
单质的熔沸点逐渐降低
均为银白色（Cs略带金色）
（1）锂电池是一种高能电池； 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）；有机化学中重要的催化剂。
（4）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。
（3）钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
（2）液态钠可作为核反应堆的传热介质。
卤族元素(简称卤素F、Cl、Br、I)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
Br2
I2
Cl2
F2
二、卤族元素
卤素单质 颜色（常态） 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 （易液化） 淡黄绿色气体 1.69g·L-1（15℃） －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214g·L-1（0℃） －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119g·cm-3（20℃） －7.2 58.78
I2 （易升化） 紫黑色固体 4.93g·cm-3 113.5 184.4
1.卤族元素单质的物理性质
单质 颜色 状态 密度 熔沸点
F2
Cl2
Br2
I2
由浅到深
气 液 固
由小到大
由低到高
均有颜色，密度小，熔沸点低。
相似性：
递变性：
2.卤族元素的原子结构
思考与讨论：根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。
原子结构特点如下：
(1)相似性：最外层电子数都是___。容易得到1个电子，具有氧化性
(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
Br
Cl
I
7
增大
增多
增大
(1)与H2反应
3. 卤素单质的化学性质
H2+F2 = 2HF 暗处剧烈反应并爆炸；HF很稳定
H2+Cl2 = 2HCl 光照或点燃反应；HCl较稳定
H2+Br2 = 2HBr 加热500℃ ，HBr不稳定
H2+I2 2HI 需不断加热，HI同时分解
阅读教材P97，归纳卤素与氢气反应的相似性及反应条件、产物稳定性等的递变规律
根据卤素单质与H2的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与H2反应的规律变化
F2 Cl2 Br2 I2
【结论】
1、与氢气反应的难易程度：
2、生成氢化物的稳定性：
3、卤素的非金属性强弱：
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。
【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。
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。
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
氧化性：________
2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2=I2＋2Cl－
2I－＋Br2=I2＋2Br－
Cl2>Br2>I2
溶液由无色变为橙色
溶液由无色变为褐色
溶液由无色变为褐色
2KBr+Cl2= 2KCl +Br2
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
将F2通入饱和的NaCl溶液中能否置换出Cl2 为什么？
因为氟气具有强氧化性，会先与水反2F2+2H2O=4HF+O2
所以氟气不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质
F2
Br2
I2
Cl2
氧化性逐渐减弱
3.卤素单质间的置换反应
元素的非金属性逐渐减弱
在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强。所以，金属性逐渐增强。
ⅠA
Li
Na
K
Rb
Cs
Ⅶ A
F
Cl
Br
I
At
金属性增强
非金属性增强
在元素周期表中，同主族元素从下到上原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强。所以，非金属性逐渐增强。
同主族元素的性质与原子结构的关系：