4.1 课时3 原子结构与元素的性质 课件(共24张PPT) 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修一
文档属性
| 名称 | 4.1 课时3 原子结构与元素的性质 课件(共24张PPT) 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 25.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 11:14:41 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第一节 原子结构与元素周期表 课时3
第四章 物质结构 元素周期律
元素的性质
金属性
金属元素原子最外层电子数一般少于4个，化学反应中容易失去电子
非金属性
非金属元素原子最外层电子数一般多于4个，化学反应中容易得到电子
原子结构决定元素的性质
1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
2.学习碱金属元素和卤素元素物理和化学性质及其递变规律，能用原子结构理论初步加以解释。
知识点一：碱金属元素
1.碱金属元素的原子结构及特点
碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中以化合态存在，在元素周期表中处于第IA族。
Li
K
Na
Rb
Cs
思考与讨论
填写下表中的信息，并思考讨论下列问题。
（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？
（3）从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
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 3 1 2
Na 11 1 3
K 19 1 4
Rb 37 1 5
Cs 55 1 6
【答案】（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数、原子半径依次增大；
（2）从上往下，碱金属元素的原子核外电子排布随原子序数的递增，电子层数也递增，且最外层电子数都为1；
（3）从最外层电子数都为1推断碱金属元素的化学性质具有相似性。
碱金属元素的原子结构及特点
相同点：碱金属元素的原子最外层电子数都为1。
递变性：从上到下随原子序数的递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。
【归纳总结】
2.碱金属单质的化学性质
（1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
钠在空气中燃烧
钠与水反应
问题与推测
（2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，推测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？
推测
依据原子结构最外层电子数都是1
都位于元素周期表第IA族
钠
能与水反应
能在空气中燃烧
锂
钾
都能与水反应
都能在空气中燃烧
观看钾、钠在空气中燃烧的实验视频，观察实验现象并描述。
现象：钾、钠都能在空气中燃烧，迅速熔化成光亮小球，钠产生黄色火焰，得到淡黄色固体，钾产生紫色火焰（透过蓝色钴玻璃），得到白色固体，钾燃烧比钠燃烧更剧烈。。
金属性：钾>钠
实验与观察
视频
现象：钾和钠都浮在水面上；均熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶响声；加了酚酞的溶液均呈红色。
金属性：钾>钠
钾与水的反应有轻微爆炸并着火燃烧，更加剧烈。
观看钾、钠与水反应的实验视频，观察实验现象并描述。
视频
分析和结论
（1）通过实验、观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？
（2）从实验现象比较钾、钠与水反应的难易程度。由此，你能推断出锂与水反应的难易程度吗？
答：（1）锂、钾能与水反应且能在空气中燃烧，与我们最初预测的一致，
（2）观察实验，发现钾比钠更容易与水反应，推测，锂与水反应程度比钠与水反应程度更慢。
（3）通过比较碱金属元素与水反应的难易程度，你能发现与它们的原子结构有什么关系吗？由此，你能推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变规律吗？
①碱金属元素化学性质具有相似性。碱金属元素的最外层电子数相同，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。
②碱金属元素化学性质具有递变性。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，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，从锂到铯，金属性逐渐增强。
3.元素的金属性强弱的判断依据
Li、Na、K、Rb、Cs
金属性逐渐增强
推断依据
碱金属元素的化学性质具有相似性和递变性，同时也具有差异性。
①单质与水或酸的反应产生H2的难易
反应越易，金属性越强；
②最高价氧化物的水化物碱性强弱
碱性越强，金属性越强；
③置换反应
较活泼金属置换较不活泼金属。
4.碱金属单质的物理性质
碱金属单质 颜色（常态） 密度（g.cm-3） 熔点（℃) 沸点（℃）
Li 银白色 0.534 180.5 1347
Na 银白色 0.97 97.81 882.9
K 银白色 0.86 63.51 774
Rb 银白色 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4
观察碱金属单质的主要物理性质，从锂到铯，物理性质是否表现出一定的相似性和规律性？
碱金属单质的主要物理性质
相似性：除铯以外，都是银白色金属光泽，密度较小，熔点较低，质软，有延展性，具有良好的导热性和导电性。液态钠可用作核反应堆的传热介质。
递变性：从上到下，密度有增大的趋势，熔沸点逐渐降低。
知识点二：卤族元素
1.卤族元素单质的主要物理性质
卤素单质 颜色 （常态） 密度 熔点（℃） 沸点（℃）
F2 淡黄绿色（气体） 1.69g/L(15℃) -219.6 -188.1
Cl2 黄绿色（气体） 3.214g/L(0℃) -101 -34.6
Br2 深红棕色（液体） 3.119g/cm3(20℃) -7.2 58.78
I2 紫黑色（固体） 4.93g/cm3 113.5 184.4
卤素单质的主要物理性质
观察下表，从上到下，卤族元素单质的物理性质有什么变化？
卤族元素是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
递变性：从上到下，单质颜色逐渐加深，熔点、沸点逐渐升高。
思考与讨论
卤素原子结构示意图
F Cl Br I
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。
相似性：卤素原子的最外层电子数都为7。
递变性：从上到下，随原子序数的递增，卤族元素的原子最外层电子层数递增，半径递增。
根据下表卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化。
2.卤族元素的化学性质
在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定
光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定
加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定
不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在同一条件下同时分解为H2和I2，是可逆反应
F2 Cl2 Br2 I2
①与氢气反应的难易程度：
②生成的氢化物的稳定性：
③卤素的非金属性强弱：
由易到难
由强到弱
由强到弱
（1）卤素单质与氢气的反应
（2）元素的非金属性强弱的判断依据
F2 Cl2 Br2 I2
非金属性逐渐减弱
①非金属单质与氢气反应生成气态氢化物难易程度（或气态 氢化物的稳定性强弱）
与氢气反应越容易（气态氢化物稳定性越强）非金属性越强
②最高价氧化物的水化物酸性强弱
最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强金
依据
（3）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
通过卤素单质间的置换反应，可以比较卤素单质的氧化性强弱
氧化性：Cl2>Br2 → 非金属性：Cl>Br
观察实验现象，填写表格内空缺的内容并比较各卤族元素之间的氧化性强弱。
现象 化学方程式 氧化性强弱
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
随着核电荷数的增加
视频
溶液变成黄色，颜色比黄绿色氯水深 Cl2>Br2
溶液变成红棕色，颜色比黄绿色氯水深 Cl2>I2
溶液变成棕黄色，颜色比黄色溴水深 Br2>I2
总结概述
①元素的性质主要与原子核外电子的排布，特别是和最外层电子数有关；
②原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性；
③从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱；金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
1.下列关于F、Cl、Br、I的比较，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加
B. 单质的氧化性随核电荷数的增加而增强
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变浅
练一练
A
2.有关Li、Na、K、Rb的叙述不正确的是（ ）。
A. 碱性：KOH > LiOH
B. 原子半径： r(K) > r(Na)
C. 它们的单质燃烧时火焰均呈紫色
D. 实验室中少量的钠可保存在煤油中
C
原子结构与元素性质
碱金属
卤素
结构与性质的关系
相似性
递变性（从上到下）
物理性质：银白色（铯略带金色）、质软、密度小、熔沸点低
化学性质：能与水反应、都能与氧气反应
物理性质：密度呈增大趋势（钠大于钾）；熔沸点逐渐降低
化学性质：与氧气和水反应越来越强烈
相似性
递变性（从上到下）
物理性质：都有颜色
化学性质：与氢气反应；同族置换
物理性质：颜色加深、密度增大、熔沸点增大
化学性质：与氢气化合越来越难；气态氢化物稳定性越来越差；单质氧化性逐渐减弱
相似性
递变性（从上到下）
最外层电子数相同
电子层数依次增加；原子半径逐渐增大；
失电子能力逐渐增强；得电子能力逐渐减弱；
金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱
第一节 原子结构与元素周期表 课时3
第四章 物质结构 元素周期律
元素的性质
金属性
金属元素原子最外层电子数一般少于4个，化学反应中容易失去电子
非金属性
非金属元素原子最外层电子数一般多于4个，化学反应中容易得到电子
原子结构决定元素的性质
1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
2.学习碱金属元素和卤素元素物理和化学性质及其递变规律，能用原子结构理论初步加以解释。
知识点一：碱金属元素
1.碱金属元素的原子结构及特点
碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中以化合态存在，在元素周期表中处于第IA族。
Li
K
Na
Rb
Cs
思考与讨论
填写下表中的信息，并思考讨论下列问题。
（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？
（3）从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
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 3 1 2
Na 11 1 3
K 19 1 4
Rb 37 1 5
Cs 55 1 6
【答案】（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数、原子半径依次增大；
（2）从上往下，碱金属元素的原子核外电子排布随原子序数的递增，电子层数也递增，且最外层电子数都为1；
（3）从最外层电子数都为1推断碱金属元素的化学性质具有相似性。
碱金属元素的原子结构及特点
相同点：碱金属元素的原子最外层电子数都为1。
递变性：从上到下随原子序数的递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。
【归纳总结】
2.碱金属单质的化学性质
（1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
钠在空气中燃烧
钠与水反应
问题与推测
（2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，推测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？
推测
依据原子结构最外层电子数都是1
都位于元素周期表第IA族
钠
能与水反应
能在空气中燃烧
锂
钾
都能与水反应
都能在空气中燃烧
观看钾、钠在空气中燃烧的实验视频，观察实验现象并描述。
现象：钾、钠都能在空气中燃烧，迅速熔化成光亮小球，钠产生黄色火焰，得到淡黄色固体，钾产生紫色火焰（透过蓝色钴玻璃），得到白色固体，钾燃烧比钠燃烧更剧烈。。
金属性：钾>钠
实验与观察
视频
现象：钾和钠都浮在水面上；均熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶响声；加了酚酞的溶液均呈红色。
金属性：钾>钠
钾与水的反应有轻微爆炸并着火燃烧，更加剧烈。
观看钾、钠与水反应的实验视频，观察实验现象并描述。
视频
分析和结论
（1）通过实验、观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？
（2）从实验现象比较钾、钠与水反应的难易程度。由此，你能推断出锂与水反应的难易程度吗？
答：（1）锂、钾能与水反应且能在空气中燃烧，与我们最初预测的一致，
（2）观察实验，发现钾比钠更容易与水反应，推测，锂与水反应程度比钠与水反应程度更慢。
（3）通过比较碱金属元素与水反应的难易程度，你能发现与它们的原子结构有什么关系吗？由此，你能推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变规律吗？
①碱金属元素化学性质具有相似性。碱金属元素的最外层电子数相同，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。
②碱金属元素化学性质具有递变性。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，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，从锂到铯，金属性逐渐增强。
3.元素的金属性强弱的判断依据
Li、Na、K、Rb、Cs
金属性逐渐增强
推断依据
碱金属元素的化学性质具有相似性和递变性，同时也具有差异性。
①单质与水或酸的反应产生H2的难易
反应越易，金属性越强；
②最高价氧化物的水化物碱性强弱
碱性越强，金属性越强；
③置换反应
较活泼金属置换较不活泼金属。
4.碱金属单质的物理性质
碱金属单质 颜色（常态） 密度（g.cm-3） 熔点（℃) 沸点（℃）
Li 银白色 0.534 180.5 1347
Na 银白色 0.97 97.81 882.9
K 银白色 0.86 63.51 774
Rb 银白色 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4
观察碱金属单质的主要物理性质，从锂到铯，物理性质是否表现出一定的相似性和规律性？
碱金属单质的主要物理性质
相似性：除铯以外，都是银白色金属光泽，密度较小，熔点较低，质软，有延展性，具有良好的导热性和导电性。液态钠可用作核反应堆的传热介质。
递变性：从上到下，密度有增大的趋势，熔沸点逐渐降低。
知识点二：卤族元素
1.卤族元素单质的主要物理性质
卤素单质 颜色 （常态） 密度 熔点（℃） 沸点（℃）
F2 淡黄绿色（气体） 1.69g/L(15℃) -219.6 -188.1
Cl2 黄绿色（气体） 3.214g/L(0℃) -101 -34.6
Br2 深红棕色（液体） 3.119g/cm3(20℃) -7.2 58.78
I2 紫黑色（固体） 4.93g/cm3 113.5 184.4
卤素单质的主要物理性质
观察下表，从上到下，卤族元素单质的物理性质有什么变化？
卤族元素是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
递变性：从上到下，单质颜色逐渐加深，熔点、沸点逐渐升高。
思考与讨论
卤素原子结构示意图
F Cl Br I
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。
相似性：卤素原子的最外层电子数都为7。
递变性：从上到下，随原子序数的递增，卤族元素的原子最外层电子层数递增，半径递增。
根据下表卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化。
2.卤族元素的化学性质
在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定
光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定
加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定
不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在同一条件下同时分解为H2和I2，是可逆反应
F2 Cl2 Br2 I2
①与氢气反应的难易程度：
②生成的氢化物的稳定性：
③卤素的非金属性强弱：
由易到难
由强到弱
由强到弱
（1）卤素单质与氢气的反应
（2）元素的非金属性强弱的判断依据
F2 Cl2 Br2 I2
非金属性逐渐减弱
①非金属单质与氢气反应生成气态氢化物难易程度（或气态 氢化物的稳定性强弱）
与氢气反应越容易（气态氢化物稳定性越强）非金属性越强
②最高价氧化物的水化物酸性强弱
最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强金
依据
（3）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
通过卤素单质间的置换反应，可以比较卤素单质的氧化性强弱
氧化性：Cl2>Br2 → 非金属性：Cl>Br
观察实验现象，填写表格内空缺的内容并比较各卤族元素之间的氧化性强弱。
现象 化学方程式 氧化性强弱
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
随着核电荷数的增加
视频
溶液变成黄色，颜色比黄绿色氯水深 Cl2>Br2
溶液变成红棕色，颜色比黄绿色氯水深 Cl2>I2
溶液变成棕黄色，颜色比黄色溴水深 Br2>I2
总结概述
①元素的性质主要与原子核外电子的排布，特别是和最外层电子数有关；
②原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性；
③从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱；金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
1.下列关于F、Cl、Br、I的比较，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加
B. 单质的氧化性随核电荷数的增加而增强
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变浅
练一练
A
2.有关Li、Na、K、Rb的叙述不正确的是（ ）。
A. 碱性：KOH > LiOH
B. 原子半径： r(K) > r(Na)
C. 它们的单质燃烧时火焰均呈紫色
D. 实验室中少量的钠可保存在煤油中
C
原子结构与元素性质
碱金属
卤素
结构与性质的关系
相似性
递变性（从上到下）
物理性质：银白色（铯略带金色）、质软、密度小、熔沸点低
化学性质：能与水反应、都能与氧气反应
物理性质：密度呈增大趋势（钠大于钾）；熔沸点逐渐降低
化学性质：与氧气和水反应越来越强烈
相似性
递变性（从上到下）
物理性质：都有颜色
化学性质：与氢气反应；同族置换
物理性质：颜色加深、密度增大、熔沸点增大
化学性质：与氢气化合越来越难；气态氢化物稳定性越来越差；单质氧化性逐渐减弱
相似性
递变性（从上到下）
最外层电子数相同
电子层数依次增加；原子半径逐渐增大；
失电子能力逐渐增强；得电子能力逐渐减弱；
金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱