化学人教版（2019）必修第一册4.1.4原子结构与元素性质（共33张ppt）

(共33张PPT)
第四章 物质结构 元素周期表
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 原子结构与元素性质
原子结构与元素性质
环节一 元素化学性质与原子结构的关系
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？
原子结构与元素性质
环节一 元素化学性质与原子结构的关系
原子结构与元素性质
环节一 元素化学性质与原子结构的关系
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) 不易得失 稳定
金属元素 一般＜4 易失去 不稳定，具有金属性
非金属元素 一般≥4 易得到 不稳定，具有非金属性
1. 元素的化学性质与其原子的最外层电子数有关。
2.原子的最外层电子数决定元素的化学性质。（原子最外层电子数相同，其化学性质相似，但氢和氦除外）
原子结构与元素性质
环节一 元素化学性质与原子结构的关系
碱金属
卤族元素
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素是第ⅠA族除H之外所有元素。它们是非常活泼的金属元素，在自然界都以化合态存在，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫。
锂（Li）
钠（Na）
钾（K）
铷（Rb）
铯（Cs）
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
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
锂 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
填写下表中的信息，并思考和讨论下列问题
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
（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？请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。
结构决定性质，推测碱金属元素可能有的化学性质
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
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。
【问题和预测】探究碱金属元素的化学性质
【探究】 碱金属化学性质的比较
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
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
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
钠、钾的燃烧
【实验和观察】
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
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
【实验和观察】
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
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↑
＞
＞
钠、钾与水反应
【实验和观察】
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
①都能与O2反应：
②都能与水反应：
2Li + 2H2O ＝ 2LiOH + H2↑
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑
碱金属元素的化学性质的相似性
4Li + O2 2Li2O
2Na + O2 Na2O2
生成物中化合价为+1价
相似性：碱金属元素的原子最外层电子数相同，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，反应中失去一个电子形成+1价的化合物。
K + O2 KO2
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素的化学性质的递变性
金属 Li Na K Rb Cs
与O2反应 产物
规律 与H2O反应 剧烈程度
规律 更为复杂
Li2O
更为复杂
RbO3
Na2O
Na2O2
反应越来越剧烈，产物越来越复杂
反应越来越剧烈 甚至发生爆炸
剧烈但比钠缓慢
剧烈
更剧烈伴有轻微爆炸
遇水立即燃烧，爆炸
遇水立即燃烧，爆炸
产物复杂
KO2
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素的化学性质的递变性
随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大
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，单质的还原性逐渐增强，即由锂到铯，金属性逐渐增强。
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素原子最外层只有一个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
在化合物中化合价+1
易失电子，表现金属性（还原性）
随核电荷数增加
电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
原子半径逐渐增大
金属性（还原性）逐渐增强
原子失电子能力
逐渐增强
决定
决定
表现：
①单质与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂；
②最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强：
LiOHKOH原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素的物理性质
元素名称 元素符号 核电荷数 颜色（常态） 密度 g/cm3 熔点 OC 沸点
OC
锂 Li 3 银白色, 柔软 0.534 180.5 1347
钠 Na 11 银白色, 柔软 0.97 97.81 882.9
钾 K 19 银白色, 柔软 0.86 63.65 774
铷 Rb 37 银白色, 柔软 1.532 38.89 688
铯 Cs 55 略带金色光泽,柔软 1.879 28.40 678.4
保存在煤油中
密度有增大趋势
熔沸点降低
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素的物理性质
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。
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
原子结构与元素性质
环节二 探究碱金属元素的性质
碱金属元素的用途
锂电池是一种高能电池。
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。
钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
液态钠可作为核反应堆的传热介质。
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
F2
Br2
I2
Cl2
卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，化学性质非常活泼，在自然界中都以化合态存在；卤族元素(或卤素)位于元素周期表的VIIA族(第17纵列)，它们分别是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，因都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以又称成盐元素。
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的物理性质
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78
I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
从F2到I2，颜色逐渐加深，状态由气态到固态，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
原子半径/nm 0.071 0.099 1.14 1.33
卤族元素的原子结构
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的原子结构
卤族元素的原子最外层电子数都是7；决定了化学性质的具有相似性；
卤族元素的原子随核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，决定了化学性质的又有差异性。
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
氢气的反应
名称 反应条件 方程式 氢化物稳定性
F2 暗处剧烈化合并爆炸 H2+F2==2HF HF很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=====2HCl HCl较稳定
Br2 加热至一定温度 H2+Br2==2HBr HBr不如HCl稳定
I2 不断加热缓慢反应 H2+I2 2HI HI 不稳定
光照或点燃
与氢气反应由易到难
生成的氢化物的稳定性由强到弱
卤素单质的氧化性由强到弱
卤素的非金属性由强到弱
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
卤素单质间的置换反应
【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。（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）
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
卤素单质间的置换反应
滴加氯水
滴加氯水
溶液由无色变为黄色
溶液由无色变为红棕色
2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl
2KI + Cl2 = I2 + 2KCl
2Br－+ Cl2 = Br2 + 2Cl－
氧化性：Cl2＞Br2 还原性：Br－＞Cl－
2I－+ Cl2 = I2 + 2Cl－
氧化性：Cl2＞I2 还原性：I－＞Cl－
KBr
KI
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
卤素单质间的置换反应
滴加溴水
溶液由无色变为棕黄色
2KI + Br2 = I2 + 2KBr
2I－+ Br2 = I2 + 2Br－
氧化性：Br2＞I2 还原性：I－＞Br－
KI
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
元素的非金属性逐渐减弱
由上述实验可知，Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－。
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素的化学性质
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、
原子结构与元素性质
环节三 探究卤族元素的性质
卤族元素原子最外层有7个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
在化合物中常见化合价-1
易得电子，表现非金属性（氧化性）
卤族元素原子电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
原子半径逐渐增大
非金属性（氧化性）逐渐减弱
原子得电子能力逐渐减弱
决定
决定
表现在①单质与氢气生成气态氢化物由易到难，氢化物的稳定性逐渐减弱；②最高价氧化物的水化物的酸性强弱逐渐减弱HClO4>HBrO4>HIO4。
原子结构与元素性质
谢谢观看！