化学人教版（2019）必修第一册4.1.3元素周期表与核素 课件（共40张ppt）

(共40张PPT)
课时3 元素周期表与核素
第一节 原子结构与元素周期表
素养要求
01
02
03
壹 碱金属
贰 卤族元素
叁 当堂训练
知识导航
1.知道碱金属元素、卤族元素的原子结构及特点。
2.能说出碱金属元素、卤族元素化学性质的相似性及递变性。
3.初步学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。
1
碱 金 属 金 属
过渡元素
（过渡金属）
碱
金
属
元
素
卤
族
元
素
稀
有
气
体
元
素
放射性元素
碱金属元素的物理性质
元素名称 元素符号 核电荷数 颜色和状态 密度g/cm3 熔点℃ 沸点℃
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
递增
锂是最轻的金属，保存在石蜡里；其他保存在煤油中。
递增
递减
递减
钠钾反常
特别提醒：
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
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
原子核外电子排布有什么特点？
最外层电子数都是1；随核电荷数的增大，电子层数逐渐增多。
化学性质相似
原子半径变化有什么特点？
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
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
从上到下碱金属元素原子的电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大。
（1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？（用化学方程式表示），体现了什么性质？
（2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些相似化学性质？
①2Na＋O2 Na2O2
②2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
③2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑
4Na＋O2 = 2Na2O
锂、钠和钾最外层都只有1个电子，都容易失去最外层电子，表现出比较强的还原性。锂、钾和钠相似，都能与氧气、水发生化学反应。
还原性
碱金属元素化学性质的相似性
碱金属元素化学性质的递变性
碱金属元素化学性质的递变性
碱金属元素化学性质的递变性
钾和钠都可以与
水和氧气发生反应
钾的反应更为剧烈
元素符号 原子结构 示意图 原子半径/nm
Na 0.186
K 0.227
原子最外层电子相同
原子半径较大
强还原性（失电子）
失电子能力更强
还原性更强
【观察并思考】Na与K分别与水、O2反应现象有何不同？试从原子结构角度解释。
元素 条件 现象 产物 结论
Li
Na K Rb Cs 碱金属与氧气的反应比较
从Li到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
总结：与氧气反应越来越剧烈，生成的氧化物越来越复杂。
加热
稍加热
燃烧，剧烈
燃烧，更剧烈
常温下生成Na2O，
加热生成Na2O2
常温下生成K2O2 ，加热可生成KO2及KO3
Li
Na
K
Rb
Cs
与H2O反应
剧烈，生成H2
更剧烈，生成H2
轻微的爆炸，生成H2
遇水立即燃烧，爆炸
碱金属与水反应
遇水立即燃烧，爆炸
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2R +2H2O = 2ROH + H2↑
Na与水反应的方程式：
K与水反应的方程式：
随着核电荷数增加，碱金属的性质逐渐增强，与水反应越来越剧烈，生成氢气速率越来越快；
元素符号 原子结构示意图 原子半径/nm
Li 0.152
Na 0.186
K 0.227
Rb 0.248
Cs 0.265
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
决定
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
决定
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
碱金属性质的递变性分析
③最高价氧化物对应水化物均为强碱，且碱性逐渐增强。
即碱性：LiOH碱金属性质的递变性总结
②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。
①与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，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
元素金属性逐渐增强，单质还原性逐渐增强
【例1】下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( )
① 金属性最强的是锂
② 形成的离子中，氧化性最强的是锂离子
③ 在自然界中均以化合态形式存在
④ Na在空气中久置后，成分为Na2CO3
⑤ 均可与水反应，产物均为MOH和H2
⑥ 它们在氧气中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式
⑦ 粒子半径：Rb+>K+>Na+，Cs>Cs+
A. ①②③④⑤ B. ③④⑤⑥⑦
C. ①②④⑥⑦ D. ②③④⑤⑦
D
【例2】判断正误
(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大(　　)
(2)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物(　　)
(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈(　　)
(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中(　　)
(5)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na(　　)
(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在(　　)
×
×
√
×
×
×
概念辨析
【例3】以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是（ ）
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯
③它们的密度依次增大 ④其单质的还原性依次增强
⑤它们对应离子的氧化性依次增强 ⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强
⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强
A.①⑤⑦ B.②⑥ C.②③⑤ D.②③④
C
2
卤 族 元 素
卤
族
元
素
卤素单质的物理性质
卤素单质 颜色和状态 密度(g.cm3) 熔点(℃) 沸点(℃)
F2 淡黄绿色， 气体 1.69 -219.6 -188.1
Cl2 黄绿色， 气体 3.214 -101 -34.6
Br2 深红棕色， 液体 3.119 -7.2 58.78
I2 紫黑色， 固体 4.93 113.5 184.4
密度增大
颜色加深
熔点升高
沸点升高
有刺激性气味，有毒；易溶于乙醇等有机溶剂，在水中溶解度小
相似性
卤族元素的原子结构
元素名称 元素符号 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 0.071
氯 0.099
溴 1.14
碘 1.33
F
Cl
Br
I
7
7
7
7
2
3
4
5
原子半径逐渐增大
电子层数依次增多
核电荷数依次增大
最外层电子数都是7
递变性
相似性
F
Cl
Br
I
根据卤素原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？
卤素单质的化学性质
①卤素与氢气反应
H2+X2=2HX
（ X=F、Cl、Br、I ）
卤素 条件及现象 方程式 氢化物稳定性
F2 冷暗处爆炸
Cl2 光照或点燃
Br2 高温 500℃
I2 高温、持续加热缓慢进行
① 与氢气反应的难易程度： ；
② 生成氢化物的稳定性： ；
③ 卤素非金属性的强弱： ；
由易到难
由强到弱
由强到弱
H2+F2=2HF
H2+Cl2=2HCl
H2+Br2=2HBr
H2+I2 2HI
HF很稳定
HCl稳定
HBr较不稳定
HI很不稳定
2F2 ＋ 2H2O ＝ 4HF ＋ O2 （爆炸）
（能反应）
（很弱）
（极弱）
与水反应的剧烈程度逐渐减弱
F2的特殊性
Cl2 + H2O HCl + HClO
Br2 + H2O HBr + HBrO
I2 + H2O HI + HIO
X2 ＋ H2O HX＋ HXO
②卤素与水反应
实验 现象 化学方程式
KBr+氯水 振荡
KI+氯水 振荡
KI+溴水 振荡
溶液变为橙黄色
溶液变为棕黄色
溶液变为棕黄色
2KBr + Cl2 = 2KCl +Br2
2KI + Cl2 = 2KCl +I2
2KI + Br2 = 2KBr +I2
2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2
2I－＋Cl2 = 2Cl－＋I2
2I－＋Br2 = 2Br－＋I2
卤素单质的化学性质
卤族元素性质递变性分析
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
决定
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
决定
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
卤族元素性质总结
①随电子层数增加，单质的氧化性和非金属性减弱，阴离子还原性增强
②最高价氧化物对应水化物的酸性（最高价含氧酸）逐渐减弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。
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；碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
【例4】如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法不正确的是 (　　)
A.卤素单质中,①最活泼B.单质④形成的简单氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强C.保存少量的单质③时加少量水进行水封D.将单质②通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液先变红后褪色
B
【例5】.下列关于卤族元素(X)及其化合物叙述错误的是 (　　)A.单质均有颜色,随原子序数递增颜色加深B.随原子序数递增,HX稳定性逐渐减弱C.单质均能与水反应生成HX和HXOD.碘蒸气为紫色,碘水为黄褐色
C
3
当 堂 练 习
1.(2023北京东城期末)下列关于碱金属元素的说法中,不正确的是 (　　)A.原子核外最外层电子数都是1B.单质与水反应的剧烈程度:K>NaC.最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH2.(2023四川成都七中期末)下列叙述正确的是 (　　)A.碱金属元素的阳离子没有还原性,所以有强氧化性B.从Li到Cs都易失去最外层1个电子,且失电子能力逐渐减弱C.在熔融状态下,钠可以从MgCl2中置换出镁D.Li、Na、K都可以保存在煤油中
D
C
3.(2022云南昆明期末)1940年,意大利化学家西格雷发现了第85号元素,它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,推测砹的结构和性质正确的是 (　　)A.与H2化合的能力:At2>I2B.砹在常温下是白色固体C.砹原子的最外层上有7个电子D.砹易溶于水
C
4.(2023重庆实验外国语学校期末)下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是 (　　)A.随着核电荷数的增加,碱金属单质熔、沸点依次降低,密度依次减小B.碱金属单质(R)均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2OC.根据同主族元素性质的递变规律推测At与H2化合较难D.根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
C
5.(2023安徽名校联考)科学家推算,宇宙中可能存在第119号未知元素,位于第ⅠA族,有人称为“类钫”。根据元素周期表中同主族元素性质的相似性和递变性,下列有关“类钫”的预测中正确的是(　　)A.其原子半径小于铯的原子半径B.其形成的单质有较高的熔点C.“类钫”与钫互为同位素D.其形成的单质能与水剧烈反应
D
6.(2022·汕头潮南区高一期末)下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是(　　)
A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2O = HXO＋HX表示
B.虽然Cl的非金属性比Br的强，但盐酸的酸性比氢溴酸的酸性弱
C.卤素单质的密度从F2→I2，随相对分子质量增大而增大
D.卤素原子半径越小，对应的氢化物越稳定
A
7.(2022·驻马店高一期末)根据原子结构和元素性质，下列推断正确的是(　　)
A.碱金属单质的熔、沸点随原子序数的增加而升高
B.砹(At2)为白色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸
C.在氧气中，铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D.0.1 mol·L－1 溶液的酸性：HIO4＞HBrO4
C