2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 4.1.3原子结构与元素的性质 学案

第3课时　原子结构与元素的性质
学习目标
1.掌握碱金属、卤族元素在元素周期表中的位置、原子结构。
2.掌握碱金属、卤族元素的物理性质、化学性质的相似性和递变性。
3.掌握同主族元素“位”“构”“性”三者之间的关系。
4.能比较同主族元素的金属性与非金属性的强弱。
课堂探究
[温故知新]画出钠、镁、铝、氯、氧原子的结构示意图。指出它们的最外层电子数分别为多少?
[归纳总结]元素的性质
1.金属性
金属元素的原子最外层电子一般　　　　,在化学反应中容易　　　　电子,具有　　　　。即金属元素的金属性是指金属元素的原子所具有的　　　　的能力。?
2.非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般　　　　,在化学反应中容易　　　　电子,具有　　　　。即非金属元素的非金属性是指非金属元素的原子所具有的　　　　的能力。?
[思考交流]氢气与氧气反应生成水,氢元素显正价,能证明氢元素有一定的金属性吗?
[讨论交流1]碱金属元素在元素周期表中的位置、原子结构、物理性质及化学性质
阅读课本P93,完成下表。归纳碱金属元素原子结构的相似性和递变性。
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
　　[归纳总结]
碱金属元素,处于周期表的第　　　　族?
相似性
最外层都有　　　　个电子,易　　　　一个电子,具有　　　　性?
递变性
核电荷数逐渐　　　　,电子层数逐渐　　　　,原子半径依次　　　　,失电子能力逐渐　　　　,金属性逐渐　　　　。?
　　[讨论交流2]阅读课本P95,完成下表。归纳碱金属单质的物理性质的相似性和递变性。
碱金属单质
物理性质
Li　　Na　　K　　Rb　　Cs
相似性
颜色
硬度
密度
熔、沸点
导电、导热性
递变性
密度变化
熔、沸点变化
　　完成课本P94实验,回答下列问题。归纳碱金属元素化学性质的相似性和递变性。
1.记录钾的燃烧及与水反应的实验现象,书写有关化学方程式。并与钠的相关实验相比较,思考二者的性质有何相似性和不同点?从原子结构的角度考虑这是为什么?
2.结合钠的化学性质,思考碱金属具有哪些通性?试用通式表示相关反应的化学方程式。
[交流讨论3]卤族元素在元素周期表中的位置、原子结构、物理性质及化学性质。
根据所学知识,完成下表。归纳卤族元素原子结构的相似性和递变性。
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
0.071
0.099
0.114
0.133
　　[归纳总结]
卤族元素,处于周期表的第　　　　族?
相似性
最外层都有　　　　个电子,易　　　　一个电子,具有　　　　性?
递变性
核电荷数逐渐　　　　,电子层数逐渐　　　　,原子半径依次　　　　,得电子能力逐渐　　　　,非金属性逐渐　　　　。?
　　[交流讨论4]阅读课本P96,完成下表。归纳卤族元素单质的物理性质的相似性和递变性。
卤素单质
物理性质
F2
Cl2
Br2
I2
相似性
颜色
状态
递变性
颜色
密度变化
熔、沸点变化
　　阅读课本P97及课本P98实验,回答下列问题。归纳卤族元素的化学性质的相似性和递变性。
1.阅读课本P97“卤素单质与氢气的反应”,归纳卤素单质与氢气反应的条件、剧烈程度及生成物稳定性如何变化?并思考为什么?
2.观察卤素单质间的置换反应,记录实验现象,并书写相关的化学方程式,得出其氧化性的强弱顺序。
3.结合氯气的化学性质,得出卤素单质的通性及反应的通式。
[归纳总结]同主族元素“位”“构”“性”三者之间的关系,比较同主族元素的金属性与非金属性的强弱:
核外电子层数依次　　　　原子半径依次　　　　　原子失电子的能力逐渐　　　　,得电子　能力逐渐　　　　元素的金属性逐渐　　　　,非金属性　逐渐　　　　
核心素养专练
1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是(　　)
A.单质的熔、沸点逐渐降低
B.卤素离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物的稳定性逐渐增强
D.单质的氧化性逐渐增强
2.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y的强的是(　　)
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
3.下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素的强的事实是(　　)
①HCl比H2S稳定　②HClO的氧化性比H2SO4的强　③HCl的酸性比H2SO4的强　④Cl2能与H2S反应生成S　⑤Cl原子的最外层有7个电子,S原子的最外层有6个电子　⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.②③⑤ B.①②⑥
C.①②④ D.①③⑤
4.下列叙述中肯定能得到A的金属性比B的强的是(　　)
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C.1 mol A与足量酸反应生成的H2比1 mol B与足量酸反应生成的H2多
D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能
参考答案
　　课堂探究
[温故知新]
最外层电子数依次为1、2、3、7、6。
[归纳总结]
1.少于4个　失去　金属性　失去电子
2.多于4个　得到　非金属性　得到电子
[思考交流]
不能。氢元素在反应中显正价,说明氢气具有还原性,不能说氢元素具有金属性。金属性是从微观角度来讲原子的失电子能力;还原性是从宏观上来讲物质具有的失电子能力。
[讨论交流1]
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
锂
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
1
3
0.186
钾
K
19
1
4
0.227
铷
Rb
37
1
5
0.248
铯
Cs
55
1
6
0.265
　　[归纳总结]
ⅠA　1　失去　金属　增大　增多　增大　增强　增强
[讨论交流2]
碱金属单质
物理性质
Li　　Na　　K　　Rb　　Cs
相似性
颜色
除铯外,其余都呈银白色
硬度
都比较软,有延展性
密度
都较小
熔、沸点
都较低
导电、导热性
都较强
递变性
密度变化
逐渐增大(钠、钾反常)
熔、沸点变化
逐渐降低
　　1.钠、钾与氧气反应的比较。
①实验现象:都能在空气中燃烧,钠产生黄色火焰,钾产生紫色火焰,钾燃烧更剧烈。
②反应的化学方程式:2Na+O2Na2O2,K+O2KO2。
③实验结论:金属的活泼性:K>Na。
钠、钾与水反应的比较。
①实验现象。
相同点:金属浮在水面上;熔成闪亮的小球;四处游动;发出嘶嘶的响声;反应后溶液呈红色。
不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声,并着火燃烧。
②反应的化学方程式:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2K+2H2O2KOH+H2↑。
③实验结论:与水反应的剧烈程度:K>Na;金属的活泼性:K>Na。
钾原子和钠原子最外层都是只有1个电子,易失去,但钾原子核外电子层数更多,原子半径更大,更易失去,这决定了钾更活泼,还原性更强。
2.易被氧气氧化,产物越来越复杂;易与水反应:2R+2H2O2ROH+H2↑
[交流讨论3]
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
氟
F
9
7
2
0.071
氯
Cl
17
7
3
0.099
溴
Br
35
7
4
0.114
碘
I
53
7
5
0.133
　　[归纳总结]
ⅦA　7　得到　非金属　增大　增多　增大　减弱　减弱
[交流讨论4]
卤素单质
物理性质
F2
Cl2
Br2
I2
相似性
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
状态
气体
气体
液体
固体
递变性
颜色
逐渐加深
密度变化
逐渐增大
熔、沸点变化
逐渐升高
　　1.从F2到I2,与H2反应所需要的条件逐渐变得苛刻,反应剧烈程度依次减弱,生成气态氢化物的稳定性依次减弱。
从F2到I2,它们的原子最外层都有7个电子,易得电子,但随核电荷数的递增,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。
2.溴化钾溶液中滴加氯水:溶液由无色变为橙黄色　发生反应Cl2+2KBr2KCl+Br2
碘化钾溶液中滴加氯水:溶液由无色变为棕色　发生反应Cl2+2KI2KCl+I2
碘化钾溶液中滴加溴水:溶液由无色变为棕褐色　发生反应Br2+2KI2KBr+I2
从F2到I2氧化性逐渐减弱
3.①可以与大多数金属反应:
②可以与氢气等大多数非金属反应:X2+H22HX;
③可以与水反应:X2+H2OHX+HXO(除F2外);
④可以与碱反应:X2+2NaOHNaX+NaXO+H2O(除F2外)。
[归纳总结]
增多　增大　增强　减弱　增强　减弱
核心素养专练
1.B　2.C　3.A　4.D