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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
课时3 碱金属元素
课堂导入
在上一节课中，我们提到了门捷列夫绘制出了第一张元素周期表。
第一张元素周期表中实际是有很多空格的，门捷列夫预言其中很多未知元素的性质。
那么门捷列夫是根据什么预言未知元素的性质的呢？
结构决定性质，当元素具有相同的结构时，就会具有类似的性质，例如讨论分类的时候，金属元素容易失电子，非金属元素容易得电子，你能总结其中原因吗？
课堂学习
碱金属元素
金属元素的原子最外层电子数一般小于4，容易失去电子形成稳定结构，化学性质活泼，表现出金属性；
非金属元素的原子最外层电子数一般大于或等于4，容易得到电子形成稳定结构，化学性质活泼，表现出非金属性；
稀有气体原子最外层电子数除氦为2个电子稳定结构外，都为8电子稳定结构，既不易得到电子，也不易失去电子，化学性质稳定。
金属元素容易失电子，非金属元素容易得电子，你能总结其中原因吗？
结构
性质
那么当最外层电子数相同(元素处于同一主族)时，性质有没有区别呢？
课堂学习
碱金属元素
若是以碱金属为例，其位置都处于第IA族，最外层电子数均为1，其性质上面会不会有什么相似性呢？
类似于Na，碱金属元素最外层均只有一个电子，因此均易失去这一个电子，单质具备着较强的还原性，在自然界中均只以化合态形式存在。
但在最外层电子数相同的前提下，碱金属元素从上往下电子层数却是依次递增的，这对性质会不会造成一些影响呢？
课堂学习
碱金属元素
通过表格数据，我们发现碱金属元素从上往下，核电荷数依次增大，原子半径也在依次增大，你能解释半径增大的原因吗？
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
碱金属属于同一主族元素，从上往下电子层数在增加，最外层电子离核越来越远，半径自然也在增大。同时离核越远意味着能量越高，受核的吸引作用越弱，也就更容易失去，这种变化在性质上有何体现？
课堂学习
碱金属元素
之前的学习中我们知道，元素原子失电子的能力决定了其单质的还原性强弱，而针对元素原子而言，我们一般把失电子的能力称为金属性。
金属性：元素原子失电子的倾向。
关于碱金属元素，我们进行过Na的学习，同时根据结构的相似性我们知道性质上面也会具有一定的相似性，所以可以借助Na的性质类比进行其它碱金属的学习，那你还记得Na的性质有哪些吗？
课堂学习
碱金属元素
实验对比：K的燃烧比Na更剧烈。
剧烈燃烧
发出黄色火焰
生成淡黄色固体
剧烈燃烧
发出紫色火焰
生成黄色固体
实验原理：
K + O2 = KO2
2Na + O2 = Na2O2
4Li + O2 = 2Li2O
上述反应中，碱金属元素的化合价都是+1价，且K的反应较复杂，产物并不止一种，那你能猜测Li的反应剧烈程度并说明理由吗？
课堂学习
碱金属元素
Li与O2的反应不如Na剧烈，其原因是最外层电子数相同，但核电荷数LiNa>K，元素原子失电子能力Li同理，碱金属与水的反应中，Na表现出的也是还原性，由此推测K也可以与水反应，且反应会比Na剧烈，你能回忆Na与水反应的现象。并预测K与水反应的现象吗？
浮、熔、游、响、红。
课堂学习
碱金属元素
由此能够发现碱金属元素(同主族元素)的化学性质既存在相似性也存在递变性。
相似性：最外层电子数相同；
递变性：核电荷数不同，电子层数不同，原子半径不同，核对最外层电子作用力不同，元素原子得失电子能力不同，元素金属性不同，单质还原性不同。
课堂学习
碱金属元素
碱金属元素的物理性质会不会也存在相似性和递变性呢，根据表格信息进行判断。
单质 颜色和状态 密度(g/cm3) 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
课堂学习
碱金属元素
相似性：银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，熔点较低，均为电和热的良导体（如钠钾合金—室温呈液态）可用作核反应堆的传热介质。
递变性：由Li→Cs，随原子半径逐渐增大，密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低；熔点、沸点逐渐降低等。
碱金属单质均易被氧气氧化，因此需要隔绝氧气保存，比如Na、K都保存在煤油中，Li也可以保存在煤油中吗？
不可以，Li是最轻的金属，密度比煤油小，保存在石蜡油中。
课堂学习
碱金属元素
锂电池是一种高能电池，是有机化学中重要的催化剂，还是制造氢弹不可缺少的材料，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)。
钠可以用于制作高压钠灯，钾是化肥的重要原料，钾和钠的合金(液态)是核反应堆的传热介质。
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。
课堂巩固
正误判断
1. 碱金属单质，从上往下密度依此增大。
4. 碱金属元素Li、Na、K在空气中燃烧均会生成过氧化物。
2. 碱金属单质都易和氧气、水反应，需要保存在煤油中。
3. 可以通过Na和LiCl溶液反应置换Li单质比较其金属性。
×
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课堂巩固
下列关于同主族元素的说法错误的是 (　　)
A．同主族元素随原子序数递增，元素原子的得电子能力逐渐增强 B．同主族元素随原子序数递增，单质氧化能力逐渐减弱
C．同主族元素原子最外层电子数都相同
D．同主族元素的原子半径，随原子序数增大而逐渐增大
A
下列关于碱金属的叙述中，正确的是 ( )
A．碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B．碱金属随着原子序数增大，与水反应越剧烈
C．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱
D．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属
B
课堂小结
相似性 与金属单质 2R + O2 = R2O
2R + Cl2 = 2RCl
水 2R + 2H2O = 2ROH + H2↑
非氧化性酸 2R + 2H+ = 2R+ + H2↑
递变性 O2 从Li→Cs，与O2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
H2O（或酸） 从Li→Cs，与H2O（或酸）反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸
最高价氧化物对应水化物的碱性 LiOH谢谢观看
THANKS

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