资源简介

(共33张PPT)
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
第二节 元素周期律
第三节 化学键
新课标人教版必修一
1、原子结构
2、元素周期表
3、核素
4、碱金属元素
5、卤族元素
第一节 原子结构与元素周期表
北大校园
碱金属元素单质
Rb
科学视野
原子结构与元素周期表
第四课时
碱金属元素
走进《必修1》，探索无机世界的奥秘，从学习原子结构与元素周期表开始！
1、钠的化学性质
(1)与非金属单质反应：条件不同，产物不同
(2)与水反应：浮、熔、游、响、红(酚酞变红)
(3)与酸的反应：反应剧烈，有气泡产生
(4)与盐溶液反应：K、Ca、Na、Ba先与水反应
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
2Na ＋ 2HCl===2NaCl ＋ H2↑
2Na ＋ S === Na2S
4Na ＋ O2 === 2Na2O 2Na ＋ O2 === Na2O2
点燃
2H2O＋2Na＋CuSO4
===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
知识回顾
与其他非金属单质的反应
2Na ＋Cl2 === 2NaCl
点燃
2、碱金属元素的原子结构
知识回顾
讨论1、我们把ⅠA 称为碱金属族，我们为什么要把他们编在一个族呢？请同学们画出碱金属的原子结构示意图，分析碱金属原子结构的共同之处 ？这种内在的联系是什么呢？
碱金属元素
族 名称 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
钠
钾
銣
铯
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
+55
2
8
18
18
8
1
+37
2
8
18
8
1
+19
2
8
8
1
+11
2
8
1
+3
2
1
讨论1、查阅元素周期表有关信息，填写下表
思考与讨论
(课本P93)
思考与交流
3
11
19
37
55
第七周期的钫是放射性元素，中学阶段不讨论。
Li
Na
K
Rb
Cs
金属的原子半径指固体金属单质里两个相邻原子核间距离的一半。
原子结构与元素的性质
(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？从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
通过分析上表可知，碱金属元素的原子结构特点如下：
①共同点：
②不同点：
③变化规律：
最外层电子数均为1
电子层数和原子半径不同
随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大
原子结构与元素的性质
②递变规律：随着核电荷数的递增，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强，还原性也逐渐增强。
①相似性：最外层电子数均为1，均易失去电子，具有强还原性。
(1)碱金属元素的原子结构
四.原子结构与元素的性质
1、碱金属元素 (第ⅠA族除去氢元素)
新课
New class
碱金属元素都位于周期表的第ⅠA族(元素Fr是一种放射性元素，高中阶段不探讨)，化学性质很活泼，在自然界中都以化合态存在。
元素周期表中元素的排列是按照其原子结构进行的，既然结构决定了性质，那么周期表的排列应该就能反映元素的一部分性质
结论：碱金属元素原子结构的相似性和递变性，决定其元素性质的相似性和递变性。
结构 性质 用途
决定
决定
反映
反映
原子结构与元素的性质
(1)碱金属元素的原子结构
③碱金属的结构与性质
锂、钠、钾的原子核外最外层电子数都是1个，应该表现相似的化学性质，所以锂、钾与氧气、水应该都能发生反应
训练1、(双选)下列叙述正确的是( )
A. 原子半径Li > Na >K > Rb > Cs
B. 核电荷数Li < Na < K
C. 电子层数Li < Na D. 最外电子数都是1个，易得电子
B C
巩固训练
Consolidate exercise
实验探究
(课本P100)
碱金属化学性质的比较
【问题和预测】
(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。
化学性质：
4Na ＋ O2 === 2Na2O
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
①钠与氧气反应：条件不同、产物不同
②钠与水反应：浮、熔、游、响、红(酚酞变红)
合理推测：
结合锂、钠、钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有的与钠相似的化学性质。
2Na ＋ O2 ===Na2O2
△
钠先熔化，再剧烈燃烧，发出黄色火焰，得到淡黄色固体。
【实验和观察】
回忆钠与氧气、水反应的实验现象，并观察下列实验。
(1)将干燥的干锅加热，同时切取一块绿豆大的钾，擦干表面的煤油后，用镊子夹取并迅速投到热干锅中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。
(2)在烧杯中放一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取绿豆大的钾，用滤纸吸干表面的煤油，用镊子夹取并投入水中，观察现象。
原子结构与元素的性质
图4-8(P100)：钾在空气中燃烧
图4-9(P100)：钾与水反应
实验现象：
实验原理：
K ＋ O2 ==== KO2 (超氧化钾)
点燃
2K＋2H2O===2KOH ＋H2 ↑
①钾与氧气的反应
迅速熔化，燃烧更剧烈，火焰呈紫色，有黄色固体产生。
②钾与水的反应
钾四处游动，熔成闪亮的小球，并伴有紫色火焰，发出嘶嘶声音，溶液变红。
黄色固体
思考2、将钾和钠分别与氧气、水反应，观察现象。
原子结构与元素的性质
元素 钾 钠
与氧气反应
与水反应
熔化成球，剧烈燃烧，火焰呈黄色，有淡黄色固体产生
钠浮在水面上，熔成闪亮的小球，发出嘶嘶声音，溶液变红。即浮、熔、游、响、红。
钾四处游动，熔成闪亮的小球，并伴有紫色火焰，发出嘶嘶声音，溶液变红。
实验现象：
原子结构与元素的性质
迅速熔化，燃烧比钠更剧烈，火焰呈紫色，有黄色固体产生
钾在空气中燃烧
火焰呈黄色
淡黄色固体
钾与水反应
钠在空气中燃烧
钠与水反应
即浮、熔、游、紫、响、红
原子结构与元素的性质
实验原理：
元素 钾 钠
与氧气反应
与水反应
K ＋ O2 ==== KO2
点燃
黄色固体
Na＋O2 ==== Na2O2
点燃
淡黄色固体
2K＋2H2O
===2KOH ＋H2 ↑
2Na＋2H2O
===2NaOH ＋H2 ↑
都与氧气、水反应，钾的反应更剧烈。锂与水反应很缓慢
超氧化钾
讨论3、观察钠和钾的实验，思考并讨论钠和钾的性质有什么相似性和不同。你认为锂与水反应又如何
【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？
(3)通过比较碱金属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？
原子结构与元素的性质
理论探索
(结构特点)
实验验证
(性质递变规律)
得出结论
1、碱金属元素 (第ⅠA族除去氢元素)
①碱金属与氧气的反应
Rb、Cs与O2反应更剧烈，产物也更复杂。
2Na＋O2 ==== Na2O2
点燃
(2)碱金属的化学性质
超氧化钾
产物更复杂
剧烈程度增加
K＋O2 ==== KO2
点燃
4Li＋O2==== 2Li2O
点燃
通过大量实验和研究，人们得出了如下结论:
碱金属元素原子的最外层都有１个电子，它们的化学性质彼此相似，它们都能与氧气等非金属单质以及水反应。
4Li＋O2===2Li2O
4Na＋O2 ===2Na2O
2K＋O2 ===K2O2
过氧化钾
原子结构与元素的性质
反应通式：2M ＋ 2H+ === 2M+ ＋ H2↑
在溶液中有酸先与酸反应，无酸与水反应。
④碱金属与某些盐溶液的反应
类似于钠、钾、钙、钡，碱金属先与水反应，因此不能置换出不活泼金属。
2Cs ＋ 2H2O ＋ CuSO4
=== Cu(OH)2↓ ＋ Cs2SO4 ＋ H2↑
综上所述：在上述所有反应的产物中，碱金属元素的化合价都是+1价。
原子结构与元素的性质
(2)碱金属的化学性质
如2Cs ＋ 2H+ === Cs+＋ H2↑
③碱金属与酸反应
元素的金属性强弱可以从单质与水反应(或酸)反应置换氢的难易，以及它们最高价氧化物对应水化物的碱性的强弱来判断。
ⅰ.金属单质置换氢的能力：单质与水反应(或酸)反应越剧烈，金属性越强。
如与水反应的剧烈程度：
Li ＜Na ＜K ＜ Rb ＜ Cs
碱金属的金属性：
拓展
Open up an exhibition
元素的金属性强弱的判断
ⅱ.碱性强弱：最高价氧化物对应的水化物碱性越强，金属性越强。
如最高价氧化物对应的水化物碱性强弱：
Li ＜Na ＜K ＜ Rb ＜ Cs
Li ＜Na ＜K ＜ Rb ＜ Cs
LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜ RbOH ＜ CsOH
碱金属的金属性：
碱金属元素 Li Na K Rb Cs
相似性
递 变 规 律 核电荷数
电子层数
原子半径
金属性
最外层电子数为1，易失电子，金属性、还原性强。
核电荷数逐渐增多
电子层数逐渐增加
金属单质的金属性逐渐增强
原子半径逐渐增大
所以，碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯金属性逐渐增强，
如碱金属与氧气或水反应时，钾比钠反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈。
拓展
Open up an exhibition
碱金属元素的结构与性质
碱金属单质的主要物理性质(P95表4-2)
碱金属 单质 颜色和状态 密度(g﹒cm-3) 熔点 (℃) 沸点
(℃)
Li
Na
K
Rb
Cs
银白色，柔软
银白色，柔软
银白色，柔软
银白色，柔软
略带金色光泽，柔软
0.534 180.5 1347
0.97 97.81 882.9
0.86 63.65 774
1.532 38.89 688
1.879 28.40 678.4
密度逐渐增大且K反常
熔点逐渐降低
沸点逐渐降低
1、碱金属元素 (第ⅠA族除去氢元素)
ⅰ.色态：有金属光泽、固体，大多数呈银白色(Cs略 带金色光泽)
ⅱ.硬度：质地柔软
ⅲ.导电导热性：热和电的良导体
ⅳ.密度：密度小，
ⅴ.熔沸点：熔沸点低
①相似性
②递变性
ⅰ.熔沸点：熔、沸点逐渐降低
ⅱ.密度：密度呈增大趋势(K反常小)
(3)碱金属的主要物理性质
原子结构与元素的性质
③自然界的存在：碱金属在自然界均以化合态存在
④碱金属的保存方法
原因：由于锂的密度小于煤油的密度
ⅰ.单质钾、钠的保存：常保存在煤油或石蜡油里
ⅱ.单质锂的保存：应保存在石蜡油中
(3)碱金属的主要物理性质
原子结构与元素的性质
1、碱金属元素 (第ⅠA族除去氢元素)
训练2．下列关于碱金属元素的叙述中，错误的是( )
A．碱金属元素原子最外层都只有1个电子
B．依Li、Na、K、Rb、Cs，单质熔沸点升高，密度增大
C．随核电荷数递增，氢氧化物碱性增强
D．随电子层数增加，原子半径增大，金属还原性增强
答案：Ｂ
B
巩固训练
Consolidate exercise
②钾元素：钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做药。
③铷和铯元素：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。
(4)碱金属元素的用途
原子结构与元素的性质
①锂金属：锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。
锂是制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料，已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机。
训练3、下列关于铯及其化合物的说法中，不正确的是( )
A. 氢氧化铯是一种强碱，易溶于水
B. 铯与水反应十分剧烈，甚至发生爆炸
C. 碳酸铯用酒精灯加热可以生成氧化铯和二氧化碳
D. 硫酸铯、碳酸铯、硝酸铯都是易溶于水
C
巩固训练
Consolidate exercise
课 堂 小 结
板书提纲
Blackboard-writing outline
四.原子结构与元素的性质
1.碱金属元素 (第ⅠA族除去氢元素)
(1)碱金属元素的原子结构特点
①相似性：最外层电子数均为1
②递变规律：随着核电荷数的递增，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大
(2)碱金属的化学性质
4Li＋O2==== 2Li2O
点燃
2Na＋O2 ==== Na2O2
点燃
K ＋ O2 ==== KO2
点燃
4Li＋O2===2Li2O
4Na＋O2 ===2Na2O
2K＋O2 ===K2O2
①碱金属与非金属单质(如O2)反应
(2)碱金属的化学性质
②碱金属与H2O反应
2Li ＋ 2H2O=== 2LiOH ＋ H2↑ (缓慢)
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑(剧烈)
2K ＋ 2H2O === 2KOH ＋ H2↑ (激烈)
2Rb＋2H2O ===2RbOH＋H2↑(遇水爆炸)
2Cs＋2H2O ===2CsOH＋H2↑(遇水爆炸)
(3)碱金属的主要物理性质
有金属光泽、固体，大多 数呈银白色(Cs略带金色光泽)，质地柔软，热和电的良导体。
(4)碱金属元素的用途
练习1. 关于钠和钾元素的比较中，不正确的是( )
A．钾原子失电子比钠原子容易
B．钾离子氧化性比钠离子强
C．钾与水反应比钠剧烈
D．KOH碱性比NaOH强
答案：Ｂ
B
练习2. 下列关于碱金属的叙述中正确的是( )
A．碱金属单质与水反应都能生成碱和H2
B．碱金属单质都是质软、熔点低、密度均小于1的轻金属
C．碱金属元素随原子半径增大，原子核吸引最外层电子的能力增强
D．碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物
答案：Ａ
A
练习3、碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是( )
Ａ.在碱金属中它具有最大的原子半径
Ｂ.它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱
C.钫在空气中燃烧时,只生成Fr2O
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸.
Ｃ
练习4、(双选)下列关于钾、钠、铷、铯的说法中，不正确的是 ( )
A.原子半径随核电荷数的增大而增大
B.单质的密度均小于1
C.其氢氧化物中，碱性最强的CsOH
D.氧化能力最强的是钠离子
B D
单质的还原性：Na < K < Rb < Cs
离子的氧化性：Na+ > K+ > Rb+ > Cs+

展开更多......

收起↑