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教
材
原子结构和元素周期律
第一节
第4课时 碱 金 属 元 素
1.元素的原子结构和元素的性质之间有什么关系呢？
原子结构
元素的性质
决 定
2.我们把ⅠA 族(除氢)称为碱金属，为什么要把它们编在一个族呢？
→最外层电子数均为1，化学性质相似。
(一) 碱金属元素
【阅读P93】查阅元素周期表中的有关信息,填写P93表格，
你从中发现常见的碱金属元素有哪些 其原子结构有何特点？
锂
铯
铷
钾
钠
Fr
钫
具有放射性，
中学不做研究
锂(Li)
钠(Na)
钾(K)
铷(Rb)
铯(Cs)
【表1】碱金属元素原子结构特点
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
碱金属元素 锂
钠
钾
铷
铯
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
+ 3
2 1
+11
2 8 1
+19
2 8 8 1
+37
2 8 18 8 1
+55
2 8 18 18 8 1
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
(1)碱金属原子结构
锂
钠
钾
铷
铯
原子结构的异同
从Li 到Cs，
1.相同点：
2.递变性：
最外层电子数均为 ，
均易 电子，具有强 性；
1
失去
还原
电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 。
增多
增大
（推测：还原性逐渐 ）
增 强
探究2：碱金属单质化学性质的比较 P94
【问题与预测】
1.回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
2.结合锂、钠、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。
与非金属反应
与水反应
与酸溶液反应
与盐溶液反应
钠的化学性质——强还原性
Na － e- → Na+
2Na + O2 === Na2O2
△
2Na＋2 H2O = 2NaOH＋H2↑
2Na＋2H＋= 2Na＋＋H2↑
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓
①Na、K与氧气反应进行对比
各取一小块钾和钠，擦干表面的煤油后放在坩埚或陶土网上加热，观察现象。
钠、钾化学性质的比较
【P94】 2.实验与观察
①Na、K与氧气反应进行对比
钾 钠
更剧烈，紫色火焰
剧烈燃烧，黄色火焰
钠、钾化学性质的比较
【P94】 2.实验与观察
钾在空气中燃烧
各取一小块钾和钠，擦干表面的煤油后放在坩埚或陶土网上加热，观察现象。
点燃
２Na＋O２=== Na2O2
点燃
4Li＋O２=== 2Li2O
反应越来越剧烈,产物越来越复杂
1)与氧气的反应：
Li Na K Rb Cs
常温
4Na＋O２=== 2Na2O
常温
２K＋O２=== K2O2
点燃
K＋O２=== KO2
超氧化钾
过氧化钠
氧化锂
证明: 金属性
Li Na K Rb Cs
< < < <
2.碱金属单质化学性质
(Li的燃烧产物只有一种）
2Rb + 3O2 ==== 2RbO3
点燃
（臭氧化铷）
Rb、Cs与O2反应更剧烈，产物更复杂。
②Na、K与水反应进行对比
Na与水反应
K与水反应
钠、钾化学性质的比较
【P94】 2.实验与观察
②Na、K与水反应进行对比
钠
反应方程式
浮、熔、游、响、红
浮、熔、游、响、红，
气体会燃烧，有微弱爆炸
2Na+2H2O =2NaOH+H2↑
2K + 2H2O=2KOH + H2↑
钾
Na与水反应
K与水反应
钠、钾化学性质的比较
【P94】 2.实验与观察
与水反应现象
2)与H2O反应
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 ↑
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑（剧烈）
2K + 2H2O = 2KOH + H2 ↑（很剧烈）
反应通式: 2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
Rb、Cs遇水立即燃烧，爆炸！
碱性：
证明: 金属性
Li Na K Rb Cs
< < < <
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
< < < <
以上均为强碱，其中CsOH是自然界中最强的碱！
注意：碱金属都不能在水溶液中置换出其他的金属单质。
试分析K投入CuSO4溶液中的反应现象？
(十分缓慢,因为生成的LiOH微溶于水,反应慢,且Li不熔化)
2.碱金属单质化学性质
讨论1：碱金属与盐酸：
2R+2H+= 2R++H2
讨论2：碱金属与盐溶液：
先与水反应，再考虑生成的碱能否与盐反应
讨论3：Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+也具有强还原性吗？
没有。
有较弱的氧化性。
氧化性： Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+
(1)碱金属元素结构和化学性质的相似性和递变性
Li Na K Rb Cs
1.相似性：
最外层上都只有一个电子
化学性质相似
1)易失去电子，表现出强还原性
2)化合物中均显+1价
2.递变性：
核电荷数↑
电子层数↑
原子半径↑
核对最外层电子的引力↓
失电子能力↑
还原性↑
金属性↑
牢记规律
在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次______，原子半径逐渐______，失电子能力逐渐______，金属性逐渐______。
还原性：Li < Na < K < Rb < Cs
氧化性：Li+> Na+ > K+ > Rb+ >Cs+
易失难得
增多
增大
增强
增强
1.根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。
置换出氢越容易，则金属性越强。
元素金属性强弱判断依据
2.根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。
碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
4.根据对应阳离子的氧化性强弱判断。
金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。
归纳总结
(P95注释①)
3. 金属单质间的置换反应
→下列叙述中，肯定a金属比b金属活泼性强的是（ ）
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原子电子层数比b原子的电子层数多
C．1mol a 从酸中置换H+生成的H2比1 mol b从酸中置换H+生成的H2多
D．常温时， a能从水中置换出氢，而b不能。
D
【表4-2】碱金属单质的物理性质P95
分析:碱金属单质在物理性质上的相似性和递变性。
碱金属单质 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
逐渐降低
逐渐增大(K反常)
锂是最轻的金属,
保存在石蜡里
Li Na K Rb Cs
1.相似性:
2.递变性:
银白色有金属光泽
密度呈 趋势(但K 反常)
3.碱金属元素的物理性质
导电、导热性良好
熔点低（均小于200℃）
密度小
硬度小,都较柔软,有延展性
(与钠相似)
(ρ石蜡< ρLi < ρ煤油< ρK < ρNa < ρ水 < ρRb < ρCs)
(铯略带金色)
(K 反常)
熔、沸点逐渐 .
增大
降低
(锂是最轻的金属)
Cs的熔点28.4℃
【注意】 钠、钾常保存在煤油中，因为锂的密度比煤油的密度小而保存在石蜡油中。
注意：碱金属元素的个体差异：
(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡油密封。
(2)碱金属还原性最强的是Cs，最弱的是Li。
(3)第ⅠA族并不全部是碱金属，还有氢元素。
(4)碱金属元素只有Li与O2反应产物是一种Li2O，
其他元素与O2反应的产物最少有两种。
(5)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。
(6)碱金属元素从上到下密度逐渐增大，但是K的密度比Na小。
1.锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂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)。
3. 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。
2.钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
1.关于碱金属单质的性质叙述错误的是( )。
A．都能够在空气中燃烧
B．都能够与水剧烈反应
C．都是密度比较小、熔点比较低的金属
D．都可以保存在煤油中
D
2.天然存在的金属钫(Fr)极微量。已知它是碱金属元素中最重的元素。其中不正确的叙述是( )。
A．该元素的原子在碱金属元素中电子层数最多
B．在空气中燃烧时生成氧化物Fr2O
C．氧化物对应的水化物是极强的碱
D．其单质的熔点比金属钠的熔点高
BD
3.有关碱金属的叙述正确的是(　　)
A.随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B.碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应
C.碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D.无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
(K 反常)
碱金属中除锂外,均不与N2直接反应
(类比Na2CO3)
(类比Na2SO4)
×
×
√
C
4.钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成黄色的超氧化物(如KO2)。
下列说法不正确的是（ ）
A．在450℃、15MPa 的压力下， Na与O2反应也能够得纯净的NaO2，
常温下Na2O2的稳定性比NaO2好
B．CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中水作还原剂
C．4KO2+2CO2= 2K2CO3+3O2，因此可用来作氧气源
D．KO2与水反应后的溶液呈强碱性
B
5.已知钡的活动性处于钾和钠之间，则下述说法中可能实现的是(　　)
A．钡可从KCl溶液中置换出K
B．钡可从冷水中置换出氢气
C．钡可从NaCl溶液中置换出Na
D．在溶液中Ba2+可氧化金属锌Zn，使之成为Zn2+
B
6.已知铷与另一种碱金属元素共46克，与足量水反应，生成标况下氢气22.4L，则另一种碱金属元素可能为( )
A.锂 B.钠 C.钾 D.铯
A
反应通式： 2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
1mol
46克
两种金属的平均分子量为：23

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