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4.1 原子结构与元素周期表
（第3课时）
年 级：高一年级 学 科：化学（人教版2019）
四、原子结构与元素性质
问题：元素周期表如何揭示元素之间的关联？
同一周期元素具有相同的电子层数
同一主族元素具有相同的最外层电子数
门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种当时尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。他认为在铝的下方有一种与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。几年以后，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。
门捷列夫的预言
【任务1】了解原子结构和元素周期表的关系
四、原子结构与元素性质
金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性
原子结构决定元素的性质
【任务2】认识碱金属元素的结构特点
四、原子结构与元素性质
【任务2】认识碱金属元素的结构特点
四、原子结构与元素性质
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
原子结构 示意图
最外层电子数 1 1 1 1 1
电子层数 2 3 4 5 6
原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
【任务2】认识碱金属元素的结构特点
四、原子结构与元素性质
【任务3】学习碱金属单质的物理性质
四、原子结构与元素性质
【任务3】学习碱金属单质的物理性质
四、原子结构与元素性质
Li
Na
K
Rb
Cs
① 相似性
都是银白色固体（Cs 略带金色光泽）、很软，密度小
（Li、Na、K 的密度都比水的小）、熔点都较低、都是热和电的良导体。
② 递变性
密度逐渐增大（Na 的密度比 K 大）、熔、沸点逐渐降低。
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
① 与非金属单质反应（O2、Cl2、S）
Na与O2在加热条件下反应
K与O2在加热条件下反应
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
① 与非金属单质反应（O2、Cl2、S）
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
① 与非金属单质反应（O2、Cl2、S）
从 Li 到 Cs，和O2、Cl2、S反应越来越剧烈，说明从 Li 到 Cs 越来越活泼
进一步说明，从 Li 到 Cs，失电子能力增强，还原性增强
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
② 与 H2O 反应
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
Na 与 H2O 反应
K 与 H2O 反应
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
比较 Na 与 K 的化学性质
钾的性质 钠的性质
与氧气反应 常温下：表面变暗，发生反应 常温下：表面变暗，生成氧化钠
加热时：剧烈燃烧，紫色火焰，产物为黄色固体，生成复杂氧化物 加热时：剧烈燃烧，黄色火焰，生成过氧化钠
与水反应 （滴有酚酞） 钾浮在水面上，熔成小球，四处游动，并伴有爆炸声和火焰，溶液变为红色 钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，并伴有爆炸声，溶液变为红色
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
② 与 H2O 反应
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
Li 与 H2O 反应
Cs 与 H2O 反应
Rb 与 H2O 反应
锂与水反应时，锂比钠缓慢；铷，铯遇水剧烈反应，甚至爆炸
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
② 与 H2O 反应
产物碱性：
LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜ RbOH ＜ CsOH
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 ↑ (较慢)
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ (激烈)
2K + 2H2O = 2KOH + H2 ↑ (很激烈)
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
从 Li 到 Cs，和 H2O 反应越来越剧烈，说明从 Li 到 Cs 越来越活泼，失电子能力增强，还原性增强，金属性增强
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
③ 与酸反应
2M + 2H+ = 2M+ + H2 ↑
从 Li 到 Cs，和酸反应越来越剧烈，说明从 Li 到 Cs 越来越活泼，失电子能力增强，还原性增强，金属性增强
④ 与盐溶液反应
与 CuSO4 溶液反应时分两步进行
第一步：金属与水反应，生成相应的碱MOH
第二步：MOH与CuSO4溶液反应，CuSO4+2MOH = Cu(OH)2 ↓+M2SO4
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
验证锂、铷、铯的化学性质
1. Li与O2加热时反应生成氧化锂
3. 铷、铯遇空气立即燃烧
4. 铷、铯遇水剧烈反应，甚至爆炸
2. 锂与水反应比钠缓慢
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
最外层电子数都是1
容易失去1个电子 与O2、水反应形成+1价化合物
电子层数逐渐增多
原子半径逐渐增大
原子失电子的能力逐渐增强
与O2、水等反应更快更剧烈
元素的金属性逐渐增强　
性质
结构
相似性 递变性
决定
决定
决定
【任务4】掌握碱金属单质的化学性质
四、原子结构与元素性质
已知：镁能和氧气、水反应，请你根据镁、钙的“位置”“结构”特点预测钙的性质，并设计实验验证镁与钙金属性的强弱。
【任务5】归纳碱金属元素单质及其化合物的变化规律
四、原子结构与元素性质
① 单质还原性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
② 阳离子氧化性：Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+
③ 元素金属性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
由碱金属在第 IA 族的变化规律，可以推测其他主族金属有类似的规律
【任务6】理解元素的金属性
四、原子结构与元素性质
[思考] 金属元素的金属性如何比较？
【任务6】理解元素的金属性
四、原子结构与元素性质
【任务6】理解元素的金属性
四、原子结构与元素性质
金属性逐渐增强
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增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，所以金属性逐渐增强。
【巩固练习】
四、原子结构与元素性质
1. 下列有关碱金属元素的性质，从上到下递变规律正确的是（ ）
A. 金属性逐渐减弱
B. 化合价逐渐升高
C. 失电子能力逐渐增强
D. 单质密度逐渐增大
C
2. 碱金属是典型的活泼金属，其根本原因是（ ）
A. 碱金属单质的密度小，熔点和沸点低
B. 碱金属在常温下易被氧化
C. 碱金属原子最外电子层上都只有1个电子，容易失去
D. 碱金属原子的核电荷数比较小
C
【巩固练习】
四、原子结构与元素性质
3. 碱金属是典型的活泼金属,其根本原因是(　　)
A.碱金属单质的密度小,熔点和沸点低
B.碱金属在常温下易被氧化
C.碱金属原子最外电子层上都只有1个电子,容易失去
D.碱金属原子的核电荷数比较小
4. 在已学过的碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)中,选出符合下列条件的碱金属。
(1)密度最小的是　　　;(2)熔点最低的是　　　　　　　;
(3)沸点最高的是　　　;(4)单质还原性最强的是　　　　　;
(5)离子的电子层结构与氩原子相同的是　　　　。
C
Li
Cs
Li
Cs
K
课后作业
1. 完成《必刷题》83页1-4题，
84页10-12题
2. 作业本上画一个元素周期表，标出重要知识

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