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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律
第3课时 碱金属元素
1.知道碱金属元素的结构和特点。
2.能说出碱金属元素性质的递变规律。
3.初步学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。
4. 体会元素周期表在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。
元素化学性质与原子结构的关系
原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质
稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易_____ _____
金属元素 一般 4 易_____ _______
非金属元素 一般 4 易_____ _______
得失
稳定
＜
失去
不稳定
≥
得到
不稳定
由上表可知，原子结构决定元素的 。
化学性质
碱金属元素
01
1.1
碱金属元素
碱金属元素都位于周期表的第ⅠA族（除H外，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。
1.1
碱金属元素
观察分析下表中的信息，并思考和讨论下列问题。
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
(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？
从上到下碱金属元素原子的核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大。
1.1
碱金属元素
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
(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？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
最外层电子数都是1；随核电荷数的增大，电子层数逐渐增多。
1.1
碱金属元素
从上到下随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。
碱金属元素的原子结构特点：
相同点：
原子核外最外层电子数都为1
递变性：
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
(1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？（用化学方程式表示）
(2)结合锂、钠和钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些相似化学性质？
①2Na＋O2 Na2O2
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
③2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
4Na＋O2 === 2Na2O
锂、钠和钾最外层都只有1个电子，都容易失去最外层电子，表现出比较强的还原性。锂、钾和钠相似，都能与氧气、水发生化学反应。
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
（1）钠、钾与氧气反应的比较
钠 钾
实验现象
实验原理
结论 先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈紫色
金属活泼性：钾＞钠
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
碱金属 与O2反应的产物 反应剧烈程度 产物复杂程度 活泼性 结论
Li
Na K Rb Cs 越来越剧烈
越来越复杂
越来越活泼
常温下自发燃烧，
产物复杂
从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。金属性：元素失电子能力。
K2O、K2O2、KO2
Li2O
Na2O、Na2O2
常温下自发燃烧，
产物复杂
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
（2）钠、钾与水反应的比较
钠 钾
实验现象
实验原理
结论 浮、熔、
游、响、红
浮、熔、游、响、红，有轻微爆炸声并着火燃烧
金属活泼性：钾＞钠
2Na + 2H2O =
2NaOH + H2↑
2K + 2H2O =
2KOH + H2↑
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
碱金属与水反应的比较
单质 与水反应的现象 反应程度 活泼性 结论
Li
Na K Rb Cs 越来越剧烈
越来越活泼
从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。
剧烈（锂不熔），生成H2
更剧烈（钠熔化），生成H2
轻微的爆炸，生成H2
遇水立即燃烧，爆炸
遇水立即燃烧，爆炸
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
碱金属元素的原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去，所以他们的化学性质相似，都能与氧气、水反应
随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，所以原子失电子能力增加，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即由锂到铯，金属性逐渐增强。
碱金属元素的相似性
碱金属元素的递变性
1.2
碱金属化学性质的推测与比较
金属元素的金属性
1.金属元素的金属性是金属元素失电子的能力（难易程度），与失电子的数目无关。
2.元素的金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。如碱性：LiOH3.金属越活泼，单质的还原性越强，该金属元素的金属性越强。
1.3
碱金属的物理性质
Li
Rb
Na
1.3
碱金属的物理性质
碱金属 颜色 状态 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃
锂 银白色 柔软 0.534 180.5 1347
钠 0.97 97.81 882.9
钾 0.86 63.65 774
铷 1.532 38.89 688
铯 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
相似性
碱金属单质都有银白色的金属光泽（但铯略带金色光泽）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸点较低，导电、导热性良好。液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。
1.3
碱金属的物理性质
碱金属 颜色 状态 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃
锂 银白色 柔软 0.534 180.5 1347
钠 0.97 97.81 882.9
钾 0.86 63.65 774
铷 1.532 38.89 688
铯 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
反常
熔沸点降低
密度增大
递变性
随着核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低，密度逐渐增大，（但ρK＜ρNa），且Li、Na、K的密度＜1，Rb、Cs的密度＞1。
注意：锂是最轻的金属，保存在石蜡里；其他保存在煤油中。
1.4
碱金属的用途
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）。
钠钾合金可作为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。
课堂检测
1.如图表示第ⅠA族金属(又称为碱金属)的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质不符合图示关系的是（ ）
A.金属性
B.与水反应的剧烈程度
C.阳离子的氧化性
D.原子半径
C
2.同主族元素性质类似，下列关于碱金属元素的说法中正确的是(　　)
A．从上到下，原子半径和单质的熔、沸点逐渐减小
B．Cs的活动性强于K，则Cs可从K的盐溶液中置换出K
C．Li、Na、K均可保存在煤油中
D．Li＋、Na＋、K＋、Rb＋、Cs＋的离子半径逐渐增大，氧化性逐渐减弱
课堂检测
D
3. 已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题：
(1)铷位于第____周期，其原子半径比钠元素的原子半径____(填大或小)。
五
大
(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：______________________。
铷单质易与水反应，反应的离子方程式为_______________________________，
铷与水反应比钠与水反应______(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后沉在水_____(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度_____(填“大”或“小”)。
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
剧烈
底
大
(3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：______________________________。
2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2
课堂检测
2Rb＋Cl2 == 2RbCl
Δ
课堂检测
4.据报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：
（1）铯的原子核外共有___个电子层，最外层电子数为____，铯的原子序数为____。
（2）铯单质与水剧烈反应，放出____色气体，同时使紫色石蕊溶液显____色，原因是___________________________(写出化学方程式)。
（3）预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_____(填“弱”或“强”)。
6
1
55
无
蓝
2Cs＋2H2O＝2CsOH＋H2↑
强
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期律
第3 课时 碱金属元素

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