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第3课时　原子结构与元素的性质
素养要求
1.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。
2．能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养。
分点突破一　碱金属元素
1．元素的性质
2．碱金属元素的原子结构
元素 Li Na K Rb Cs
原子结构 示意图 ________ ________
原子半径 (mm) 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
结构特点 相同点 最外层电子数都是________
递变性 从Li到Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐________，原子半径逐渐________
3.碱金属单质的性质
(1)钠、钾与O2反应的比较
实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论
钠 剧烈燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色固体 ________________________________________________________________________ 与O2反应的剧烈程度：Na____K，生成产物越来越复杂
钾 比钠的燃烧更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察) 钾与氧气反应生成比K2O2更复杂的化合物
特别提醒　(1)做碱金属化学性质实验时，碱金属一般取绿豆大小为宜。若用量过多，实验时易发生危险。在使用前，要用滤纸吸干钾、钠等金属表面的煤油。
(2)碱金属在空气中加热与O2反应，Li与O2反应生成Li2O，Na与O2反应生成Na2O2，K与O2反应生成KO2，Rb和Cs遇空气立即燃烧，生成更复杂的产物。
(2)钾、钠与H2O反应的比较
钾 钠
实验操作
实验现象 共同点 a.金属浮在水面上 b.金属熔化成光亮的小球 c.小球四处游动 d.发出“嘶嘶”的响声 e.反应后滴加酚酞溶液变____
不同点 ____与水反应更剧烈，伴有轻微的爆炸声
化学方程式 ________________ ________________
实验结论 金属的活动性：Na____K
特别提醒　(1)碱金属单质与H2O反应，生成强碱和H2，Li反应剧烈(但比Na弱)，Rb和Cs遇H2O立即燃烧、爆炸。
(2)由于Li、Na、K能与O2和H2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在石蜡中。
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系
从Li→Cs，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐________→原子半径逐渐________→原子核对最外层电子的引力逐渐________→原子失去最外层电子的能力逐渐________→元素的金属性逐渐________。
4．碱金属单质物理性质的比较
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)第ⅠA族元素全部是金属元素。(　　)
(2)同主族元素的最外层电子数一定相同。(　　)
(3)从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越高。(　　)
(4)Li在空气中加热生成Li2O2。(　　)
(5)碱金属元素单质都应该保存在煤油中。(　　)
(6)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na。(　　)
(7)碱金属元素在自然界中能以游离态存在。(　　)
2．下列有关金属钠和金属钾的比较，正确的是(　　)
A．金属性：Na>K
B．氢氧化物的碱性：NaC．还原性：Na>K
D．与水反应的剧烈程度：Na>K
3．钠在周期表中位于第三周期第ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是(　　)
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
分点突破二　卤族元素
1．卤素单质的主要物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
都是有色单质 　 颜色、状态 ________ 色气体 ________ 色气体 ________ 色液体 ________ 色固体
逐渐增大 　 密度
较低 　 熔、沸点
特别提醒　(1)Cl2易液化。
(2)常温下，Br2是唯一呈液态的非金属单质；Br2易挥发，实验室中将溴单质密封保存，并加水液封以减少挥发。
(3)I2为紫黑色固体，易升华，淀粉遇碘变为蓝色。
(4)卤素单质在水中的溶解度不大，但易溶于CCl4等有机溶剂(都能与水反应，其中F2与水能完全反应)。
2．卤族元素的原子结构
元素 F Cl Br I
原子结构 示意图 ________ ________
结构特点 相同点 最外层上都有________个电子
递变性 从F到I，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐________，原子半径逐渐______
3.卤素单质的化学性质
(1)与H2反应
①填写下表：
反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 __________ __________ __________
Cl2 __________ __________ __________
Br2 __________ __________ __________
I2 __________ __________ __________
②得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐________，反应剧烈程度依次________，生成气态氢化物的稳定性依次________。
(2)卤素单质间的置换反应
①填写下表：
实验操作 实验现象 化学方程式
静置后，液体分层，上层______，下层______ ______________
静置后，液体分层，上层________，下层________ ______________
静置后，液体分层，上层________，下层______ ______________
②得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是______________，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是____________。
4．卤族元素的化学性质与原子结构之间的关系
从F→I，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐______→原子半径逐渐________→原子核对最外层电子的引力逐渐________→元素的原子得电子的能力逐渐________→元素的非金属性逐渐________。
5．同主族元素的性质与原子结构的关系
特别提醒　1.判断元素金属性强弱的方法
(1)与O2化合的难易程度。
(2)与H2O(或与酸)反应的剧烈程度。
(3)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。
(4)金属单质间的置换反应。
2．判断元素非金属性强弱的方法
(1)单质与H2化合的难易程度。
(2)简单气态氢化物的稳定性。
(3)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)卤素单质都是双原子分子。(　　)
(2)单质At2是白色固体。(　　)
(3)同主族元素的单质熔、沸点一定是随核电荷数增加而升高。(　　)
(4)卤素的单质只有氧化性。(　　)
(5)卤素单质与H2化合的难易程度为F22．氟、氯、溴、碘四种元素，它们的下列性质的递变规律不正确的是(　　)
A．单质的密度依次增大
B．单质的熔、沸点依次升高
C．Cl2可以从KI溶液中置换出I2
D．Br2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
3．砹(At)原子序数为85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是(　　)
A．砹是有色固体
B．非金属性：AtC．HAt非常稳定
D．I2能从砹的可溶性盐溶液中置换出At2
4．在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是(　　)
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B.酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI，则非金属性：F＜Cl＜Br＜I
C．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl＞Br
1．碱金属在电池、催化剂等领域有着广泛的用途，关于碱金属单质的性质叙述错误的是(　　)
A．都是电和热的良导体
B．从Li至Cs，熔点逐渐降低
C．都是柔软的银白色金属(铯略带金色)
D．都可以保存在煤油中
2．下列说法中错误的是(　　)
A．钾的金属性比钠强
B．溴的非金属性比氯强
C．NaOH的碱性比LiOH强
D．HCl的热稳定性比HBr强
3．下列有关同主族元素性质的比较，不正确的是(　　)
A．金属性：K>Na>Li
B．非金属性：O>S>Se
C．还原性：F－>Cl－>I－
D．碱性：KOH>NaOH>LiOH
4．下列关于主族元素的说法错误的是(　　)
A．同主族元素随着原子序数递增，元素金属性增强
B．同主族元素随着原子序数递增，元素单质的熔、沸点逐渐升高
C．同主族元素原子最外层电子数都相同
D．同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强
5．国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是(　　)
A．Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B．其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C．其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同
D．Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅
6．根据下表回答问题。
(1)表中________(填元素符号)的非金属性最强；________(填元素符号)的金属性最强，写出该元素的单质与水反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)表中元素③的原子结构示意图是________。
(3)表中元素⑤、⑦的氢化物的稳定性顺序为________＞________(填化学式)。
(4)表中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
第3课时　原子结构与元素的性质
分点突破一　碱金属元素
1．4　失去　金属　4　得到　非金属
2.　　1　增多　增大
3．(1)2Na＋O2Na2O2　<
(2)红色　钾　2K＋2H2O===2KOH＋H2↑　
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　<
(3)增多　增大　减弱　增强　增强
4．银白色　较小　降低
即学即练
1．答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
2．解析：钠和钾属于碱金属元素，根据“同主族自 上至下元素金属性增强”可知，元素的金属性：Na答案：B
3．解析：Na在空气中燃烧会生成Na2O2，但Li没有Na活泼，在空气中燃烧生成的是Li2O，A项错误；第ⅠA族中氢不属于碱金属元素，B项错误；金属性越强，对应阳离子的氧化性越弱，所以碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋，C项正确；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蜡中，D项错误。
答案：C
分点突破二　卤族元素
1．淡黄绿　黄绿　深红棕　紫黑　增大　升高
2.　　7　增多　增大
3．(1)①暗处　H2＋F2===2HF　很稳定　光照或点燃　H2＋Cl22HCl　较稳定　加热　H2＋Br22HBr　不稳定　不断加热　H2＋I22HI　很不稳定　②升高　减弱　减弱
(2)①无色　橙红色　2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2　无色
紫红色　2KI＋Br2===2KBr＋I2　无色　紫红色　2KI＋Cl2===2KCl＋I2　②Cl2>Br2>I2　I－>Br－>Cl－
4．增多　增大　减弱　减弱　减弱
即学即练
1．答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．答案：D
3．答案：C
4．答案：D
随堂演练全通关
1．答案：D
2．解析：由于金属性K>Na>Li，故碱性KOH>NaOH>LiOH；非金属性Cl>Br，则其对应氢化物的热稳定性HCl>HBr。
答案：B
3．解析：同主族，自上而下，元素的金属性逐渐增强，A正确；同主族，自上而下，元素的非金属性逐渐减弱，离子的还原性逐渐增强，B正确，C错误；同主族，自上而下，元素金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的碱性增强：KOH>NaOH>LiOH，D正确。
答案：C
4．答案：B
5．解析：117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子，该元素处于第ⅦA族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应氢化物越稳定，该元素氢化物稳定性比HAt差，则HTs常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质带有金属光泽，但其单质的氧化性比I2弱，不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐增大，颜色逐渐加深，Ts2的沸点高于I2，颜色比I2深，故D错误。
答案：C
6．解析：根据元素在周期表中的位置可知①～⑦分别是H、Li、Na、K、F、Cl、Br。(1)根据元素周期律可判断表中氟元素的非金属性最强；钾元素的金属性最强，单质钾与水反应的离子方程式为2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。(2)表中元素③是Na，原子结构示意图是。(3)同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以氟化氢的稳定性大于溴化氢。(4)表中非金属性最强的元素为F，氟无正化合价，无最高价含氧酸，故元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的为HClO4。
答案：(1)F　K　2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑
(2)　(3)HF　HBr　(4)HClO4

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