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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表
第3课时 原子结构与元素的性质
一
二
三
四
五
六
七
2种
8种
8种
18种
18种
32种
32种
主族
0族
副族
过渡元素
碱金属元素
卤族元素
镧系
锕系
主族
期序数=电子层数
主族序数＝最外层电子数
失e-的能力
元素的金属性
单质的还原性
得e-的能力
元素的非金属性
单质的氧化性
元素的性质
单质的性质
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 _____4 易_____ ______
得失
稳定
少于
失去
不稳定
多于
得到
不稳定
原子的最外层电子数决定元素的性质。
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
简单的非金属物质：硫、磷、碳、盐酸基、氢氟酸基、硼酸基
简单的金属物质：锑、银、铋、铜、钴、锰、汞、金、铂、铅、锌、锡、铁、钼、镍、钨
结构
性质
最外层电子数=1
元素：金属性
单质：还原性
相似性
递变性
电子层数增多
原子半径增大
失电子更容易
易失e-
元素：金属性增强
单质：还原性增强
简单的非金属物质：硫、磷、碳、盐酸基、氢氟酸基、硼酸基
简单的碱性物质：石灰、镁土、铝土、钡土、硅土
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
问题：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），体现了什么性质？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。
还
原
性
思考: 根据锂、钠、钾与O2反应剧烈程度，预测铷、铯与O2的反应程度？根据钠、钾与水反应剧烈程度，预测锂、铷、铯与水的反应程度？
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
碱金属元素化学性质相似性
简单的碱性物质：石灰、镁土、铝土、钡土、硅土
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
与O2反应
Li2O
Na2O、Na2O2
K2O、K2O2、KO2
更复杂
更更复杂
反应更剧烈产物更复杂
与H2O反应
LiOH
NaOH
KOH
RbOH
CsOH
略微缓慢
剧烈
更剧烈、轻微爆炸
遇水即燃、爆炸
遇水即燃、剧烈爆炸
反应更剧烈产物碱更强
碱金属元素化学性质递变性
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
元素金属性强弱的判断依据：
金属性：
单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度（易—强）
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱（强—强）
金属活动顺序表
金属单质间的置换反应（以强制弱）
阳离子氧化性越强，元素的还原性越弱
根据元素在周期表中的位置，同主族从上到下，金属性逐渐增强
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
碱金属元素 颜色、状态 密度（g·cm-3) 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 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 1.879 28.40 678.4
密度：从上到下，逐渐增大（K特殊）
熔沸点：从上到下，逐渐降低
递变性
相似性
略带金色光泽
0.86
0.86
除铯外，都呈银白色，都较柔软
密度、熔点都较小
保存在石蜡油中
碱金属元素物理性质相似性与递变性
简单的碱性物质：石灰、镁土、铝土、钡土、硅土
任务一 碱金属元素性质相似性与递变性
元素符号 原子结构示意图 原子半径/nm
Li 0.152
Na 0.186
K 0.227
Rb 0.248
Cs 0.265
碱金属元素原子
最外层只有一个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
决定
在化合物中化合价+1
易失电子，表现金属性（还原性）
随核电荷数增加
电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
决定
原子半径逐渐增大
金属性（还原性）逐渐增强
原子失电子能力
逐渐增强
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
卤族元素原子最外层
有7个电子
原子结构的相似性
元素性质的相似性
决定
在化合物中常见
化合价-1
易得电子，表现非金属性（氧化性）
卤族元素原子
电子层数逐渐增大
原子结构的递变性
元素性质的递变性
决定
原子半径逐渐增大
非金属性（氧化性）
逐渐减弱
原子得电子能力
逐渐减弱
根据卤素原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？
F
Cl
Br
I
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78
I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
都是有色单质
熔、沸点较低
相似性
单质密度逐渐增大
从上到下，熔、沸点逐渐升高
单质颜色逐渐加深，状态由气态到液态到固态
递变性
氯易液化、溴易挥发、碘易升华，遇淀粉变蓝。
特殊性:
卤族元素物理性质相似性与递变性
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
氯气的化学性质
（1）与金属反应
如：3Cl2+2Fe=2FeCl3
（2）与H2反应
Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸）
（3）与水反应
Cl2+H2O==HCl+HClO
（4）与碱反应
Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O
①都能与金属反应生成金属卤化物
②都能与氢气反应生成卤化氢（HX）
③都能与水反应
④都能与碱反应
卤素单质的化学性质
卤族元素元素化学性质相似性
F
Cl
Br
I
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
卤族元素元素化学性质递变性
(1)卤素单质与金属单质反应
通式： X2+金属 金属卤化物
2Na +Cl2=2NaCl
2Na+Br2=2NaBr
2Na+I2=2NaI
特例： I2与变价金属生成低价盐
Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI
得到电子的能力逐渐减弱
F
Cl
Br
I
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
名称 反应条件 方程式 生成氢化物的稳定性
F2
Cl2
Br2
I2
H2+F2 === 2HF
H2+Cl2 === 2HCl
H2+Br2 === 2HBr
H2+I2 2HI
光照
或点燃
HF很稳定
HBr较不稳定
HCl稳定
HI很不稳定
反应所需条件逐渐变苛刻
光照或点燃
暗处剧烈反应
高温
高温、持 续加热
气态氢化物的稳定性逐渐减弱
有何相似性和递变性？
卤族元素元素化学性质递变性
F
Cl
Br
I
(2)卤素单质与氢气反应
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
卤族元素元素化学性质递变性
F
Cl
Br
I
Br2＋ H2O = HBr＋HBrO
2F2＋2H2O = 4HF＋O2 （特例）
Cl2 ＋H2O = HCl＋HClO
通式：X2 ＋ H2O = HX＋HXO（X:Cl、Br、I）
I2 ＋H2O = HI＋HIO
反应越来越难以发生
(3)卤素单质与水反应
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
卤族元素元素化学性质递变性
F
Cl
Br
I
反应越来越难以发生
Br2＋2NaOH = NaBr＋NaBrO+H2O
Cl2 ＋2NaOH = NaCl＋NaClO+H2O
通式：X2 +2NaOH== NaX＋NaXO+H2O（ X= Cl、Br、I ）
I2 ＋2NaOH = NaI＋NaIO +H2O
2F2＋2NaOH = 2NaF＋H2O+OF2(特例)
(4)卤素单质与氢氧化钠反应
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
向盛有4 mL. KI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
2Br－＋Cl2==Br2 ＋2Cl－
2I－＋Cl2 == I2＋2Cl－
2I－＋Br2 ==I2 ＋2Br－
从氯气到单质碘，单质的氧化性逐渐减弱(元素的非金属性逐渐减弱)、阴离子的还原性逐渐增强。
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
(1)氟是最活泼的非金属，没有正化合价，F无含氧酸，氟单质具有强氧化性。
(2)溴在常温下是唯一的液态非金属单质，密度大于水，易挥发。实验室通常将其密封，保存在阴冷处，且试剂瓶内常加适量水进行水封。
(3)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝；食盐中加入的是KIO3。
(4) AgF可溶于水，AgCl(白色)、 AgBr(浅黄色)和AgI(黄色)均难溶于水。
卤素的其他性质
(5) CaF2(俗称“萤石”)难溶于水， CaCl2、 CaBr2和CaI2均可溶于水。
任务二 卤族元素性质相似性与递变性
元素非金属性强弱的判断：
非金属性
单质与氢气化合的难易程度（易—强）
气态氢化物的稳定性（强—强）
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱（强—强）
非金属单质间的置换反应（以强制弱）
阴离子还原性越强，单质的氧化性（非金属性）越弱
根据元素在周期表中的位置，同主族从上到下，非金属性逐渐减弱
知识总结：同主族元素性质上表现相似性和递变性
电子层数
增多
原子半径
增大
失电子能力
逐渐增强
得电子能力
逐渐减弱
同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强
同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱

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