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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
——碱金属元素
第四章 物质结构 元素周期律
核心素养目标
通过观察实验现象，分析实验原理，探究碱金属元素性质的递变规律，能用原子结构理论初步解释。认识元素性质与原子结构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
通过碱金属元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法进行信息加工，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。
通过完成碱金属性质的探究实验，初步体验科学探究在化学学科的学习中重要地位，了解科学探究的基本方法，培养科学探究能力与创新意识。
宏观辨识与微观探析：
证据推理与模型认知：
科学探究与创新意识：
教学目标
1、知道碱金属元素的结构与性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的相似性与递变性。
3、结合相关实例，学习元素的金属性，总结归纳其判断方法。
2、建立“结构—位置—性质”三者的关系模型。
重点
重点
难点
新课引入
元素
稀有气体元素
金属
元素
一般最外层电子数<4
非金属
元素
最外层电子数=8
(He=2)
一般最外层电子数>4
易失电子
不易得失
易得电子
化学性质活泼
化学性质稳定
化学性质活泼
金属性
非金属性
结论：原子结构决定元素的性质，尤其是原子的最外层电子数
元素化学性质与原子最外层电子数的关系
碱金属元素
放射性元素
化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。
（一）碱金属元素的原子结构
问题1：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？
任务1：填写表中的信息，并思考讨论下列问题
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 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
问题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？
相同
递增
递增
递增
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 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
相同
递增
递增
递增
原子结构
最外层电子数都是1
核电荷数增大
电子层数增大
原子半径增大
相似性
递变性
（一）碱金属元素的原子结构
任务1：填写表中的信息，并思考讨论下列问题
回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
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？
加热：2Na＋O2 Na2O2
与氧气、水、酸等发生化学反应
任务2：问题与预测
①与氧气反应：常温：4Na＋O2 2Na2O
②与水反应：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑
③与酸反应：2Na＋2HCl 2NaCl＋H2↑
具有强还原性
④与碱、与盐溶液反应
(1)与氧气反应
现象 钠 钾
与O2 反应 剧烈燃烧，火焰呈 色，生成　 色的固体
方 程 式 黄
淡黄
2Na+O2 Na2O2
△
K+O2 KO2（超氧化钾）
△
剧烈燃烧，火焰
呈　　色
紫
（二）碱金属单质的化学性质
结论：金属活泼性：钾＞钠
2K+O2 K2O2 （过氧化钾）
△
——比较钾与钠化学性质的异同
(1)与氧气反应
2Na+O2 Na2O2
△
K+O2 KO2（超氧化钾）
△
（二）碱金属单质的化学性质
结论：金属活泼性：钾＞钠＞锂
2K+O2 K2O2 （过氧化钾）
△
——比较锂钠钾化学性质的异同
4Li+O2 2 Li2O
△
（只生成一种氧化物）
锂 钠 钾
实验 现象 实验原理 结论 浮熔游响红
2Na + 2H2O =2NaOH + H2↑
2K + 2H2O = 2KOH + H2↑
(2)与H2O反应
（二）碱金属单质的化学性质
剧烈程度：钾＞钠＞锂
钾与水的反应有轻微爆炸声,并燃烧发出紫色的火焰。
相同点
不同点
金属活泼性：钾＞钠＞锂
——比较锂钠钾化学性质的异同
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑
碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOH
深层剖析
碱金属单质的化学性质——比较Li、K、Na化学性质的异同
相似性
都从0价转化为+1价
都能与水反应生成碱和氢气
都能与氧气剧烈反应
不同点
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
钾燃烧的产物更复杂
？
钠与水反应比锂与水反应更剧烈
K
Na
Li
深层剖析
碱金属单质的化学性质——比较Li、K、Na化学性质的异同
金属性
性质
决定
K＞Na＞Li
最外层电子数1
易失电子，生成+1价化合物。
电子层在递增，原子半径递增。
钾比钠更易发生反应，反应也更剧烈
相似
差异
位置
结构
反映
同学们能预测铷、铯的化学性质？
任务3:预测性质
视频·拓展
铷的性质
铯的性质
名称 产物 反应剧烈 程度 产物复杂 程度 活泼性 结论
Li
Na K Rb Cs （只生成一种氧化物）
常温下自发燃烧，产物复杂
常温下自发燃烧，产物复杂
从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；
(1)与氧气反应
（二）碱金属单质的化学性质
K2O、K2O2、KO2
Li2O
Na2O、Na2O2
金属元素的金属性逐渐增强。
与水反应的现象 反应程度 活泼性 对应碱的碱性强弱 结论
Li
Na K Rb Cs (2)与H2O反应
（二）碱金属单质的化学性质
从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强;
剧烈，生成H2
更剧烈，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
金属元素的金属性逐渐增强。
反应通式：2R+2H2O =2ROH+H2 R=Li、Na、K、Rb、Cs
注意：碱金属都不能在水溶液中置换出其他的金属单质。
1.元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度。
⒉.元素最高价氧化物对应的水化物—氢氧化物的碱性强弱。
金属性强弱的比较方法
钾与水反应比钠与水反应更容易
金属性：钾＞钠
碱性强弱：KOH＞NaOH
金属性：钾＞钠
实质是看元素原子失电子的难易，越容易失电子，金属性越强
思考：碱金属的物理性质也有相似性和规律性吗？
碱金属单质 颜色（常态） 密度（g·cm-3） 熔点℃ 沸点℃
Li 银白色 0.534 180.5 1347
Na 银白色 0.97 97.81 882.9
K 银白色 0.86 63.65 774
Rb 银白色 1.532 38.89 688
Cs 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
银白
增大
降低
较小
较小
较低
沸点降低
熔点降低
密度增大
锂是最轻的金属，保存在石蜡里。
（三）碱金属单质的物理性质
Li
Na
K
Rb
Cs
对点训练
1、判断正误
(1)从锂到铯,碱金属元素单质的密度依次增大
(2)由于Li、Na、K都能和O2、H2O反应,故实验室中三者都应保存在煤油中
(3)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物
(4)碱金属元素原子随核电荷数增加,其单质与水反应越来越剧烈
(5)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在
×
×
√
√
×
知识迁移—预测Ca的性质
已知镁分别能与氧气和水反应。
1.请预测钙的性质
2.请设计实验验证镁与钙金属性的强弱
结构
性质
位置
最外层电子数2
IIA族
能与O2、H2O反应,生成+2价化合物
周期序数4
电子层数（4）比Mg多一层
与水或氧气反应更容易，也更剧烈
与Mg相似
金属性比Mg强
决定
金属性
知识迁移—预测Ca的性质
知识迁移—预测Ca的性质
已知镁分别能与氧气和水反应。
1.请预测钙的性质
2.请设计实验验证镁与钙金属性的强弱
方案一：比较钙、镁单质分别与水（酸）反应置换出氢气的难易程度；
方案二：比较氢氧化钙与氢氧化镁的碱性强弱。
相似性
课
堂
小
结
最外层上都只有一个电子
化学性
质相似
化合物中均显+1价
易失去电子，表现出强还原性
位于第IA族
物理性
质相似
硬度、密度小，熔沸点低、导电导热性
位置
结构
性质
2R+2H2O=2ROH+H2↑
与O2反应：
与H2O反应：
主要掌握
Li、Na、K
第IA族 原子结构 化学性质 物理性质 核电荷数 电子层数 原子半径 核对最外层电子的吸引力 金属性 氢氧化物的碱性 密度 熔沸点
Li Na K Rb Cs
增
加
增
加
增
加
减
弱
增
强
增大(K除外)
降
低
增
强
递变性
课
堂
小
结
位置
结构
性质
B
对点训练
2、锂、钠、钾的化学性质相似的根本原因是（ ）
A．都能与水反应生成碱
B．原子半径相近
C．都能与酸反应产生氢气
D．最外层电子数相同
3、下列对碱金属性质的叙述中正确的是( )
A.碱金属元素的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质
B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.碱金属单质与水反应生成碱和氢气
D.单质熔、沸点随着原子序数递增而升高
C
对点训练
课后作业
1、完成课本106页第1-4题。
2、“结构决定性质，性质决定用途”。请同学们查阅相应的参考资料，并通过其他渠道了解碱金属元素的各种应用。
3、预习卤族元素。
4、下列对碱金属的叙述正确的是(　　)
①K通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是Li＋
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑤
A
对点训练

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