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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
一般金属元素最外层电子数≤4，具有金属性；
非金属元素最外层电子数≥4，具有非金属性。
金属性：金属元素的原子所具有的失去电子的能力；
非金属性：非金属元素的原子所具有的得到电子的能力。
碱金属元素
碱金属元素
一、碱金属元素
碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。
思考与讨论：
我们把第ⅠA族（除了氢）中的元素称为碱金属元素，为什么要把这些元素编在一个族呢？根据表中原子结构示意图（课本P93），完成表格，并思考和讨论下列问题。
思考与讨论：
（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？
（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？从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性。
（3）请总结碱金属元素原子结构的相同点及递变性规律。
从上到下核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
最外层电子数相同，都为1，并且电子层数逐渐增大
最外层电子数相同
碱金属元素原子结构的相同点及递变性规律：
（1）相同点：
（2）递变性规律：
易失1个电子，具有还原性
失电子能力逐渐增强
金属性逐渐增强
还原性逐渐增强
思考：碱金属元素原子结构的相同点和递变性会对其性质产生哪些影响？
碱金属元素原子的最外层都有 个电子，在反应中都易　　 电子，生成 价的离子,表现出 ，在自然界中都以 存在。
【探究】碱金属化学性质的比较
【问题和预测】
（1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？
（2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？
1
失去1个
+1
化合态
还原性
钠可以和O2、H2O发生反应
都能与O2和H2O反应
【分析和结论】
（1）通过实验、观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？
（2）从实验现象比较钾、钠与水反应的难易程度。由此，你能推断出锂与水反应的难易程度吗？
（3）通过比较碱金属与水反应的难易程度，你能发现与它们的原子结构有什么关系吗？由此，你能推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变规律吗？
锂与水反应没有钠、钾与水反应剧烈
钠 钾
与氧气反应 先熔化成小球剧烈燃烧，火焰呈 色，生成 色固体 先熔化成小球剧烈燃烧，火焰呈 色。
与水反应（绿豆大一块） 　 在水面上、熔成银白色小球、在水面上四处　 、并发出嘶嘶的响声、滴入酚酞溶液呈 色 　 在水面上， 成银白色、在水面上四处 　 、滴入酚酞溶液呈　　 色，有微弱爆炸
黄
淡黄
紫
浮
浮
熔
游动
游动
红
红
实验现象：
1. 碱金属的原子结构与化学性质的关系
（1）碱金属元素的化学性质相似
碱金属元素的原子最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与氧气等非金属单质以及水反应。
只有一种氧化物Li2O
氧化物有Na2O和Na2O2
（2）碱金属元素的化学性质具有递变性
随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，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。即从锂到铯，金属性逐渐增强。
2. 碱金属单质物理性质的相似性和规律性
Li
Na
K
Rb
Cs
碱金属单质 颜色和状态 密度(g.cm3) 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 0.86 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4
碱金属单质的主要物理性质
密度增大
熔点降低
沸点降低
比较柔软，有延展性；密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。
保存在煤油中
保存在石蜡中
课堂练习：
1. 下列金属与水反应最剧烈的是（ ）
A．Li　 B．K　　　　C．Rb　　　　D．Cs
2. 下列对碱金属性质的叙述中，正确的是（ ）
A．都是银白色的柔软金属，密度都比较小
B．单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C．碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气
D．单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高
D
C
3. 碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是（ ）
Ａ.在碱金属中它具有最大的原子半径
Ｂ.它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱
C.钫在空气中燃烧时，只生成Fr2O
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
C
卤族元素
二、卤族元素
卤族元素（简称卤素）是典型的非金属元素，它们在自然界都以化合态存在。
分析书本96页的表4-3，总结卤素单质的物理性质规律。
F2
Cl2
Br2
I2
卤素单质 颜色（常态） 密度 熔点（℃） 沸点（℃）
F2 淡黄绿色（气体） 1.69g/L（15℃） -219.6 -188.1
Cl2 黄绿色（气体） 3.214g/L（0℃） -101 -34.6
Br2 深红棕色（液体） 3.119g/cm3（20℃） -7.2 58.78
I2 紫黑色（固体） 4.93g/cm3 113.5 184.4
密度增大
熔沸点升高
卤素单质的颜色逐渐加深，状态由气态逐渐过渡到固态；密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。
卤族单质的主要物理性质
注意：
①溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。
②卤素单质都有毒，溴有很强的的腐蚀性，液溴易挥发，保存时要加一些水进行“水封”，碘可升华，淀粉溶液遇碘变蓝。
1. 卤素原子结构的相同点及递变性规律
（1）相同点：
（2）递变性规律：
F Cl Br I
① 从上往下，原子核电荷数逐渐增大 ；
② 从上往下，电子层数逐渐增大 ；
③ 从上往下，原子半径逐渐增大 。
易得1个电子，具有氧化性
得电子能力逐渐减弱
非金属性逐渐减弱
氧化性逐渐减弱
2. 卤素单质化学性质的相似性和递变性
（1）卤素单质与H2的反应
【思考与讨论】
（1）根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化。
（2）根据卤素单质与H2的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与H2反应的规律性变化。
从表中信息可知，从F2到I2：
①与氢气反应的难易程度：
②生成的氢化物的稳定性：
③卤素的非金属性强弱：
逐渐减弱
由易到难
逐渐减弱
氢化物的稳定性：HF HCl HBr HI
（2）卤素单质间的置换反应
【实验4-1】
分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI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4mLKI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。
实验操作 实验现象 化学方程式 结论
振荡静置后，溶液由无色变为 色 氧化性：_________
还原性：
_________
振荡静置后，溶液由无色变为 色
振荡静置后，溶液由无色变为 色
橙黄
褐
Cl2>Br2>I2
Cl-
褐
注意：因为F2能与H2O发生反应（2F2 + 2H2O = 4HF + O2），所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。
2. 卤素单质化学性质的相似性和递变性
（1）相似性（X表示卤素元素，不考虑放射性元素）：原子都容易得到一个电子，卤素单质化学性质活泼，能与氢气、活泼金属和水反应。
与H2反应：
与H2O反应：
（2）递变性
随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子得到最外层电子的能力逐渐减弱。即从氟到碘，非金属性逐渐减弱。
课堂练习：
1. 下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是（ ）
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强
④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A. ①②③ B. ②③④
C. ②④⑤ D. ④⑤
C
2. 砹是现知原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律 ，下列对砹及其化合物的叙述，正确的是（ ）
A. 与H2化合的能力：At2＞I2
B. 砹在常温下为白色固体
C. 砹原子的最外电子层上有7个电子
D. 砹能从NaCl溶液中置换出氯单质
C
3. 下列各组物质性质的比较中，正确的是（ ）
A．还原性：HF>HCl>HBr>HI
B．稳定性：HFC．与水反应由易到难：Cl2>Br2>I2>F2
D．氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2
D

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