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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
课时3　原子结构与元素的性质
学习目标
1.以第ⅠA族的碱金属元素、第ⅦA族的卤族元素为例，通过探究认识同主
族元素性质(金属性与非金属性)的递变规律，并能用原子结构理论加以解
释，培养“科学探究”与“证据推理”的核心素养(重、难点)。
2.通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性，提升
“科学探究与创新意识”的核心素养(难点)。
内容索引
目标一 碱金属元素
目标二 卤族元素
知识回顾
结合前18号元素原子结构示意图，试分析同周期、同族元素原子结构的异同？
(从电子层和核外最外层电子数目的角度)
同周期，电子层数相同，最外层电子数递增；
同族，最外层电子数相同，电子层数递增。
一、碱金属元素
1.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
金属元素
非金属元素
结论：原子结构决定元素的性质。
都为8(氦为2)
不易得失
稳定
一般＜4
易失去
金属性
一般≥4
易得到
非金属性
一、碱金属元素
2.碱金属元素的原子结构
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号
原子结构 示意图

原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
思 考 1
元素符号 Li Na K Rb Cs
原子结构 示意图

原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
(1)在元素周期表中从上往下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？
核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大。
(2)从上往下，碱金属元素的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
最外层都只有一个电子，电子层数逐渐增多；从最外层都只有一个电子能推出碱金属元素的化学性质具有相似性。
一、碱金属元素
3.碱金属元素化学性质的比较
思 考 2
(1)回忆钠有哪些化学性质？
(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。剧烈程度如何变化？
钠可以与氧气、水、酸、盐溶液等物质反应。
锂、钾也可以与氧气、水、酸、盐溶液等反应。
Li、Na、K反应剧烈程度逐渐增强。
视频导学
钠、钾、铯分别与水反应对比
一、碱金属元素
实验观察
钠、钾与氧气反应 钾与水反应
操作
现象
化学方程式
结论
都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈
2Na＋O2 === Na2O2
△
钾浮在水面上；迅速熔成闪亮小球四处游动；反应剧烈，有轻微爆炸声并着火燃烧；溶液变红
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
钠、钾都能与O2、H2O反应，且钾更活泼，与预测一致
思 考 3
(1)根据钠、钾与水反应的现象，推断锂与水反应的难易程度。
由钠、钾与水反应的现象，推测锂与水反应的程度不如钠、钾剧烈。
(2)根据上述实验，结合碱金属元素的原子结构推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变规律。完成下列填空：
1
失去
+1
增多
增大
减弱
增强
增强
剧烈
一、碱金属元素
4.碱金属元素物理性质的相似性和递变性
银白色
较小
较小
较低
增大
降低
Li
K
Rb
Cs
应用体验
1.判断正误
(1)钾比钠活泼，钾能从NaCl溶液中置换出钠
(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)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价
(5)可以通过钠和氯化锂溶液反应，判断钠和锂元素的金属性
(6)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在
×
×
×
×
√
√
应用体验
2.(2025·嘉兴高一期末)目前“北京时间”授时以Cs原子钟为基准，已知 Cs为第55号元素，最外层电子数是1，下列说法不正确的是
A.Cs是第六周期第ⅠA族元素
B.Cs单质还原性强于K
C.CsOH为强碱
D.133Cs的中子数为133
√
二、卤族元素
F2 Cl2 Br2 I2
卤族元素简称卤素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)、 (Ts)
二、卤族元素
1.卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色(常态)
密度
熔、沸点
淡黄绿色
(气体)
黄绿色
(气体)
深红棕色
(液体)
紫黑色
(固体)
逐渐增大
逐渐升高
F2
Cl2
Br2
I2
二、卤族元素
2.卤族元素的原子结构
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号
原子结构 示意图
相似性
递变性
F
Cl
Br
I
最外层均有7个电子
电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大
二、卤族元素
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2
Cl2
Br2
I2
结论
在暗处剧烈化合并发生爆炸
H2+F2 === 2HF
很稳定
光照或点燃
H2+Cl2 ====== 2HCl
光照或点燃
较稳定
加热
不如HCl稳定
H2+Br2 ==== 2HBr
加热
不稳定，同一条件下同时分解
不断加热
从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱
H2+I2 2HI
△
二、卤族元素
3.卤素单质的化学性质
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式 结论


二、卤族元素
3.卤素单质的化学性质
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式 结论


振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色
振荡静置后，溶液由无色变为棕褐色
振荡静置后，溶液由无色变为褐色
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
2I－＋Br2===I2＋2Br－
氧化性：
Cl2>Br2>I2
思 考 1
F→I元素的非金属性(得电子能力)依次减弱，试从原子结构角度分析其性质递变的原因。
从F→I，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，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
F2通入水中会剧烈反应，且有另一种单质气体生成，请根据氧化还原反应理论书写化学方程式：　　　 　。
2F2+2H2O===4HF+O2
思 考 2
归纳总结
1. 卤素的特殊性
(1)在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。
(2)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
(3)氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，
先与水反应产生HF和O2。
归纳总结
2. 同主族元素的递变规律
应用体验
1.判断正误
(1)卤素单质越活泼，其熔、沸点越高
(2)从F→I，其单质与H2化合的难易程度是由难到易
(3)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同
(4)F-、Cl-、Br-的还原性依次增强
×
×
√
×
应用体验
2.(2025·绍兴高一段考)关于卤素X(X=F、Cl、Br、I)的性质，以下说法正确的是
A.X2都可以与水反应生成HX和HXO
B.随着X原子核电荷数的增加，X2的颜色逐渐加深
C.随着X原子核电荷数的增加，X2与H2化合的程度逐渐增强
D.随着X原子核电荷数的增加，X-的还原性逐渐减弱
√
本节内容结束

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