4.1.3同族元素的递变规律 学案 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.1.3同族元素的递变规律 1.掌握同主族碱金属的性质：碱金属元素性质的相似性和递变性；元素金属性比较 的方法。 2. 掌握同主族卤族元素的性质：卤族元素性质的相似性和递变性；元素非金属性比 较的方法 识精讲 我们知道周期表横行为周期，纵列为族，那我们不妨先从族入手，分析一下同一主族元素的性质有哪些相似或不同之处。 一、碱金属元素 1.原子结构 碱金属元素包括除 H 以外的所有第 ⅠA 族元素，即锂 Li、钠 Na、钾 K、铷 Rb、铯 Cs、钫 Fr，其中钫具有放射性，不稳定，我们在研究元素的性质时一般不考虑放射性元素，因此我们只讨论前五种元素。按照“位置决定结构，结构决定性质”的思想，我们首先来看一下从上到下，随着原子序数的增加，它们的结构有哪些相同和不同之处。 我们试着做一分析：从上到下，碱金属元素的原子电子层数增加，导致原子半径增大，另一方面，核电荷数增加，对最外层电子的吸引力增加，导致半径减小，从结果来看，原子半径是增大的，说明电子层数增加的影响超过了核电荷数增加的影响。事实上，一般情况下，电子层数增加的影响都比核电荷数增加的影响大，所以同一主族从上到下原子半径一般都是逐渐增大的。 我们已经知道了碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，所以原子核对最外层电子的吸引力越来越小，看似更容易失去电子，但是我们不能忽视的是，在原子半径增大的同时，核电荷数也在增大，而这个因素会导致原子核对最外层的电子吸引力增强，现在我们有两个相反的影响因素，而且我们无法确定哪个因素占主导地位，这时候我们就要进行实验来验证。 从实验结果可以看出，从上到下，碱金属元素的单质与水的反应越来越剧烈，说明单质的还原性越来越强，即单质的失电子能力越来越强，因此它们的原子失电子能力也是越来越强的，即从锂到铯更容易失去电子，所以原子半径增大的影响超过了原子核电荷数增加的影响。一般而言，金属元素倾向于失电子，因此我们把元素的原子失电子的能力叫做金属性，金属性越强，原子失电子的能力也就越强，现在我们就可以说，对于碱金属元素而言，从上到下金属性逐渐增强。 2.物理性质 此外，碱金属还具有金属的通性，即延展性、导电性、导热性好，如 Na-K 合金常用作核反应堆的导热剂。 题型演练 1．（2022秋·高一课时练习）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 2．（2022秋·高一课时练习）某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下： 实验Ⅰ 实验Ⅱ 操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液 现象 ①火焰呈黄色②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成 下列说法不正确的是 A．生成的黑色固体中含有C B．白色固体是Na2O C．实验说明CO2具有氧化性 D．金属Na着火不能用CO2灭火 3．（2021·高一课时练习）下列“类比”合理的是 A．Ca(OH)2与少量CO2反应生成CaCO3，则Ca(OH)2与少量SO2反应生成CaSO3 B．Na与O2在加热条件下反应生成Na2O2，则Li与O2在加热条件下反应生成Li2O2 C．Cl2和H2O反应生成HCl和HClO，则F2和H2O反应生成HF和HFO D．Fe与S在加热条件下生成FeS，则Cu与S在加热条件下生成CuS 4．（2021·高一课时练习）下列关于碱金属元素的说法中，正确的是 A．IA族元素都是碱金属元素 B．在常温下Cs与水反应会发生爆炸 C．金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性 D．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来 5．（2022·高一课时练习）下列有关碱金属元素的性质判断正确的是 A．Rb与H2O反应最剧烈 B．K比Na活泼，故K可以从NaCl溶液中置换出Na C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性 D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强 6．（2022·高一课时练习）据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是 A．铷的原子序数为37 B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈 C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应 D．铷的氢氧化物是弱碱 7．（2021春·高一课时练习）下列关于碱金属元素的叙述中正确的是 A．原子的最外层电子数都是1，次外层电子数都是8 B．单质的化学性质活泼，易失电子发生氧化反应 C．除锂外均以化合态存在于自然界中 D．