4.1.3 原子结构与元素的性质 -【巅峰讲义】2023-2024学年高一化学同步精品讲义+随堂检测（人教版2019必修第一册）

第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构 元素周期表 4.1.3 原子结构与元素的性质 1.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。 2.能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养。 一、元素化学性质与原子最外层电子数的关系 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 都为8(氦为2) 不易得失 稳定 金属元素 一般少于4 易失去 不稳定 非金属元素 多于4 易得到 不稳定 原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 二、碱金属元素 1．碱金属元素的原子结构 元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 核电荷数 3 11 19 37 55 原子结构 示意图 原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 相同点 最外层均有1个电子，均有较强还原性 递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大 2.碱金属单质的化学性质 (1)钠、钾与氧气反应 ①实验现象：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。 ②反应的化学方程式： 2Na＋O2Na2O2、K＋O2KO2。 ③实验结论：金属的活泼性：K＞Na。 (2)钠、钾与水反应 ①实验现象： 相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色。 不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。 ②化学方程式： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。 ③实验结论： 与水反应剧烈程度：K＞Na；金属的活泼性：K＞Na。 3．碱金属单质性质 (1)物理性质 碱金属单质 颜色和状态 密度／g·cm－3 熔点／℃ 沸点／℃ 锂（Li） 银白色、柔软 0.534 180.5 1347 钠（Na） 银白色、柔软 0.97 97.81 882.9 钾（K） 银白色、柔软 0.86 63.65 774 铷（Rb） 银白色、柔软 1.532 38.89 688 铯（Cs） 略带金属光泽、柔软 1.879 28.40 678.4 a．相似性：除铯外，其余都呈银白色；都比较柔软；有延展性；导电性和导热性也都很好；碱金属的密度都比较小，熔点也都比较低。 b．递变性：随着核电荷数的递增，碱金属单质的密度依次增大（钾除外）；熔沸点逐渐降低。 (2)化学性质 ①相似性(用R表示碱金属元素) ②递变性 具体表现如下(按从Li→Cs的顺序) a．与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。 b．与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 c．最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。即碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。 【归纳总结】 （1）碱金属元素原子结构的特点： ①相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子， ②不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。 （2）碱金属元素性质的相似性和递变性 ①相似性：由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子，所以都容易失去最外层电子，都表现出很强的金属性，化合价都是+1价。 ②递变性：随着核电荷数的递增，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吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。 【温馨提示】 a．钠、钾在实验室中都保存在煤油中，所以取用剩余的金属块可放回原试剂瓶中，并且使用前要用滤纸把表面煤油吸干。 b．对钠、钾的用量要控制；特别是钾的用量以绿豆粒大小为宜。否则容易发生爆炸危险。 c．对碱金属与水反应后的溶液，可用酚酞试液检验生成的碱。 【即学即练】 1．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是(　　) ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH　②单质熔点最高的是铯　③它们都是热和电的良导体　④它们的密度依次增大，且都比水轻　⑤它们的还原性依次增强　⑥它们对应阳离子的氧化性依次增强 A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤ 2．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 ⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增