4.1.2 原子结构与元素的性质 讲义 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.1.2 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 都为8(氦为2) 不易得失 金属元素 一般 4 易 非金属元素 一般 4 易 由上表可知，原子结构决定元素的 。 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 原子结构示意图 原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 递变性 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 相同点 最外层均有 个电子，均易 电子，有较强 性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性 2.实验探究——碱金属化学性质的比较 问题和预测 结合锂、钠、钾的原子特点和钠的化学性质，预测锂和钾可以与O2、H2O反应。 实验和观察 (1)钠、钾与氧气的反应 实验现象 在空气中燃烧，钠产生 火焰，钾产生 火焰，钾燃烧更剧烈 化学方程式 2Na＋O2 K＋O2多种氧化物(产物中金属均为＋1价) 实验结论 钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更 ，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈。4Li＋O22Li2O (2)钠、钾与水的反应 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 ，发出 ，反应后的溶液呈 色； 不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧 化学方程式 2Na＋2H2O=== 2K＋2H2O=== 实验结论 金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈 结论 (1)碱金属元素化学性质的相似性：碱金属元素的原子最外层都有 个电子，且易 ，可与氧气、水等物质反应，产物均为 价。 (2)碱金属元素化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子失去最外层电子的能力逐渐 ，元素的金属性逐渐增强。 3．碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性 【例1】下列说法不正确的是(　　) A.碱金属元素在自然界中以化合态形式存在 B.金属铷投入水中会发生爆炸式反应，生成氢氧化物和氢气 C.碱金属与氧气反应，生成物都不随反应条件或反应物的用量变化而变化 D.金属铯的密度大于钠，而钠的熔点高于铯 【例2】已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题： (1)铷位于第________周期，其原子半径比钠元素的原子半径__________(填“大”或“小”)。 (2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：_______________________________。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为______________________，铷与水反应比钠与水反应____________________(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后在水________________(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度______(填“大”或“小”)。 (3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：______________________________________________________________________________。 三、卤族元素 1．卤素单质的物理性质 卤素单质 颜色(常态) 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1 Cl2 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐