4.1 原子结构与元素周期表 原子结构与元素的性质 碱金属和卤素 研究课 课件 2023-2024学年人教版（2019）高中化学必修第一册

原子结构与元素的性质 碱金属和卤素 日本政府宣布，2023年8月24日启动福岛核污染水排海。日本核污染水排海至少要持续30年，将会影响整个太平洋乃至全球海域。 核污染水排海—海洋的灾难 福岛核电站事故 核污染水的产生： 东京电力公司持续利用海水冷却堆芯，加之雨水、地下水流入反应堆设施，因此产生了大量核污染水。 2012年3月，东京电力公司发现核污染水中浓度超标的放射性元素有64种之多。 若要除去核污染水中的Cs和I元素（假设全部为Cs+及I−），必须先对元素的性质有充分的了解。 想了解一个陌生元素的性质，最佳工具是什么？ 研究思路 对于Cs和I，我们比较陌生，但对它们的同族元素—Na和Cl，我们进行过深入的学习。 同主族元素的性质具有相似性吗？ 碱金属元素是一类化学性质非常活泼的元素，它们的最外层电子数为1。 Li Na Cs 碱金属元素—第I A族（除H） 物理性质： 碱金属元素—第I A族（除H） 除铯略带金色光泽外，其余都是银白色 比较柔软，有延展性 密度比较小，熔点较低 导热性、导电性好 密度随核电荷数的增大而增大（K除外） 熔沸点随核电荷数的增大而降低 物理性质 相似性 递变性 碱金属元素—第I A族（除H） 碱金属元素—第I A族（除H） 碱金属元素单质的物理性质具有相似性和递变性，它们的化学性质是否也具有相似性和递变性呢？ 元素 名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构 示意图 最外层电子数 电子 层数 原子 半径(nm) 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 碱金属元素—第I A族（除H） 10 根据所学的知识： 预测碱金属单质的化学性质 如何比较碱金属单质的还原性强弱，如何通过实验证明 请分组讨论后进行汇报。 碱金属元素—第I A族（除H） 活动一 预测碱金属元素单质的化学性质 原子结构的相似性 元素性质的相似性 最外层都只有一个电子 都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼 碱金属元素—第I A族（除H） 活动一 预测碱金属元素单质的化学性质 决定 性质 实例 与非金属反应 2Na + Cl2 === 2NaCl 与酸（水）反应 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ 与盐反应 4Na + TiCl4 === 4NaCl + Ti △ 高温 还原性 碱金属单质的化学性质 Na K 通过观察我们发现：钾、钠与水反应的现象相似，金属浮于水面，迅速融化成银色小球，四处游动，反应过程中有响声，反应后滴加酚酞，溶液变红。 钾与水的反应更剧烈，说明活泼性：钾 > 钠。 活动二 碱金属元素单质的性质探究 请预测Cs与水反应的剧烈程度。 活动二 碱金属元素单质的性质探究 活动三 碱金属元素单质的性质探究 原子结构的差异性 元素性质的差异性 电子层数增多，原子半径增大 失电子能力增强 单质的还原性增强 元素的金属性增强 递变性 ⭐碱金属元素，从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，元素金属性逐渐增强。 讨论一 归纳碱金属元素化学性质的递变规律及成因 碱金属元素—第I A族（除H） 反映 原子核对最外层电子引力减弱 导 致 体 现 18 卤族元素—第VII A族 卤族元素在希腊文中有“成盐元素”的意思，它们的最外层电子数为7。 F2 Cl2 Br2 I2 19 单质 单质颜色 和状态 密度 熔点 （oC） 沸点 （oC） F2 浅黄绿 色气体 1.69 g/L （15 oC） 219.6 188.1 Cl2 黄绿色 气体 3.214 g/L （0 oC） 101 34.6 Br2 深红棕 色液体 3.119 g/mL （20 oC） 7.2 58.78 I2 紫黑色 固体 4.93 g/cm3 113.5 184.4 由浅到深 由小到大 由低到高 由低到高 卤族元素—第VII A族 20 元素 名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构 示意图 最外层 电子数 电子层数 原子半径（nm） 氟 F 9 7 2 71 氯 Cl 17 7 3 99 溴 Br 35 7 4 114 碘 I 53 7 5 133 卤族元素—第VII A族 21 根据所学的知识： 预测卤族元素单质的化学性质 如何比较卤族元素单质的氧化性强弱，如何通过实验证明 请分组讨论后进行汇报。 卤族元素—第VII A族 活动三 预测卤族元素单质的化学性质 原子结构的相似性 元素性质的相似性 最外层都含有7个电子 都容易得到一个电子形成稳定结构，单质表现出氧化性 活动三 预测卤族元素单质的化学性质 卤族元素—第VII A族 决定 性质 实