4.1元素周期表第三课时 课件2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 元素周期表 1 2 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 一、碱金属元素的原子的结构 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 (1) 碱金属元素原子随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。 增多 增大 2 3 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 二、碱金属元素的物理性质 元素 名称 密度 g·cm-3 熔点 ℃ 沸点 ℃ 锂 银白色 柔软 0.534 180.5 1347 钠 银白色 柔软 0.97 97.81 882.9 钾 银白色 柔软 0.86 63.65 774 铷 银白色 柔软 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽 柔软 1.879 28.40 678.4 颜色、状态 Li：最轻的金属，保存在石蜡中，Na与KCl反应高温，850℃ 3 4 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 二、碱金属元素的化学性质 从碱金属原子结构的角度解释。 (1)碱金属元素的化学性质具有相似性。 碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。 (2)碱金属元素的性质具有递变性。 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，原子失电子的能力逐渐增强。 铷铯在常温下遇空气即自燃 4 5 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 二、碱金属元素的化学性质 (1)相似性： 4Li + O2 = 2Li2O △ 2Na + O2 = Na2O2 △ 均能与O2、H2O反应,表现出金属性(还原性) 常温下：4Li + O2 = 2Li2O 常温下：4Na + O2 = 2Na2O 常温下：K2O、 K2O2 钾、铷、铯与氧气反应生成的产物更为复杂 铷铯在常温下遇空气即自燃 5 6 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 二、碱金属元素的化学性质 (1)相似性： 均能与O2、H2O反应,表现出金属性(还原性) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑ 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O = 2KOH + H2↑ 2Rb + 2H2O = 2RbOH + H2↑ 2Cs + 2H2O = 2CsOH + H2↑ 通式：2M+ 2H2O = 2MOH + H2↑ 钾与水反应的实验现象，锂钠钾如何保存，煤油密度0.8g/mL,石蜡的密度0.9g，氢氧化物的碱性 6 7 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 二、碱金属元素的化学性质 (2)递变性： 与氧气、与水反应的剧烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反应的剧烈程度逐渐增大,产物更复杂。金属性增强。 7 8 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 【归纳总结】 碱金属性质的相似性和递变性 (1)相似性 易失电子，强还原性，强金属性 8 9 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 【归纳总结】 碱金属性质的相似性和递变性 (2)递变性 ①与氧气反应 从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。 ②与H2O(或酸)的反应 从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。 9 10 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 碱金属的特性： 1、锂的特性：密度最小的金属 （1）Li与氧气作用只生成Li2O （2）Li可以与氮气直接化合生成Li3N(和锂同族的其它碱金属单质无此性质) （3）LiOH为中强碱，溶解度小，加热易分解 （4）锂的氟化物、碳酸盐、磷酸盐难溶于水 （5）碳酸锂受热易分解 2、钾：钾的密度比钠小 3、铯：铯是金属性最强的金属；Cs是熔点第二低的金属单质；CsOH是碱性最强的碱。 与镁的相似性 10 11 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 元素的金属性的判断依据 元素 金属性 元素单质与水/酸反应的难易（易～强） 元素最高价氧化物的水化物（氢氧化物）的碱性强弱 （强～强） 与镁的相似性 11 12 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS (1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大(　　) (2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型(　　) (3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈(　　) (4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中(　　) (5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠(　　) (6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在(　　) × × √ × × × 12 13 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 2.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是 A.K与H2O反应最剧烈 B.Rb比Na活泼，故Rb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 √ 13 14 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.下列事实不能用于判断金属性强弱的是 A.金属单质间发生的置换反应 B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少 C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 D.金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度 √ 14 15 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 1.卤素单质的物理性质 卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(0℃) －219.6 －188.1 Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐_____，熔、沸点逐渐_____，密度逐渐_____。 加深 升高 增大 15 16 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 水 汽油（苯） 四氯化碳 溴 碘 橙黄色或橙色 橙色至橙红色 棕黄色 紫红色 紫红色 溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀至浓）的颜色变化 橙色至橙红色 烧杯残留的碘可用酒精清洗，碘蒸汽紫色，与淀粉特殊颜色水中溶解度不大 16 17 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图         原子半径/nm 0.071 0.099 1.14 1.33 2.卤族元素的原子结构 卤族元素原子随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。 增多 增大 18 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 名称 反应条件 方程式 氢化物稳定性 F2 冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定 Cl2 光照或点燃 H2+Cl2 === 2HCl HCl稳定 Br2 加热至一定温度 H2+Br2====2HBr HBr较不稳定 I2 持续加热 H2+I2 2HI HI很不稳定 缓慢进行 (1)卤素单质与H2的反应 Pt,350℃ 光照 或点燃 19 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与H2的反应 F2 Cl2 Br2 I2 反应条件： 剧烈程度： 生成的氢化物的稳定性： 反应通式： X2 + H2 ＝ 2HX 逐渐减弱 逐渐减弱 越来越苛刻 20 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 ①液体静置分层，上层为无色，下层为橙红色 ②液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色 结论：Cl2→I2氧化性逐渐_____，相应卤素离子还原性逐渐_____。 Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 2KI＋Br2===2KBr＋I2 2KI＋Cl2===2KCl＋I2 增强 (2)卤素单质间的置换反应 ③液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色 减弱 21 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 Br2＋ H2O HBr＋HBrO 2F2＋2H2O=4HF＋O2 （特例） Cl2 ＋H2OHCl＋HClO 通式：X2 ＋ H2O HX＋HXO（X:Cl、Br、I） I2 ＋H2O HI＋HIO 反应越来越难以发生 (3)卤素单质与H2O的反应 思考：卤素互化物IBr、ICl与水反应的化学方程式 22 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 反应越来越难以发生 (4)卤素单质与NaOH的反应 Cl2 ＋ 2NaOH =====NaCl＋NaClO ＋H2O Br2 ＋ 2NaOH =====NaBr＋NaBrO ＋H2O 3I2 ＋ 6NaOH =====5NaI＋NaIO3 ＋3H2O 23 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 (5)卤素最高价氧化物的水化物的酸性 HClO4＞HBrO4＞HIO4 (F无正价) (6)卤化银 ①溶解度逐渐减小 AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI，其中AgF为易溶于水的物质 ②颜色逐渐加深：AgF是白色固体，AgCl是白色固体，在溶液中是白色沉淀；AgBr是淡黄色固体，在溶液中是淡黄色沉淀；AgI是黄色固体，在溶液中是黄色沉淀。 ③除AgF外，均有感光性，即见光分解，且稳定性逐渐减弱。 稳定性：AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI 24 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.卤素单质的化学性质 (7)卤化氢 ①物理性质：均为无色有刺激性气味的气体，均极易溶于水（通常状况下，一体积水可溶解500体积HCl），在空气中都易形成酸雾 ②稳定性 ③晶体熔沸点 ④水溶液酸性 ⑤氢化物的还原性 HF＞HCl＞HBr＞HI HCl＜HBr＜HI＜HF HF＜HCl＜HBr＜HI HF＜HCl＜HBr＜HI HF沸点19.54℃，常温常压下均为气态 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性 (1)卤族元素原子结构和性质的相似性： ①最外层均有7个电子； ②最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价； ③气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)； ④最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 结构及性质 规律 原子半径 单质的氧化性 阴离子的还原性 与H2化合的难易程度 氢化物的稳定性 最高价氧化物对应水化物的酸性 递变性 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 递变性 元素符号 原子结构 物理性质 化学性质 单质 颜色 单质密度 单质 熔沸点 水中 溶解度 与水反应 与氢气 反应 气态 氢化物 最高价氧化物的水化物 卤化银 F 相似性：最外层均有7个电子。 递变性：原子半径逐渐增大，电子层数逐渐增多，得电子能力减弱，元素非金属性减弱 相似性：均有颜色 递变性：颜色逐渐加深 单质密度逐渐增大 相似性：熔沸点都较低 递变性：逐渐增大 相似性：在水中溶解度都很小 递变性：逐渐减小（氟气除外） 相似性：均能与水反应 递变性：与水反应程度越来越弱 相似性：均能与氢气反应 递变性：与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱 相似性：均易溶于水，熔沸点都较低 递变性：稳定性减弱、水溶液酸性增强、还原性增强 酸性逐渐减弱 递变性：颜色逐渐加深、稳定性逐渐减弱、溶解度逐渐减小 Cl Br I 28 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS R(OH)2 RSO4 RCO3 溶解性 碱性 溶解性 溶解性 Be Mg Ca Sr Ba 逐渐增大 逐渐增强 逐渐减小 逐渐减小 CaCO3能否转化为BaCO3？ 硝酸，排除碳酸根磷酸根干扰，硫酸根如何排除？ 29 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS H2R 稳定性 还原性 水溶液酸性 O S Se Te 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 硝酸，排除碳酸根磷酸根干扰，硫酸根如何排除？ 30 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 四、卤素的特性 1、Cl2、Br2、I2与水反应生成HX和HXO，而且程度都很小，但是F2能与剧烈反应，并可以生成氧气。2F2 + 2H2O === 4HF + O2↑ 2、F是最活泼的非金属元素，无正价；F2是最活泼的非金属单质；HF是最稳定的气态氢化物，有剧毒，能与SiO2反应即能够腐蚀玻璃（因此，F2、HF只能用塑料瓶或者铅制的试剂瓶盛放）。 3、氟化物中CaF2、LiF、MgF2为难溶物，其余的均为易溶于水的物质包括AgF 4、液溴易挥发，少量的液溴应该用水液封，密封存放 5、碘易升华，与淀粉反应能变蓝色(可以用来检验某些物质) 6、Fe与I2反应生成的是FeI2，而其他的卤素与Fe反应生成的均为+3价的铁 硝酸，排除碳酸根磷酸根干扰，硫酸根如何排除？ 31 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 4.卤素离子的检验 (1)氯离子：先加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则含有氯离子 (2)溴离子： ①先加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则含有溴离子 ②加入氯水和CCl4，震荡，静置，若下层液体呈橙红色，则原来含有溴离子 (3)碘离子： ①先加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若产生黄色沉淀，则含有碘离子 ②加入氯水或溴水和CCl4，震荡，静置，若下层液体呈紫红色，则原来含有碘离子 ③加入氯水或溴水后再加入淀粉，如果溶液变为蓝色，则原来含有碘离子 硝酸，排除碳酸根磷酸根干扰，硫酸根如何排除？ 32 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 元素的金属性的判断依据 元素 金属性 元素单质与水/酸反应的难易（易～强） 元素最高价氧化物的水化物（氢氧化物）的碱性强弱 （强～强） 与镁的相似性 32 33 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 元素的非金属性的判断依据 元素最高价氧化物的水化物 （含氧酸） 的酸性强弱 （强～强） 元素单质与氢气反应的难易 （易～强） 气态氢化物的稳定性 （稳定～强） 元素 非金属性 与镁的相似性 33 34 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 1.关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是 A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示 B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强 C.卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深 D.X－的还原性依次为F－<Cl－<Br－<I－，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对 分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来 √ 35 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 2.下列说法中，不符合第ⅦA族元素性质特征的是 A.从上到下元素的非金属性增强 B.易形成－1价离子 C.从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性减弱(F除外) D.从上到下氢化物的还原性依次增强 √ 36 元素周期表/ PERIODIC TABLE OF ELEMENTS 3.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是 A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈 B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的 能力最强 C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低 √ K＋O2KO2 $$