4.1.3碱金属元素 卤族元素 课件 -2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第一节 原子结构与元素周期表 第四章 物质结构 元素周期律 第三课时 碱金属元素、卤族元素 1、知道碱金属元素的结构和特点。 2、能说出碱金属元素性质的递变规律。 3、能用原子结构理论初步加以解释;培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 学习目标 元素 稀有气体元素 金属 元素 一般最外层电子数<4 非金属元素 最外层电子数=8(He=2) 一般最外层电子数>4 易失电子 不易得失 易得电子 化学性质活泼 化学性质稳定 化学性质活泼 结论：最外层电子数决定元素的化学性质 金属性 非金属性 元素化学性质与原子最外层电子数的关系 以碱金属元素为例研究同主族金属元素的结构和性质的规律 化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。 放射性元素 一、碱金属元素： 1、碱金属元素的原子结构 完成课本P99页思考与讨论，分析结构特点 族 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） 碱金属元素 锂 0.152 钠 0.186 钾 0.227 铷 0.248 铯 0.265 Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 相似点：碱金属元素原子结构的最外层电子数相同， 都为1个。 递变性：从Li到Cs：①核电荷数依次增加②电子层数依次增加③原子半径依次增大 化学性质相似 结构特点 课本P100 问题和预测 请你回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质? 结合锂、钠、钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质? “位置—结构—性质”模型 同主族元素 原子 结构 周期表 位置 最外层电子数 核电荷数 电子层数 原子半径 原子得失电子能力 元素性质 单质性质 离子性质 化合物性质 方法导引 预测 课本P102 元素 性质 决定 反应 决定 推导 推导 反应 元素符号 原子结构示意图 原子半径/nm Li 0.152 Na 0.186 K 0.227 Rb 0.248 Cs 0.265 碱金属元素原子 最外层只有一个电子 原子结构的相似性 元素性质的相似性 决定 在化合物中化合价+1 易失电子，表现金属性（还原性） 随核电荷数增加 电子层数逐渐增大 原子结构的递变性 元素性质的递变性 决定 原子半径逐渐增大 金属性（还原性）逐渐增强 原子失电子能力 逐渐增强 IA 课本P100 问题和预测 与氧气反应、与水反应 请你回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质? 结合锂、钠、钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质? 最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有强还原性，都以化合态存在。 元素均具有较强的金属性，单质均体现较强的还原性； 锂、钾与氧气、水应该都能发生反应 任务二：碱金属化学性质的比较 现象：钾在空气中燃烧，产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)，钾比钠燃烧更剧烈。 课本P100 钠 钾 与氧气反应 与水反应 剧烈燃烧，产生黄色 火焰，生成淡黄色固体 剧烈燃烧(比钠剧烈)，产生 紫色火焰，生成黄色固体 浮、熔、游、响、红 熔成小球，浮在水面上，四处游动，有轻微的爆鸣声，溶液变红（比钠和水反应剧烈） 结论：K的金属性比Na强 Cs与氧气、水的反应 由此，你能推断出碱金属的化学性质的相似性和递变规律吗？ 由锂到铯，原子电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，金属性（还原性）逐渐增强。 碱金属单质的相似性 都容易失去1个电子，都表现出还原性，都能与氧气、水反应 碱金属单质的递变性： 与O2、H2O的反应的反应越来越剧烈，由锂到铯，还原性逐渐增强。 ①都能与O2反应： ②都能与水反应： 2Li + 2H2O ＝ 2LiOH + H2↑ 2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑ 通式：2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑ 生成物中化合价为+1价 （1）碱金属元素的化学性质 4Li + O2 2Li2O 2Na + O2 Na2O2 K + O2 ==== KO2 （超氧化钾） 金属性增强 金属性强弱的比较方法： ⒈元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度。 ⒉元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。 ⒊单质的还原性强弱。 ⒋金属阳离子的氧化性强弱判断。 LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 从Li到Cs与水反应原来越剧烈 元素的金属性： 元素气态原子在反应中失去电子的性质 Li Rb Na 3、碱金属单质的物理性质 它们都比较柔软，有延展性；密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应。 相似性： 碱金属单质 颜色和状态 密度 (g.cm3) 熔点 (℃) 沸点(℃) Li 银白色，柔软 0.534 180.5 1347 Na 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9 K 银白色，柔软 0.86 63.65 774 Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688 Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 表4-2 碱金属单质的主要物理性质 反常 沸点降低 熔点降低 密度增大 递变性： Li→Cs，单质熔点和沸点逐渐降低；密度逐渐增大(ρK<ρNa ) 注意：锂是最轻的金属，保存在石蜡里；其他保存在煤油中。 锂电池是一种高能电池。 锂有机化学中重要的催化剂。 锂制造氢弹不可缺少的材料。 锂是优质的高能燃料（已经 用于宇宙飞船、人造卫星和 超声速飞机）。 铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。 钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。 4、碱金属元素的用途： 液态钠可作为核反应堆的传热介质。 （1）碱金属元素单质性质的相似性 物理性质：硬度、密度小，熔点、沸点低，导电导热性，延展性 化学性质：最外层都为1，易失电子(均为+1价），表现出金属性(还原性) 与O2反应： R+O2 = △ RxOy 与Cl2反应： 2R+Cl2 = △ 2RCl 与H2O反应： 2R+2H2O=2ROH+H2↑ 主要掌握 Li、Na、K 小结：碱金属元素的性质 （2）碱金属元素性质的递变性 2.卤族元素 卤族元素元素单质 Cl2 Br2 任务一：认识卤素单质的物理性质 有刺激性气味，有毒 相似性: 递变性: F2 Cl2 卤素单质 颜色（常态） 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 淡黄绿色（气体） 1.69 g/L（15℃） −219.6 −188.1 Cl2 黄绿色（气体） 3.124 g/L（0℃） −101 −34.6 Br2 深红棕色（液体） 3.119 g/cm3（20℃） −7.2 58.78 I2 紫黑色（固体） 4.93 g/cm3 113.5 184.4 Br2 I2 单质颜色逐渐 ，密度逐渐 ；熔点和沸点逐渐 升高 升高 易溶于乙醇、苯、CCl4等有机溶剂，在水中溶解度小 溴是常温常压下唯一的液态非金属单质 碘易升华，遇淀粉溶液变蓝色 活动1：观察下表，分析卤素单质物理性质的递变性与相似性？ 加深 卤族元素 化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。 卤族元素的位置 放射性元素 F Cl Br I 根据卤素原子在周期表的位置结合原子结构，推测氟、氯、溴碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？ 任务二：认识卤素原子结构 卤族元素原子最外层 有7个电子 原子结构的相似性 元素性质的相似性 决定 在化合物中常见化合价-1 易得电子，表现非金属性（氧化性） 卤族元素原子 电子层数逐渐增大 原子结构的递变性 决定 原子半径逐渐增大 非金属性（氧化性）逐渐减弱 原子得电子能力逐渐减弱 卤族元素性质的理论分析 元素性质的递变性 VIIA 卤素 条件及现象 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 高温 500℃ H2+Br2=2HBr HBr较不稳定 I2 高温、持续加热缓慢进行 H2+I2 ⇌ 2HI HI很不稳定 ① 与氢气反应的难易程度： ； ② 生成氢化物的稳定性： ； ③ 卤素非金属性的强弱： ； 由易到难 由强到弱 由强到弱 1. 反应条件越来越苛刻 2. 剧烈程度递减 3. 产物稳定性变差 任务三：认识卤素单质的化学性质 活动2：观察卤素单质与H2反应的条件、现象，总结出其递变性。 实验探究：比较探究氯气、溴单质、碘单质氧化性 课本P104 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_______ 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_______ 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈_______ 橙红色 KBr溶液+氯水 2KBr+Cl2= 2KCl +Br2 2I- + Cl2 = 2Cl- + I2 2Br-+Cl2= 2Cl- +Br2 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 Br2 + 2KI = 2KBr + I2 Br2 + 2I- = 2Br- + I2 紫红色 紫红色 无色溶液 棕黄色 无色溶液 棕黄色 KI溶液+氯水 KI溶液+溴水 无色溶液变成橙色 氧化性： Cl2>Br2>I2 还原性： Cl-<Br -<I- 单质的氧化性逐渐减弱、阴离子的还原性逐渐增强。元素的非金属性逐渐减弱 非金属性：元素原子得到电子的性质 HF>HCl>HBr>HI HClO4>HBrO4>HIO4 Cl— < Br— < I— 1、 与氢气化合的难易程度 2、气态氢化物的稳定性 3、最高价氧化物的水化物----最高价含氧酸的酸性强弱 4、非金属单质间的置换（以强制弱） 5、非金属阴离子的还原性 归纳总结 （1）卤族元素单质化学性质的相似性 单质X2 与H2反应： X2+H2 = 2HX(条件从常温到加热) 与H2O反应： X2+H2O = HX+HXO（F除外） 与NaOH反应： X2+2NaOH = NaX+NaXO+H2O 最外层都为7，易得电子，表现出非金属性(氧化性) （F除外） 小结：卤族元素的性质 2H2O + 2F2 = 4HF + O2 (2)卤族元素原子结构和性质的递变性 3.下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是 A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱 C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深 课本P100 5.下表显示了元素周期表中短周期的一部分，①~⑥代表6种短周期元素， 已知③与氢元素能组成生活中最常见的化合物X。请填写下列空白。 (1)与⑤同族的下一周期元素的原子结构示意图为 (2)④的单质与X反应的离子方程式为 (3)⑥的单质与X反应的化学方程式为 (4)①、②、③分别与氢元素组成含10个电子的分子的化学式分别为 课本P100 Lavf58.12.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf57.83.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $$