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

第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与元素周期表 课时3 碱金属元素 课堂导入 为什么能从锂电池联想到开发钠电池？ 元素化学性质相似 元素化学性质与原子结构有什么关系呢？ 一、元素性质与最外层电子数 思考：结合所学知识，试想哪些易得电子，哪些易失电子？ 最外层电子少于4个 易失去电子 具有金属性 最外层电子多于4个 易得到电子 具有非金属性 不易得失电子 最外层电子数决定元素化学性质 元素的性质主要决定于原子的电子层结构，尤其是原子的最外层电子数 失e-的能力 元素的金属性 单质的还原性 得e-的能力 元素的非金属性 单质的氧化性 元素的性质 单质的性质 一、元素性质与最外层电子 金属性：金属元素的原子失电子能力。 非金属性：非金属元素的原子得电子能力。 碱金属元素 碱金属元素是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。 ⅠA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 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 核电荷数逐渐增多 二、碱金属元素的原子结构 相似性 递变性 碱金属元素从上到下，电子层数逐渐增多，最外层电子数相同。 三、碱金属单质的化学性质 （1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？ （2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。 与水反应： 2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 与氧气反应： 4Na + O2 == 2Na2O 2Na+O2 == Na2O2 △ 强还原性 强金属性 锂、钾与氧气、水应该都能发生反应 易失电子 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 三、碱金属单质的化学性质 1、钾与氧气反应 取一小块钾去掉表面的煤油，用小刀切去表面的氧化层，放到坩埚里或石棉网上用酒精灯加热观察现象； 三、碱金属单质的化学性质 1、钾与氧气反应 钠 钾 化学性质 在空气中燃烧 反应方程式 2Na+O2 === Na2O2 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 K+O2 === KO2 (超氧化钾) 2K+O2 === K2O2 (过氧化钾) 4K+O2 === 2K2O (白色) 实验结论：金属的活泼性：K___Na ＞ 三、碱金属单质的化学性质 2、钾与水反应 在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。 三、碱金属单质的化学性质 2、钾与水反应 浮、熔、游、响、红 浮、熔、游、响、红 (有轻微爆炸) 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 与水反应剧烈程度：K___Na；金属的活泼性：K___Na ＞ ＞ 四、碱金属的化学性质的相似性和递变性 比较钾与钠化学性质的相似性和递变性 相似性 都从 0价 转化为 +1价 都能与水反应生成碱和氢气 都能与氧气剧烈反应 递变性 钾与水反应比钠与水反应更剧烈 钾燃烧的产物比钠的复杂 最外层均为1个电子，易失电子， 形成稳定结构 多一个电子层，半径更大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，更易失电子 与O2反应 Li2O Na2O、Na2O2 K2O、K2O2、KO2 更复杂 更更复杂 反应更剧烈 、产物更复杂 与H2O反应 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 略微缓慢 剧烈 更剧烈、轻微爆炸 遇水即燃、爆炸 遇水即燃、 剧烈爆炸 反应更剧烈 、产物碱更强 四、碱金属的化学性质的相似性和递变性 单质的还原性依次增强 13 五、碱金属结构和性质上的相似性和递变性 结构 性质 最外层电子数=1 元素：金属性 单质：还原性 相似性 递变性 电子层数增多 原子半径增大 失电子能力增强 易失e- 元素：金属性增强 单质：还原性增强 碱金属非常活泼，在自然界中都以化合态存在 最外层电子数相同化学性质相似，易失去电子，表现出强还原性，化合物中显+1价。核电荷数和电子层数增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减小，失去最外层电子的能力增强，金属性和还原性增强。 五、碱金属结构和性质上的相似性和递变性 （1）碱金属元素的化学性质相似 碱金属元素的原子最外层电子数相同，都是1个电子，化学性质相似，都能与氧气等非金属单质以及水反应。 （2）碱金属元素的化学性质具有递变性 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，原子失去最外层电子的能力逐渐增强。即从锂到铯，金属性逐渐增强。 六、元素金属性强弱的判断依据 思考：有什么方法可以证明金属性逐级增强？ 金属性逐渐增强 金属性强弱判断依据： K与水反应比Na与水反应更容易 金属性：K>Na 碱性：KOH>NaOH 金属性：K>Na ②最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱 最高价氧化物对应水化物的碱性越强 金属性越强 ① 单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度 金属单质与水反应越容易 金属性越强 金属性的强弱可以通过与O2、水反应的剧烈程度判断。有没有其他方法去判断金属性强弱的方法呢？ 七、碱金属单质的物理性质 锂是最轻的金属，保存在石蜡里，Na、K保存在煤油中 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 反常 沸点降低 熔点降低 密度增大 保存在 石蜡油中 相似性 除铯外，都呈银白色，都较柔软 密度、熔点都较小 递变性 密度：从上到下，逐渐增大（K特殊） 熔沸点：从上到下，逐渐降低 八、碱金属元素的用途 锂电池，钠电池 密度小，比能量大 钠钾合金呈液态，做原子反应堆的导热剂 熔点低，导热性好 高压钠灯 24Na用作医疗诊断 黄光射程远，透雾力强 同位素有放射性 光电管 铷铯主要用于制备光电管、真空管 1、下列有关碱金属元素的性质判断正确的是(　　) A、Li 与 H2O 反应最剧烈 B、碱金属元素的阳离子没有还原性，所以有强氧化性 C、Rb 比 Na 活泼，故 Rb 可以从 NaCl 溶液中置换出 Na 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 D 随堂检测 2．据报道，德国科学家实现了 铷 (Rb) 原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是( ) A、铷的原子序数为37 B、铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈 C、铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应 D、铷的氢氧化物是弱碱 D 随堂检测 碱金属元素 按照锂、钠、钾、铷、铯的顺序从上到下： 核电荷数 电子层数 原子半径 原子失去电子能力 元素的金属性 逐渐增大 逐渐增加 逐渐增大 逐渐增强 逐渐增强 金 属 性 逐 渐 增 强 课堂小结 1、化学性质： 2、物理性质： （1）相似性： ①银白色（Cs略带金色光泽） ②密度较小 ③熔点较低 （2）递变性: ①密度：从Li到Cs，逐渐增大（K特殊） ②熔沸点：从Li到Cs，逐渐降低 （1）相似性： （2）递变性: 课堂小结 22 Lavf58.20.100 $$