4.1.3 原子结构与元素的性质 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第一节 原子结构与元素周期表 4.1.3 原子结构与元素的性质 第四章 物质结构 元素周期律 1 1.下列结构示意图表示的原子中： A. B. C. D. (1)易变为阳离子的是_____(填字母，下同)。 (2)易变为阴离子的是____。 (3)易与氯气化合组成XY2型化合物的是____。 CD A D 2.已知某元素的原子结构示意图如图所示： (1)该元素在周期表中的位置：______________。 (2)预测该元素的单质在化学反应中容易________电子，常表现为____价。 第五周期ⅦA族 得到1个 －1 返回 复习 根据所学原子结构的知识，填写下表 元素种类 最外层电子数（填< 或 >） 容易得到还是失去 具有的性质 金属元素 4个 非金属元素 4个 > < 容易得到 容易失去 非金属性 金属性 结构决定性质 温故求新 元素的性质与原子结构之间的关系？ 以ⅠA （碱金属元素） ⅦA（卤族元素） 为例 一、碱金属元素 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 +3 2 1 +11 2 8 1 +19 2 8 8 1 +37 2 8 18 8 1 +55 2 8 18 18 8 1 Na K Rb Li Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 【完成课本P93思考与讨论】 1. 碱金属元素从上到下原子的核电荷数依次增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大。 2. 最外层电子数都是1，易失去电子而具有较强的金属性（还原性），其单质与钠类似，能与水、氧气反应。 问题一：在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？ 问题二：观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？ ①钠、钾与氧气反应 黄色 紫色 > 2Na+O2 Na2O2　 1、回忆钠的化学性质，预测钾的化学性质 7 反应 钠与水的反应 钾与水的反应 操作 现象 相同点:金属　　 在水面上;金属　　成闪亮的小球;小球　 　 发出　 　　　　;反应后的溶液滴入酚酞后呈　　色  不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧 ②钠、钾与水反应 浮 熔 不停游动 嘶嘶的响声 红　 8 (续表) 反应 钠与水的反应 钾与水的反应 反应 钠与水的反应 钾与水的反应 化学方程式         结论 　与水反应剧烈程度:K　　　　Na  　金属的活泼性:K　　　　Na  2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2K+2H2O=2KOH+H2↑ > > 9 锂 Li 钠 Na 钾 K 铷 Rb 铯 Cs Na+H2O Li+H2O K+H2O Rb+H2O Cs+H2O 10 相似性 与O2反应 反应不如钠剧烈，生成Li2O 点燃剧烈燃烧，生成Na2O2 燃烧更加剧烈生成比过氧化物复杂的氧化物 遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物 遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物 Li Na K Rb Cs 与H2O反应 剧烈，生成H2 更剧烈，生成H2 轻微的爆炸，生成H2 遇水立即燃烧，爆炸 结论 金 属 性 逐 渐 增 强 遇水立即燃烧，爆炸 递变性 宏观描述 产物碱性： LiOH ＜ NaOH ＜ KOH ＜ RbOH ＜ CsOH 碱金属的原子结构与化学性质的递变关系: 从Li到Cs,随核电荷数的增加,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　　　　,元素金属性逐渐　　　　。  增多 增大　 减弱　 增强 元素金属性比较： ①元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强。 ②元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强。 金属性强弱的判断 碱金属单质 颜色和状态 密度 g·㎝-3 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 2、碱金属的物理性质 相 似 点 递变性 颜色 硬度 密度 熔沸点 导电导热性 密度变化 熔沸点变化 Li Na K Rb Cs 均为银白色（Cs略带金色） 柔软 较小 较低 很好 逐渐增大（K特殊） 单质的熔沸点逐渐降低 碱金属在物理性质上的相似性和规律性 宏观描述 应用 决定 （1）锂电池是一种高能电池； 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）；有机化学中重要的催化剂。 （4）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。 （3）钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。 用途： （2）液态钠钾合金可作为核反应堆的传热介质。 1.卤族元素的原子结构及其特点 卤族元素包括：_________________(写元素符号)。前4种元素的原子结构示意图依次是： F 、Cl 、Br 、I 原子结构特点如下： (1)相似性：最外层电子数都是___。容易得到1个电子，具有氧化性 (2)递变性：F→I，核电荷数依次_____，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。 二、卤族元素 F、Cl、Br、I、At 7 增大 增多 增大 2.卤素单质的物理性质   F2 Cl2 Br2 I2 颜色、状态 _______色气体 _____色气体 ______色液体 ____色固体 密度 逐渐_____ 熔、沸点 逐渐_____ 溶解性 在水中溶解度小(F2与H2O反应)，在有机溶剂中溶解度大 淡黄绿 黄绿 深红棕 紫黑 增大 升高 无 水 苯或汽油(上层) CCl4(下层) Cl2 黄绿色 浅黄绿色 黄绿色 Br2 深红棕色 橙黄色 橙红色 I2 紫黑色 棕黄色 紫红色 溶剂 溶质 卤素单质在水中的溶解度较小，但是易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等 3、卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气的反应 （2）根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与气反应的规律改变化。 随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难 氢化物的稳定性越来越弱 非金属性越来越弱 一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断 非金属性指的是什么？ 判断标准？ 实验操作 实验现象 离子方程式 结论   振荡静置后，溶液由无色变为_____色 2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－ 氧化性：_________   振荡静置后，溶液由无色变为___色 2I－＋Cl2=I2＋2Cl－   振荡静置后，溶液由无色变为___色 2I－＋Br2=I2＋2Br－ (2)卤素单质间的置换反应的实验探究 橙黄 紫 紫红 Cl2>Br2>I2 注意：F2不能在溶液中置换后面的卤素单质 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 氧化性：F2> Cl2> Br2>I2。 Cl2可从溴、碘的盐溶液中置换出相应的卤素单质，F2与氯、溴、碘的盐溶液可以置换出相应的卤素单质吗？ 4.卤素单质化学性质规律 (1)相似性 (2)递变性 ①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。 ②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。 ③ H2：X2+H2=2HX H2O：X2+H2O=HX+HXO（除氟） NaOH：2NaOH+X2=NaX+NaXO+H2O 单质 化合物：最高价氧化物对应水化物（除氟）为强酸 卤族元素的原子结构与化学性质的递变关系: 从F到I,随核电荷数的增加,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　　　　,元素非金属性逐渐　　　　。  增多 增大　 减弱　 减弱 元素非金属性比较： 非金属性强弱的判断 ①单质与氢气反应越容易，元素的非金属性越强 ②气态氢化物越稳定对应元素的非金属性越强 ③最高价氧化物对应的水化物的酸性越强对应元素的非金属性越强 酸性：HClO4>HBrO4>HIO4 卤族元素的递变规律 卤素单质 原子结构 化学性质 物理性质 核电荷数 电子层数 原子半径 核对最外层电子的吸引力 得电子能力 非金属性 (氧化性) 氢化物的稳定性 密度 熔沸点 F2 Cl2 Br2 I2 从上到下 增 加 增 加 增 加 减弱 减弱 增 大 升高 减弱 减弱 (3)熟记卤素的特殊性 ①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。 ②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。 ③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。 在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强。所以，金属性逐渐增强。 ⅠA Li Na K Rb Cs Ⅶ A F Cl Br I At 金属性增强 非金属性增强 在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。所以，非金属性逐渐减弱。 小结 (1)碱金属单质的密度均小于水( ) (2)碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低( ) (3)碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气( ) (4)碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物( ) (5)碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属性依次增强( ) (6)钾比钠原子半径大，钾比钠活泼，所以钾可以从氯化钠溶液中置换出钠单质( ) 判断正误·准确理解概念 × √ √ × √ × 1.下列各组比较不正确的是　(　　) A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈 B.还原性:K>Na>Li,故钾可以从NaCl溶液中置换出金属钠 C.熔、沸点:Li>Na>K D.碱性:LiOH<NaOH<KOH 2.有关碱金属的说法不正确的是（ ） A.均为第 ⅠA族元素，最外层均有1个电子 B.单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs C.碱性：LiOH <NaOH<KOH<RbOH <CsOH D.从Li到Cs，核外电子数依次增加，电子层数、原子半径依次增大 B B 课堂练习 3.下列对卤素的说法不符合递变规律的是（ ） A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱 C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强 D.卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅，密度增大 D 4.将溴水滴入碘化钾溶液中，溶液由无色变褐色；将碘水滴入硫化钠溶液中，溶液呈浑浊。由此可以得出的正确结论是（ ） A.离子的氧化性由强到弱的顺序是I->S2->Br- B.单质的氧化性由强到弱的顺序是Br2>I2>S C.离子的还原性由强到弱的顺序是Br->I->S2- D.元素的非金属性由强到弱的顺序是Br>S>I B 课堂练习 1、碱金属单质的相似性 R +Cl2 +O2 +H2O 氧化物，如Li2O、Na2O2 氯化物，如NaCl、KCl 对应的碱和氢气 2、碱金属单质的递变性 ①与O2反应：从Li→Cs,与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂。 ②与H2O反应：从从Li→Cs,与H2O反应越来越剧烈。 ③最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 重难点剖析1 碱金属化学性质的相似性和递变性 1、卤素单质的相似性 2、卤素单质的递变性 ①与H2反应：X2+H2 2HX ②与活泼金属反应：2Na+X2 2NaX ③与H2O反应：X2＋H2O=HX＋HXO、2F2＋2H2O=4HF＋O2 ④与NaOH溶液反应：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O 重难点剖析2 卤素单质化学性质的相似性和递变性 ①与H2反应的剧烈程度：F2＞Cl2＞Br2＞I2 ②氢化物的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI ③最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4 $