4.1.4 原子结构与元素的性质——碱金属元素-【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步优质教学课件（人教版必修第一册）

第一章 化学反应的热效应 第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构和元素周期表 第4课时 原子结构与元素性质-碱金属元素 本节重点: 碱金属元素原子结构特点与化学性质的 相似性及递变性。 主族元素化学性质与原子结构的关系 试想哪些易得电子，哪些易失电子？ 最外层电子数<4 易失去电子 金属性 最外层电子数≥4 易得到电子 非金属性 不易得失电子 原子结构决定元素的性质。 碱金属 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 今天我们就选择元素周期表中具有代表性的两个主族来讨论元素性质与原子结构的关系； 3 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 (1)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？ 最外层电子数都是1；随核电荷数的增大，电子层数逐渐增多。 碱金属元素原子结构特点 化学性质相似 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属元素原子结构特点 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属元素原子结构特点 观察分析下表中的信息，并思考和讨论下列问题。 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 2)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？ 从上到下碱金属元素原子的核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大。 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属化学性质的相似性与递变性 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属化学性质的相似性与递变性 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属化学性质的相似性与递变性 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属 与O2反应的产物 反应剧烈程度 产物复杂程度 活泼性 结论 Li Na K Rb Cs 越来越剧烈 越来越复杂 越来越活泼 常温下自发燃烧， 产物复杂 从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。金属性：元素失电子能力。 K2O、K2O2、KO2 Li2O Na2O、Na2O2 常温下自发燃烧， 产物复杂 碱金属与氧气的反应比较 总结：与氧气反应越来越剧烈，生成的氧化物越来越复杂。 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属化学性质的相似性与递变性 与 H2O 反应 2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑ 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 ↑ (较慢) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ (激烈) 2K + 2H2O = 2KOH + H2 ↑ (很激烈) LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜ RbOH ＜ CsOH 产物碱性： 从 Li 到 Cs，和 H2O 反应越来越剧烈，说明从 Li 到 Cs 越来越活泼，失电子能力增强，还原性增强，金属性增强 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 碱金属与水反应的比较 单质 与水反应的现象 反应程度 活泼性 结论 Li Na K Rb Cs 越来越剧烈 越来越活泼 从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。 剧烈（锂不熔），生成H2 更剧烈（钠熔化），生成H2 轻微的爆炸，生成H2 遇水立即燃烧，爆炸 遇水立即燃烧，爆炸 通式：2R +2H2O = 2ROH + H2↑ 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 理解元素的金属性 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 理解元素的金属性 金属性逐渐增强 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，失电子能力逐渐增强，所以金属性逐渐增强。 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 最外层电子数都是1 容易失去1个电子 与O2、水反应形成+1价化合物 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 原子失电子的能力逐渐增强 与O2、水等反应更快更剧烈 元素的金属性逐渐增强　 性质 结构 相似性 递变性 决定 决定 决定 碱金属化学性质的相似性与递变性 主题1: 碱金属原子结构与元素性质 【例1】下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( ) ① 金属性最强的是锂 ② 形成的离子中，氧化性最强的是锂离子 ③ 在自然界中均以化合态形式存在 ④ Na在空气中久置后，成分为Na2CO3 ⑤ 均可与水反应，产物均为MOH和H2 ⑥ 它们在氧气中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式 ⑦ 粒子半径：Rb+>K+>Na+，Cs>Cs+ A. ①②③④⑤ B. ③④⑤⑥⑦ C. ①②④⑥⑦ D. ②③④⑤⑦ D 【例2】判断正误 (1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大(　　) (2)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物(　　) (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)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na(　　) (6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在(　　) × × √ × × × 【例3】以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是（ ） ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们的密度依次增大 ④其单质的还原性依次增强 ⑤它们对应离子的氧化性依次增强 ⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强 ⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强 A.①⑤⑦ B.②⑥ C.②③⑤ D.②③④ C 碱金属的物理性质 Li Rb Na 主题2: 碱金属物理性质与用途 碱金属的物理性质 碱金属 颜色 状态 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色 柔软 0.534 180.5 1347 钠 0.97 97.81 882.9 钾 0.86 63.65 774 铷 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4 相似性 碱金属单质都有银白色的金属光泽（但铯略带金色光泽）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸点较低，导电、导热性良好。液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。 主题2: 碱金属物理性质与用途 碱金属的物理性质 碱金属 颜色 状态 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色 柔软 0.534 180.5 1347 钠 0.97 97.81 882.9 钾 0.86 63.65 774 铷 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4 反常 熔沸点降低 密度增大 递变性 随着核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低，密度逐渐增大，（但ρK＜ρNa），且Li、Na、K的密度＜1，Rb、Cs的密度＞1。 注意：锂是最轻的金属，保存在石蜡里；其他保存在煤油中。 主题2: 碱金属物理性质与用途 碱金属的用途 锂电池是一种高能电池。 锂是有机化学中重要的催化剂。 锂是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）。 钠钾合金可作为核反应堆的传热介质。 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。 主题2: 碱金属物理性质与用途 “位—构—性”的关系 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 金属性逐渐增强 Li Na K RbCs 同主族最外层电子数相同 课堂总结 课堂检测 1.如图表示第ⅠA族金属(又称为碱金属)的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质不符合图示关系的是（ ） A.金属性 B.与水反应的剧烈程度 C.阳离子的氧化性 D.原子半径 C 2.同主族元素性质类似，下列关于碱金属元素的说法中正确的是(　　) A．从上到下，原子半径和单质的熔、沸点逐渐减小 B．Cs的活动性强于K，则Cs可从K的盐溶液中置换出K C．Li、Na、K均可保存在煤油中 D．Li＋、Na＋、K＋、Rb＋、Cs＋的离子半径逐渐增大，氧化性逐渐减弱 课堂检测 D 3. 已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题： (1)铷位于第____周期，其原子半径比钠元素的原子半径____(填大或小)。 五 大 (2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：______________________。 铷单质易与水反应，反应的离子方程式为_______________________________， 铷与水反应比钠与水反应______(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后沉在水_____(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度_____(填“大”或“小”)。 2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑ 剧烈 底 大 (3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：______________________________。 2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2 课堂检测 2Rb＋Cl2 == 2RbCl Δ 课堂检测 4.据报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： （1）铯的原子核外共有___个电子层，最外层电子数为____，铯的原子序数为____。 （2）铯单质与水剧烈反应，放出____色气体，同时使紫色石蕊溶液显____色，原因是___________________________(写出化学方程式)。 （3）预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_____(填“弱”或“强”)。 6 1 55 无 蓝 2Cs＋2H2O＝2CsOH＋H2↑ 强 Thank you for watching Lavf58.12.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $