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

该高中化学课件聚焦同主族元素原子结构与性质关系，以碱金属、卤族元素为案例，系统阐述原子结构相似性与递变性对化学性质的影响。课堂导入通过“最外层电子数与得失电子能力”问题衔接第二章钠的性质，引导预测锂、钾性质，搭建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于采用问题驱动（思考与讨论）、实验探究（Na/K与水/O₂反应、卤素置换实验）及数据表格对比，落实科学思维（结构决定性质的递变推理）与科学探究与实践（实验现象分析），结合元素用途体现科学态度与责任。帮助学生构建“结构-性质-用途”认知，教师可高效开展探究式教学，提升学生学科核心素养。

人教版 必修第一册 第一节 原子结构 元素周期表 课时3 原子结构与元素性质 第 四章 物质结构 元素周期律 ①碱金属元素的原子结构及特点 ②能描述碱金属的相似性与递变性 ③金属性强弱比较 原子结构与元素性质—碱金属 1 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（即失电子的能力） 最外层电子数＞4 易得到电子 非金属性（即得电子的能力） 不易得失电子 原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 碱金属元素 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 碱金属：除H以外的IA族元素。包括锂（Li）钠(Na）钾（K）铷（Rb）铯(Cs）钫（Fr）(放射性元素，中学阶段不讨论） 化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合物存在。 碱金属元素 Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 (2) 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？ 从哪一点能推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？ (1) 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？ 核电荷数依次增加,原子半径依次增大 随着核电荷数递增，电子层数增加，但最外层电子数都是1 最外层电子数相同 【课本：99页】 碱金属原子结构特点 1 增多 增大 决定 【问题和性质预测】 (1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质?体现了什么性质？ (2)结合锂、钠和钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些相似化学性质？ 与O2、水、酸、盐溶液反应 还原性 锂、钠、钾的原子核外最外层电子数都是1个，应该表现相似的化学性质。锂、钾和钠相似，都能与O2、水、酸、盐溶液反应。 【课本：100页】 【观察并思考】Na与K分别与水、O2反应现象有何不同？ 碱金属元素 ①都能与O2反应： ②都能与水反应： 2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑ 【通式：2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑】 （1）碱金属元素的化学性质的相似性 4Li + O2 2Li2O 2Na + O2 Na2O2 都与氧气、水反应生成+1价的化合物 碱金属元素 金属 Li Na K Rb Cs 与O2反应 产物 规律 与H2O反应 剧烈程度 规律 更为复杂 Li2O 更为复杂 Na2O Na2O2 K2O、K2O2 KO2 反应越来越剧烈，产物越来越复杂 反应越来越剧烈，产物碱性越来越强 剧烈但比钠缓慢 剧烈 更剧烈伴有轻微爆炸 遇水立即燃烧，爆炸 遇水立即燃烧，爆炸 【 P101 】随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层数增加， 原子半径增大，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， 即由锂到铯，金属性(还原性）逐渐增强，单质还原性逐渐增强。 递变性 （2）碱金属元素的化学性质的递变性 LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜ RbOH ＜ CsOH 碱金属元素 金属性强弱的判断依据 ①金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度， 越容易越剧烈，金属性越强 ②金属元素的最高价氧化物对应水化物 氢氧化物的碱性强弱，碱性越强，金属性越强 ③金属阳离子的氧化性强弱判断 从Li到Cs与水反应原来越剧烈 碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH ④金属活动顺序表 ⑤置换反应（金属性强制弱） 碱金属元素 Li Na K Rb Cs Li:最轻的金属， 密度小于煤油， 应保存在石蜡中，其他的保存在煤油中 减小 减小 增大 【课本：101页】 除铯（略带金色光泽）外，其他都是银白色固体。 都比较柔软，有延展性；密度小，熔点低；有较好的导电导热性。 相似性 从Li到Cs，单质密度逐渐增大，但ρK<ρNa； 熔点和沸点逐渐降低。 递变性 【补充了解】认识碱金属的用途 1.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，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）。 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。 2．钠——高压钠灯；钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。 3．钾的化合物最大用途是做钾肥、硝酸钾还用于做火药 课堂小结 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 元素化学性质主要取决于 。 此外，还与 的关系密切。 原子的最外层电子数 原子的半径 碱金属元素原子结构既有相同点也有相异点，这决定了碱金属元素的性质既有相似性又有递变性。 相似性 递变性 除铯外都为银白色金属，质软，熔沸点低，密度小 密度依次增大，熔沸点依次降低 都易和氧气反应 核电荷数越大反应更剧烈，生成物越来越复杂 都和水反应生成碱（强碱）放出氢气 核电荷数越大反应越来越剧烈，生成的碱碱性越来越强 都表现很强的还原性、金属性，是典型的金属 随原子半径递增，还原性递增，金属性递增，活泼性增强 ①卤族元素的原子结构及特点 ②能描述卤族元素的相似性与递变性 ③非金属性强弱比较 原子结构与元素性质—卤族元素 2 卤族元素 以卤族元素为例研究同主族非金属元素的结构和性质的规律 位于元素周期表VIIA族(第17纵列)的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) Ts 都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。 卤族元素(简称卤族)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。 1.卤素单质的物理性质 升高 升高 增大 F2 Cl2 Br2 I2 颜色逐渐加深 【物理性质的相似性和递变性】 相似性：都是有色物质，熔、沸点较低 递变性：从F2到I2，单质颜色越来越 ，状态由气态变为 、 ，密度逐渐 ，熔、沸点逐渐 。 深 液态 固态 增大 升高 【课本：102页】 卤族元素 Cl2易液化 Br2是常温下唯一液态 的非金属,易挥发。液态溴加水液封，减少挥发。 I2易升华，遇淀粉变蓝，食盐中加入的是KIO3 2.卤族元素的原子结构 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 相似性 递变性 最外层电子数均为7，反应中容得到1个电子 电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大 卤族元素 决定了化学性质的相似性。 决定了化学性质的差异性。 卤族元素 F Cl Br I 结 构 相似：最外层 电子数都是7 递变：核电荷数增加， 电子层数增多， 原子半径增大。 相似性:容易得到1个电子 强氧化性 (似Cl2，与金属、H2、水、碱、卤化物反应) 递变性： 得电子能力逐渐减弱 单质氧化性逐渐减弱 与H2、水等反应越来越难 『思考与讨论』根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。 化学性质 卤族元素 3.卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气的反应 越来越难 稳定性减弱 结论: ①与氢气反应的难易程度： 逐渐变得困难 ②生成的氢化物的稳定性： 逐渐减弱 ③卤素的非金属性强弱： 逐渐减弱 稳定性：HF>HCl>HBr>HI 卤族元素 (2)卤素单质间的置换 实验 现象 化学方程式 KBr+氯水 振荡 KI+氯水 振荡 KI+溴水 振荡 溶液变为橙黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为棕黄色 2KBr + Cl2 = 2KCl +Br2 2KI + Cl2 = 2KCl +I2 2KI + Br2 = 2KBr +I2 2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2 2I－＋Cl2 = 2Cl－＋I2 2I－＋Br2 = 2Br－＋I2 课本P104【实验4-1】 2Br－＋Cl2 = 2Cl－ ＋ Br2 2I－＋Cl2 = 2Cl－ ＋ I2 2I－＋ Br2 = 2Br－ ＋ I2 氧化性 还原性 氧化剂 氧化产物 还原剂 还原产物 Cl2>Br2 Cl-<Br - 氧化剂 氧化产物 还原剂 还原产物 氧化剂 氧化产物 还原剂 还原产物 Cl2>I2 Cl-<I- Br2>I2 Br -<I- Cl-<Br -<I- Cl2>Br2>I2 卤素离子还原性： 卤素单质氧化性： (2)卤素单质间的置换 X2＋H2O===HX＋HXO Cl2＋H2O=== HCl ＋HClO X2为Cl2、Br2、I2 Br2＋H2O=== HBr ＋HBrO I2＋H2O=== HI ＋HIO 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 强酸 弱酸 氟是最活泼的非金属，F无正化合价，无含氧酸，氟单质具有强氧化性。 (3)卤素与水反应 活泼的卤素单质能置换不活泼的卤素单质， 但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，原因是：2F2+2H2O = 4HF +O2 卤族元素 非金属性强弱的判断依据 ①与H2化合的难易程度，越容易越剧烈，非金属性越强 ③非金属元素的最高价氧化物对应水化物——最高价含氧酸的酸性强弱，酸性越强非金属性越强 ④单质的氧化性强弱判断 ②氢化物的稳定性，越稳定，非金属性越强 ⓹阴离子的还原性强弱判断 ⓺置换反应（非金属强制弱） 课堂小结 锂 Li 钠 Na 钾 K 铷 Rb 铯 Cs 卤族元素 ⅦA 氟 氯 溴 碘 碱金属元素ⅠA (除H外) 半径递增 电子层数递增 失电子能力递增 得电子能力递减 金属性递增 非金属性递减 同主族元素的性质与原子结构的关系 F Cl Br I 最外层电子数相同 谢谢观看 Lavf58.12.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $