4.1.3 原子结构与元素性质 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的关系，以碱金属和卤族元素为案例，通过列举元素列表并设问编排原因，搭建从元素周期表到原子结构再到性质的学习支架，帮助学生建立结构与性质关联的认知脉络。 其亮点在于以“结构决定性质”化学观念为核心，通过实验探究（如钠钾与水反应、卤素单质置换）和表格对比分析，培养科学思维与科学探究能力。小结归纳相似性和递变性规律，强化系统认知，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

高中化学必修第一册(2019人教版) 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 第3课时 原子结构与元素性质 【课堂引入】 11 Na 钠 3 Li 锂 19 K 钾 37 Rb 铷 55 Cs 铯 9 F 氟 17 Cl 氯 35 Br 溴 53 I 碘 85 At 砹 思考： 元素周期表为什么把Li、 Na、 K等元素编在一个族，把F、 Cl、 Br、I等编在一个族呢？同族的原子结构和性质有什么联系呢？ 【学习任务一】碱金属元素-原子结构 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 Li 0.152 Na 0.186 K 0.227 Rb 0.248 Cs 0.265 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 碱金属元素:ⅠA 族除氢以外的元素 1 增多 增大 【学习任务一】碱金属元素-理论分析 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 相似性 递变性 碱金属原子结构 学习任务二：实验探究碱金属的化学性质 探究 1、回忆Na有哪些化学性质？ 2、结合Li、Na、K的原子结构特点，预测 Li、K 可能具有哪些与Na相似的化学性质？ 1）与O2反应 2）与H2O反应 二、碱金属单质的化学性质 回忆钠在空气中燃烧的现象有哪些？钠在水中反应的现象有哪些？ 钠先熔化，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体。 【学习任务一】碱金属元素-实验验证 锂(Li) 钠(Na) 钾(K) 铷(Rb) 铯(Cs) 【学习任务一】碱金属元素-实验验证 【学习任务一】碱金属元素-化学性质 Rb、Cs 室温下与空气接触立即燃烧 【总结】 2、Li→Cs，与O2反应产物越来越复杂， 反应程度逐渐剧烈。 1、Li→Cs，金属性逐渐增强； 1）与O2反应 熔成小球，剧烈燃烧, 发出黄色火焰 熔成小球，剧烈燃烧，发出紫色火焰 透过蓝色 钴玻璃观察 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑ 2Rb + 2H2O ＝ 2RbOH + H2↑ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 1、反应通式:2M＋2H２O = 2MOH＋H２↑ 从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。 2、同族元素自上→下，金属性逐渐增强，反应程度逐渐剧烈。 碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH （2）与水的反应 【学习任务一】碱金属元素-化学性质 +1 浮、游、熔、响、红 浮、游、熔、声(轻微爆炸声)、红 Rb、Cs 遇水立即燃烧爆炸！ 【总结】 【小结】碱金属元素-化学性质 Li Na K Rb Cs 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 与H2O反应 结论 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 遇水立即燃烧，爆炸 金 属 性 逐 渐 增 强 元素金属性强弱比较： 思考：如何去判断元素金属性的强弱？ ①元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强。 （置换出氢越容易，则金属性越强） ②元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强。 ③相互间的置换（金属性强的可从金属性弱的盐溶液中置换出单质）（太活泼的K\Ca\Na不能置换） 【学习任务一】碱金属元素-化学性质 随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力逐渐 。 碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯金属性逐渐 ，如它们与氧气或水反应时，钾比钠反应 ，铷、铯的反应 。 增多 增大 减弱 增强 剧烈 更剧烈 碱金属的物理性质也有相似性和规律性吗？ 碱金属单质 颜色（常态） 密度（g·cm-3） 熔点℃ 沸点℃ Li 银白色 0.534 180.5 1347 Na 银白色 0.97 97.81 882.9 K 银白色 0.86 63.65 774 Rb 银白色 1.532 38.89 688 Cs 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4 【学习任务一】碱金属元素-物理性质 最轻的金属，保存在石蜡里 密度反常，比钠的密度小 密度增大 熔点降低 沸点降低 1.相似性: 都易失电子表现强还原性（金属性） 化合物中均为+1价 2.递变性: 核电荷数 电子层数 (电子层数的影响大于核电荷数的影响) 失电子能力 还原性 金属性 原子半径 化学性质相似 最外层上都只有一个电子 核对最外层电子的引力 环节三：归纳总结，性质预测 Li Na K Rb Cs 还原性增强 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 氧化性减弱 碱金属元素的原子结构和性质递变规律 核电荷数 电子层数 原子半径 渐 增 渐 增 渐增 原子失电子能力 渐增 元素的金属性 渐增 单质的还原性 渐增 最高价氧化物对应水化物的碱性 渐增 Li Cs (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( ) 1、判断正误·准确理解概念 × √ √ × √ × 课堂练习 2、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K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 B 课堂练习 五 大 剧烈 2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑ 3、能力提升 课堂练习 (2020·北京汇文中学月考)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”)。 (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_______________________________，实验表明，铷与水反应比钠与水反应_____(填“剧烈”或“缓慢”)。 Cl2 Br2 卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。 【学习任务二】卤族元素 1.相似性：均有颜色，熔沸点低。 2.递变性：由F2→I2，气态→固态，颜色加深，密度增大，熔沸点升高。 【学习任务二】卤族元素-单质的物理性质 淀粉遇碘变蓝 液溴：唯一的液态非金属单质 2F2＋2H2O=4HF＋O2 【思考交流】 二、卤族元素 1、根据卤素的原子结构，推测F2、Cl2、Br2、I2在化学性质上表现出的相似性和递变性。 结构 性质 决定 环节四：类比演绎，预测规律 氟 氯 溴 碘 砹 At Cl 原子半径递增 电子层数递增 得电子能力递减 非金属性减弱 最外层电子数均为___，易___电子常见 价，表现非金属性（氧化性） 递变性 从上到下 （化学性质相似） 相似点 二、卤族元素 7 得 -1 23 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 Cl2 Br2 I2 暗处 光照或点燃 加热 不断加热 HF 很稳定 HCl较稳定 HBr不如氯化氢稳定 HI不稳定，易分解 从F2→Cl2→Br2→I2，与H2化合越来越___，生成的氢化物稳定性逐渐_____，元素的非金属性逐渐_____。 递变性 卤族元素原子最外层都有7个电子，均易得电子，单质与H2反应都做氧化剂。 相似性 难 减弱 减弱 2、与 H2 反应 二、卤族元素 非金属性越强，对应的氢化物越稳定 氧化性：F2>Cl2>Br2>I2 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验 现象 化学方程式 ① KBr 溶液 + 氯水 ② KI 溶液 + 氯水 ③ KI 溶液 + 溴水 Cl2 + 2KBr = 2KCl +Br2 Cl2 + 2 KI = 2KCl + I2 Br2 + 2KI = 2KBr + I2 氧化性：F2 ＞ Cl2＞Br2＞I2 溶液变橙色 静置后分层， 下层紫红色 静置后分层， 下层紫红色 3）卤素单质间的置换反应 Cl2 + 2Br- ＝ 2Cl- + Br2 Cl2 + 2I- ＝ 2Cl- + I2 Br2 + 2I- ＝ 2Br- + I2 氟气能将氯、溴、碘从它的卤化物溶液中置换出来？ 2F2 + 2H2O ＝ 4HF + O2 思考： 溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些 【学习任务二】卤族元素-化学性质 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 ④相互间的置换，即活泼置换不活泼 ⑤非金属阴离子的还原性 如：Cl-< Br- < I- 【学习任务二】卤族元素-化学性质 元素非金属性强弱比较： 思考：如何去判断元素非金属性的强弱？ F2 Cl2 Br2 I2 卤素单质的氧化性： 逐 渐 减 弱 结论： 随着核电荷数的增加， F Cl Br I 卤素元素的非金属性： 逐 渐 减 弱 我们可以看出，元素性质与原子结构有密切关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。 【学习任务二】卤族元素-化学性质 原因：同主族元素的性质具有相似性和递变性, 是由同主族元素的原子结构的相似性和递变性决定的。 结论：同主族元素从上往下电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。 结构 性质 决定 【小结】同主族元素的性质与原子结构的关系 元素周期表的结构 碱金属元素 卤族元素 两类化学性质活泼的元素，在自然界都以化合态存在 归纳卤族元素的相似性和递变性 结构 性质 位置 最外层电子数 均为7个。 ⅦA族 能与H2、活泼金属、水反应。 周期序数逐渐增大 电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 与H2化合越来越难，氢化物越来越不稳定。 决定 相似性 递变性 非金属性 均易得到电子 得电子能力减弱 周期序数=电子层数 主族序数=最外层电子数 归纳碱金属的相似性和递变性 结构 性质 位置 最外层电子数 均为1个。 IA族 能与O2、H2O反应生成+1价化合物。 周期序数逐渐增大 电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 与O2、H2O反应更容易，也更剧烈。 决定 相似性 递变性 金属性 均易失去电子 失电子能力增强 周期序数=电子层数 主族序数=最外层电子数 关于卤素(从氟到碘)单质性质递变规律的说法中不正确的是 (　　) A．颜色逐渐加深 B．熔点和沸点依次升高 C．Cl2可以从KI溶液中置换出I2 D．Br2可以从NaCl溶液中置换出Cl2 【答案】D 【解析】Cl的非金属性强于Br，Br2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，D错误。 　　　　下列各组物质性质的比较中，正确的是 (　　) A．还原性：HF＞HCl＞HBr＞HI B．稳定性：HF＜HCl＜HBr＜HI C．与水反应由易到难：Cl2＞Br2＞I2＞F2 D．氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2 【答案】D 【解析】还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，A错误；稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，B错误。 [典例精练] 下列说法中，不符合第ⅦA族元素性质特征的是 (　　) A．从上到下，元素的非金属性逐渐增强 B．易形成－1价离子 C．从上到下阴离子的还原性逐渐增强 D．从上到下，氢化物的稳定性依次减弱 【解析】第ⅦA族元素，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，A错误；最外层均是7个电子，均易得到1个电子达到8电子稳定结构，易形成－1价离子，B正确；还原性：I－＞Br－＞Cl－＞F－，C正确；从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性依次减弱，D正确。 A Lavf58.12.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $