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 原子结构与元素的性质 结构 质子数=核电荷数=原子序数 核外电子数 电子层数 最外层电子数 位置 周期、族 决定 反映 性质 决定 反映 元素的性质 一、碱金属元素 碱金属元素 碱金属元素为第ⅠA族（除氢）的元素。包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs），钫（Fr），其中钫为放射性元素 钾（K） 铷（Rb） 铯（Cs） 锂（Li） 钠（Na） 一、碱金属元素 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 2 3 4 5 6 从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？ 从上到下，核电荷数递增，原子半径逐渐增大 1.思考与讨论 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 2 3 4 5 6 他们的原子核外电子排布有什么特点？ 随着核电荷数递增，电子层数增加，但最外层电子数都是1 从哪一点可以推测出碱金属元素化学性质具有相似性？ 最外层电子数 相同 1.思考与讨论 思考：从结构推断碱金属元素的化学性质是否也具有相似性？ 2.化学性质 【思考1】回忆钠的性质，并预测锂、钾有哪些和钠相似的化学性质？ 锂、钠和钾最外层都只有1个电子，都容易失去最外层电子，表现出比较强的还原性。锂、钾和钠相似，都能与氧气、水发生化学反应 【思考2】钾、钠分别与氧气反应比较 钠 钾 相同点 剧烈燃烧 不同点 火焰呈黄色 火焰呈紫色 2Na + O2 Na2O2 Δ 钾与氧气反应，生成产物复杂 4Li + O2 2Li2O Δ 【思考3】钾、钠分别与水反应比较 钠 钾 相同点 浮在水面上，熔成银白色小球，在水面上四处游动，溶液变红 不同点 微弱爆炸，燃烧，火焰呈紫色 火焰呈紫色 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 2.化学性质 【分析和结论】 (1)钠、钾具有相似的化学性质 (2)钾、钠分别与水反应的剧烈程度比较时，发现钾反应更剧烈， 锂与水反应的难易程度没有钠容易 (3)随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增大，更易失去最外层电子，反应更剧烈 单质 与氧气反应的产物 反应程度 活泼性 Li Na K Rb Cs 更为复杂 复杂 Li2O 更为复杂 Na2O、Na2O2 越来越剧烈 越来越活泼 单质 与水反应的现象 反应程度 活泼性 Li Na K Rb Cs 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 越来越剧烈 越来越活泼 碱金属元素的原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去，所以他们的化学性质相似，都能与氧气、水反应。 随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，所以原子失电子能力增加，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，金属性逐渐增强。 碱金属元素化学性质的相似性 碱金属元素化学性质的递变性 Li Na K Rb Cs 还原性逐渐增大 3.化学性质 3.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 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 相似性 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的密度小于水，Rb、Cs的密度大于水 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 4.规律总结 二、卤素元素 卤族元素 元素 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) 氟(F) 0.071 氯(Cl) 0.099 溴(Br) 1.12 碘(I) 1.32 碘(I) 结论 9 17 35 53 7 2 3 4 5 ①最外层电子数相等（均为7）；②从上到下，电子层数依次增加；③从上到下，原子半径依次增大 1.原子结构 颜色加深 熔点升高 沸点升高 密度增大 2.物理性质 相似性 有刺激性气味，有毒； 易溶于乙醇、苯、CCl4等有机溶剂，在水中溶解度小 递变性 从F2→Cl2→Br2→I2，颜色逐渐加深； 熔点和沸点逐渐升高；密度逐渐增大 2.物理性质 3.化学性质 卤素元素与氢气的反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 Cl2 Br2 I2 暗处 H2＋F2===2HF 很稳定 光照或点燃 较稳定 加热 不如氯化氢稳定 不断加热 不稳定 【思考】随着核电荷数增多，卤素与氢气反应有何规律？ 相似性：与氢气反应生成相应的氢化物：_________________ 递变性：规律：F2 Cl2 Br2 I2 与氢气反应难易程度：依次___________ 与氢气反应剧烈程度：依次______________ 生成氢化物的稳定性：依次_________________________ 卤素的非金属性强弱：依次_________________________ X2＋H2===2HX 减弱 减弱 (HF>HCl>HBr>HI) 易→难 减弱 卤素元素与氢气的反应 卤素单质间的置换反应 【实验4-1】分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式 向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式 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－ 橙黄 橙红 褐 Cl2>Br2>I2 卤素单质化学性质的递变性 化学性质 规律（按F、Cl、Br、I顺序） 原子得电子能力 非金属性 单质的氧化性 阴离子的还原性 最高价氧化物对应水化物的酸性 单质与氢气化合的难易程度 氢化物的稳定性 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 越来越难 逐渐减弱 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 卤素单质与水反应 (1)氟是最活泼的非金属，没有正化合价，F无含氧酸，氟单质具有强氧化性 (2)溴在常温下是唯一的液态非金属单质，密度大于水，易挥发。实验室通常将其密封，保存在阴冷处，且试剂瓶内常加适量水进行水封 (3)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝；食盐中加入的是KIO3 4.其他性质 三、总结 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 得电子能力逐渐减弱 金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱 F2 Cl2 Br2 I2 Li Na K RbCs 同主族最外层电子数相同 结构 质子数=核电荷数=原子序数 核外电子数 电子层数 最外层电子数 位置 周期、族 决定 反映 性质 决定 反映 元素的性质 反映 预测 元素性质 单质性质 化合物性质 离子性质 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf58.20.100 H2＋I22HI Lavf58.20.100 $