第二章 第二节 碱金属和碱土金属的性质（课件）-《无机化学》（化工版第四版）上好课

第二节 碱金属和碱土金属的性质 课程：《无机化学》 主编： 王 宝 仁 出版：化学工业出版社 第二章 碱金属和碱土金属 上好课 AI 职 教 zhijiao.xkw.com 1 掌握碱金属和碱土金属的结构和递变 掌握核心化学性质：与氧气、水、酸、盐溶液的反应规律 熟知两类金属的物理性质及递变差异 了解常见氧化物、氢氧化物的性质及用途 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2 碱土金属 碱金属 教学重点 教学难点 01 02 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 3 1.什么是氧化还原反应？ 2.氧化剂还原剂的作用特点？ 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.问题思考 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 新课引入 什么是碱金属和碱土金属？ 5 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 新课引入 2.现象解释 6 3.结论展现 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 新课引入 定义 碱金属(IA族)包括锂(Li)、钠(Na)等；碱土金属(IIA族)包括铍(Be)、镁(Mg)等。 共同特征 均为s区元素，最外层电子数为1或2，化学性质活泼，易失去电子形成阳离子。 位置 位于周期表最左侧，是金属性最强和次强的族。 元素周期表中IA族（碱金属）与IIA族（碱土金属） 7 碱 金 属 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.1碱金属家族 锂 (Lithium, Li) 最轻的金属，用于电池和合金。 钠 (Sodium, Na) 广泛存在于食盐中，维持生命活动。 钾 (Potassium, K) 对植物生长至关重要，用于肥料。 原子结构特征 最外层电子 均只有 1 个电子，化学性质活泼。 电子排布通式 [稀有气体] ns¹，易失去电子形成+1价阳离子。 化学通性 强还原性 极易失去电子，是极强的还原剂。 注：家族成员还包括铷(Rb)、铯(Cs)及放射性元素钫(Fr)。 1.7.2013 碱金属家族共有六位成员。从锂到铯，我们可以看到它们的原子结构示意图，最外层都只有一个孤独的电子。这个电子使得它们性格非常“外向”，急于失去它来达到稳定状态。右边是它们的单质照片，展现了各自独特的金属光泽。 ‹#› 原子半径 随着原子序数增加，电子层数增多，原子半径显著增大。 密度 总体呈增大趋势，但钾的密度小于钠，是一个特例。 熔点和沸点 均较低，随原子序数增加而降低，因金属键逐渐减弱。 总结：碱金属物理性质呈现周期性递变规律，原子半径增大，熔沸点降低，密度呈增大趋势。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.2递变规律 1.7.2013 碱金属的物理性质呈现出鲜明的周期性变化。从右图的图表中我们可以清晰地看到，随着原子序数的增加，它们的原子半径越来越大，而熔点和沸点则越来越低。值得注意的是，钾的密度比钠小，这是一个有趣的反常现象。 ‹#› 金属光泽 新鲜切面呈银白色金属光泽，但在空气中会迅速被氧化而失去光泽。 硬度 非常柔软，莫氏硬度均小于2，可以用普通的小刀轻易切割。 导电性和导热性 作为金属，碱金属具有良好的导电性和导热性。 总结：碱金属普遍具有质软、有金属光泽、导电导热性良好的物理特性。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.3柔软光泽 1.7.2013 除了刚才提到的性质，碱金属还有一个非常显著的特点——柔软。如大家所见，金属钠可以被小刀轻松地切开。它们的新鲜表面都有漂亮的银白色金属光泽，但这个光泽很短暂，很快就会被空气中的氧气“夺走”。 ‹#› 反应通式 2M + 2H₂O → 2MOH + H₂↑ 反应现象 浮：金属浮在水面上（密度小于水） 熔：熔化成闪亮小球（熔点低，反应放热） 游：在水面迅速游动（氢气推动） 响：发出“嘶嘶”声（氢气与水摩擦或燃烧） 红：滴加酚酞后溶液变红（生成碱性氢氧化物） 剧烈程度：从锂到铯依次增强，铯与水反应会发生爆炸。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.4与水反应 1.7.2013 现在我们来看看碱金属最激动人心的化学性质——与水的反应。这个反应可以总结为“浮、熔、游、响、红”五个字。从这张钠与水反应的图片中，我们能直观地感受到这个过程的剧烈。值得一提的是，这个反应的剧烈程度从上到下是递增的，到了铯，反应甚至会引发爆炸！ ‹#› 金属钠常温下氧化 金属钠在氧气中燃烧 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.5与氧反应 1.7.2013 碱金属与氧气的反应同样丰富多彩。在常温下，它们会和氧气“悄悄”反应，表面生成一层氧化物。但在加热或点燃的条件下，反应会变得非常剧烈。比如钠，在点燃时会生成淡黄色的过氧化钠，而钾则会生成更特殊的超氧化物。 ‹#› 氯化钠 (NaCl) 日常生活中不可或缺的食盐 也是重要的化工原料。 氢氧化钠 (NaOH) 俗称烧碱，广泛应用于造纸、纺织、洗涤剂等工业。 碳酸钠 (Na₂CO₃) 俗称纯碱，用于玻璃制造、食品工业、水处理等。 锂电池 现代电子设备和电动汽车的核心动力来源。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.6常见化合物 1.7.2013 碱金属的化合物在我们的生活和工业中无处不在。从我们每天都要用到的食盐，到工业上不可或缺的烧碱和纯碱，再到驱动我们手机和电动汽车的锂电池，碱金属家族为我们的现代生活提供了强大的支持。 ‹#› 1. 碱金属的基本概念 碱金属包括Li、Na、K 2. 碱金属的递变规律 密度，半径，熔点 3. 碱金属的外观 质地柔软 4. 碱金属的化学反应 与水和氧气都会反应 5.碱金属的化合物 NaCl、NaOH、Na₂CO₃ 背诵记忆 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.7背诵记忆 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.7背诵记忆 1.碱金属元素包括 Li、____、K、Rb、Cs、Fr。 2.碱土金属元素中，地壳中含量最高的是____。 3.钠与水反应后溶液呈_______性（填 “酸”“碱” 或 “中”）。 4..焰色反应是________（填 “物理” 或 “化学”）变化，检验钠元素时，火焰颜色为________。 Na Ca 碱 物理 黄色 研究现状 碱 土 金 属 原子结构通式 最外层有2个电子，化学性质活泼。 化学性质通性 易失去最外层2个电子，形成+2价阳离子。 化学性质活泼，是强还原剂。 活泼性略低于同周期的碱金属。 家族成员 铍 (Be) 第2周期 IIA族 镁 (Mg) 第3周期 IIA族 钙 (Ca) 第4周期 IIA族 锶 (Sr) 第5周期 IIA族 钡 (Ba) 第6周期 IIA族 镭 (Ra) 放射性元素 总结：碱土金属因相似的价电子层结构，展现出统一而递变的化学性质，是元素周期律的典型体现。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.1碱金属家族 1.7.2013 碱土金属家族同样有六位成员。它们的原子最外层都有两个电子，这使得它们也非常容易失去电子，表现出很强的还原性。但由于核电荷数比同周期的碱金属多，原子半径更小，所以它们的活泼性稍弱一些。右边是它们的单质照片。 ‹#› 原子半径 随着原子序数的增加，电子层数增多，原子半径逐渐增大。 密度 密度大于同周期碱金属，总体呈增大趋势。 熔点和沸点 高于同周期碱金属，随原子序数增加而降低。 硬度 硬度大于同周期碱金属，莫氏硬度在1.5到5.5之间。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.2递变规律 1.7.2013 碱土金属的物理性质也呈现出规律性的变化。与同周期的碱金属相比，它们的原子半径更小，因此密度、熔点、沸点和硬度都更高。从图表中我们可以看到，除了镁的密度略低于铍之外，其他性质都随着原子序数的增加而有规律地变化。 ‹#› 镁与热水反应 反应通式 M + 2H₂O → M(OH)₂ + H₂↑ 反应现象 铍 (Be):与冷水、热水均不反应。 镁 (Mg):与冷水缓慢，与热水反应明显。 钙、锶、钡 (Ca, Sr, Ba):与冷水反应剧烈。 结论：从Be到Ba，金属性增强，与水反应剧烈程度递增。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.3与水反应 1.7.2013 碱土金属与水的反应就“温和”了许多。位于上方的铍非常“害羞”，和水完全不反应。镁则需要热水的“鼓励”才会明显地反应。而钙及以下的元素则比较“活泼”，与冷水就能发生剧烈反应。 ‹#› 镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光 常温反应 在空气中缓慢氧化，表面形成一层致密的氧化物保护膜 加热或点燃反应 反应剧烈，生成白色的氧化物（MO）。 镁：点燃后发出耀眼白光，生成氧化镁(MgO)。 反应通式 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.4与氧反应 M +O₂ → 2MO 1.7.2013 碱土金属与氧气的反应也很有特点。它们在常温下会在表面形成一层致密的氧化膜，这层膜像一层“铠甲”，保护着内部的金属。当点燃时，它们会剧烈燃烧。最典型的例子就是镁条燃烧，发出的耀眼白光相信大家都不陌生。 ‹#› 碳酸钙 (CaCO₃) 大理石、石灰石的主要成分，用于建筑、水泥、玻璃及补钙剂。 氢氧化钙 (Ca(OH)₂) 俗称熟石灰，用于改良土壤、建筑材料和污水处理。 氧化镁 (MgO) 俗称苦土，熔点高达2800°C，是优良的耐火材料。 硫酸钡 (BaSO₄) 俗称钡餐，因其不溶于水和酸，常用于医学X光检查。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.5常见化合物 1.7.2013 碱土金属的化合物同样与我们的生活息息相关。我们美丽的建筑石材大理石，主要成分就是碳酸钙。改良土壤的熟石灰，是氢氧化钙。工业上常用的耐火砖，主要成分是氧化镁。而在医学上，硫酸钡则作为“钡餐”，帮助医生进行X光检查。 ‹#› 性质 碱金属 (Group 1A) 碱土金属 (Group 2A) 最外层电子数 1 2 化合价 +1 +2 原子半径 较大 较小（同周期） 金属性/活泼性 强 较强（但弱于同周期碱金属） 与水反应剧烈程度 剧烈 较缓和（从上到下增强） 氢氧化物碱性 强碱性 中强碱到强碱性 硬度 小 较大（同周期） 熔点/沸点 低 较高（同周期） 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.6两金属对比 1.7.2013 现在，我们来对碱金属和碱土金属的性质做一个横向对比。通过这个表格，我们可以清晰地看到，由于最外层电子数的不同，以及原子结构的差异，导致了它们在金属性、反应剧烈程度、硬度、熔点等方面都存在着规律性的差异。 ‹#› 1. 碱土金属的基本概念 包括Be、Mg、Ca等 2. 碱土金属的递变规律 密度，半径，熔点 3. 碱土金属的化学反应 与水和氧气都会反应 4.碱土金属的化合物 Ca(OH)2、Ca₂CO₃ 背诵记忆 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.7背诵记忆 第一关：基础巩固 检验基础知识点的掌握情况。 奖励积分：2分 第二关：能力提升 考察综合应用与分析能力。 奖励积分：3分 第三关：终极挑战 挑战高难度问题，突破自我。 奖励积分：5分 准备好了吗？Let's go! 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.8闯关训练 1.7.2013 理论和例题的学习就到这里。接下来，让我们进入“闯关训练”环节，检验一下大家的学习成果。这个环节一共有三关，难度会逐渐增加。大家有没有信心挑战一下，看看自己能闯到第几关，获得多少积分呢？让我们开始吧！ ‹#› 1.碱土金属元素的最外层电子数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.8闯关训练 第一关：基础巩固 1.7.2013 请看第一关的题目。这是一个非常基础的氧化还原反应判断问题。请大家从四个选项中选出属于氧化还原反应的那一个。给大家10秒钟的时间思考一下。... 时间到，正确答案是C。你选对了吗？ ‹#› 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.8闯关训练 第二关：能力提升 2.焰色反应中，钾元素的火焰颜色为（ ）（透过蓝色钴玻璃） A. 黄色 B. 紫色 C. 砖红色 D. 黄绿色 1.7.2013 恭喜闯过第一关的同学！我们来看第二关的题目。这是一个关于氧化剂和还原剂判断的问题。在这个反应中，谁是还原剂呢？这道题需要大家分析元素的化合价变化。同样，给大家10秒钟时间。... 正确答案是A，Cu。你做对了吗？ ‹#› 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 2.8闯关训练 第三关：终极挑战 3.下列关于 Na 和 Ca 的性质比较，正确的是（ ） A. 单质的熔点：Na > Ca B. 与水反应的剧烈程度：Na > Ca C. 最高价氧化物对应的水化物碱性：NaOH > Ca (OH)₂ D. 单质的密度：Na < Ca 1.7.2013 恭喜闯过第一关的同学！我们来看第二关的题目。这是一个关于氧化剂和还原剂判断的问题。在这个反应中，谁是还原剂呢？这道题需要大家分析元素的化合价变化。同样，给大家10秒钟时间。... 正确答案是A，Cu。你做对了吗？ ‹#› 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 师生互动 1.在实际操作中，如何让辨别碱金属和碱土金属？ 答：在实际实验操作中，辨别碱金属和碱土金属，核心是利用两族金属单质/化合物的化学性质差异和特征反应现象，即可区分。 （1）鉴别单质：利用与水/酸的反应剧烈程度、产物性质 两族金属均为活泼金属，但碱金属的金属性远强于同周期碱土金属，与水 / 酸的反应差异是最直观的实操依据，且产物的碱性、溶解性也有明显区别。 （2）鉴别化合物（离子）：利用阳离子的特征沉淀反应 / 焰色反应 实际实验中更常见的是鉴别溶液中的碱金属阳离子（M⁺）和碱土金属阳离子（M²⁺），焰色反应是快速定性法，特征沉淀反应是确证法，两者结合可 100% 区分，且操作简单、现象明显。 最外层电子数均为 1 随核电荷数增加，原子半径逐渐增大 均为银白色金属，质软 随核电荷数增加，单质还原性逐渐增强 A B C D 1.下列关于碱金属元素的叙述，错误的是（ ）。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 Li Na K Ca A B C D 2.下列物质与水反应，反应最剧烈的是（ ）。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 Al₂O₃ MgO CO₂ H₂SiO3 A B C D 3.下列物质不能与 NaOH 溶液反应的是（ ）。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 均保存在煤油中 Li 保存在石蜡油中 Na 保存在水中 K 保存在细沙中 A B C D 4.下列关于碱金属单质的保存方法，正确的是（ ）。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 总结 碱金属和碱土金属分别位于第IA和IIA族，最外层电子数为1和2。 均为活泼金属，易失电子形成阳离子，化学性质由最外层电子数决定。 同主族从上到下金属性增强，物理性质呈规律性变化。 化合物种类繁多，应用广泛，在工业、农业、医药等领域扮演重要角色。 展望 新能源领域：高性能锂电池、镁电池等。 新材料领域：轻质高强度合金等。 尖端科技领域：应用前景更加广阔。 深入研究碱金属和碱土金属，将为人类社会的进步做出更大的贡献。 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.7.2013 最后，我们来总结一下今天的内容。碱金属和碱土金属是元素周期表中最活泼的金属家族，它们的性质深受其原子结构，特别是最外层电子数的影响。它们的发现和应用，极大地推动了人类文明的进程。展望未来，这些神奇的金属元素必将在更多前沿领域发光发热。 ‹#› 师生互动 学习目标 知识回顾 主要内容 新课引入 新课讲授 课堂检测 本节小结 作业布置 1.基础题： 简述碱金属元素单质的化学性质随核电荷数增加的变化规律。 2.提高题： 设计实验区分Na₂CO₃和CaCO₃固体，写出操作、现象和结论。 感 谢 各 位 聆 听！ 课程：《无机化学》 主编： 王 宝 仁 出版：化学工业出版社 上好课 AI 职 教 zhijiao.xkw.com 36 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7 $