4.1.3元素的性质与原子结构 导学案 -2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

4.1.3原子结构与元素的性质

【教学目标】了解原子结构与元素性质的关系；掌握碱金属元素、卤族元素的性质递变规律，并能运用原子结构理论解释这些规律。

【教学重点】碱金属元素、卤族元素的性质递变规律。

【教学难点】 碱金属元素、卤族元素的性质递变规律。

一、碱金属元素

（1）碱金属元素原子结构

元素名称	元素符号	核电荷数	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	0.278
铯	Cs	55	1	6	0.265

（2）碱金属单质物理性质的相似性和递变性

碱金属单质	颜色和状态	密度（ g. cm-3 ）	熔点 （℃  ）	沸点（ ℃  ）
Li	银白色，柔软	0.534	180.5	1347
Na	银白色，柔软	0.97	97.81	882.9
K	银白色，柔软	0.86	63.65	774
Rb	银白色，柔软	1.532	38.89	688
Cs	略带金色光泽，柔软	1.879	28.40	678.4

①性质的相似性

碱金属的物理性质项次，除铯外均为银白色，都比较柔软，有延展性，密度比较小，熔点比较低，导电性和导热性也都比较好。

②性质的递变性：从上到下密度逐渐增大（K特殊），熔沸点逐渐降低。

（3） 【实验探究--教材P6实验】碱金属单质的化学性质 

实验名称	钠在空气中燃烧	钾在空气中燃烧	钠与水的反应	钾与水的反应
实验操作
实验现象	先融化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体	先融化成小球，后燃烧，反应比钠剧烈，火焰呈紫色（透过蓝色钴玻璃）	浮、熔、游、响、红	浮、熔、游、响、轻微爆炸
化学方程式	2Na+O2=加热=Na2O2	K+O2=加热=KO2	2Na + 2H₂O = 4NaOH +O₂↑	2KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 + O2
实验结论	金属活泼性：Na<K

 

【特别注意】

①与O2反应：从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂 Li主要生成      ，Na生成Na2O2，，而K与O2反应能够生成更为复杂的氧化物KO2，Rb和Cs生成更复杂的产物。

②与水反应：从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。与水反应的通式：

2R+2H2O== 2ROH +H2 ↑ 

（4）碱金属元素原子结构与性质的关系

①结构与性质的相似性：碱金属元素原子最外层都有  1 个电子，很容易失去，因此表现出强  金属性    。故Na、K与O2、H2O反应时都很剧烈，反应产物中，碱金属元素化合价都是  +1     价。

②结构与性质的递变性：从Li～Cs，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱    ，则失去电子的能力逐渐  增强      ，金属性逐渐  增强  。

 

【随堂演练】 下列有关碱金属的说法不正确的是(　B　)

A．均为ⅠA族元素，原子最外层均有1个电子          B．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs

C．碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH

D．由Li到Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大

二、卤族元素

（1）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
最外层电子数	7	7	7	7
电子层数	2	3	4	5

（2）卤素单质物理性质的相似性和递变性