4-1-3原子结构与元素周期表 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

思考：钠电池的开发有什么样的前景和局限性？为什么能从锂电池联想到开发钠电池？ 电池界的新选手 情景引入 人教版 必修一 请同学们回忆元素化学性质与原子结构有什么关系呢？ 锂电池 钠电池 元素化学性质相似 科学家们制定出的元素周期表揭示元素之间的关联 人教版 必修一 第四章 物质结构 元素周期律 课时3 原子结构与元素的性质 碱金属元素 第一节　原子结构与元素周期表 人教版 必修一 原子结构与化学性质 1 知识导航 碱金属的原子结构 2 碱金属性质的相似性和递变性 3 人教版 必修一 重点：碱金属元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律。 。 1.知道碱金属元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律。 明·教学目标 难点：设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。 教学模型：实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移 2.能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。 人教版 必修一 原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质 稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易_____ _____ 金属元素 一般 4 易_____ _______ 非金属元素 一般 4 易_____ _______ 得失 稳定 ＜ 失去 不稳定 ≥ 得到 不稳定 原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 结论： 金属性：金属元素的原子失电子的能力（还原性） 非金属性：非金属元素的原子得电子的能力（氧化性） 讲授新课 一、原子结构与化学性质 人教版 必修一 易失去电子 易得到电子 不易得失电子 碱 金 属 元 素 人教版 必修一 二、碱金属的原子结构 思考与讨论 填写下表中 的信息，并思考和讨论下列问题。 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） 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 1 1 1 1 2 3 4 5 6 人教版 必修一 思考与讨论 （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？ （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？ 从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？ ⑴在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数递增，原子半径逐渐增大。 原子半径越大越易失电子 人教版 必修一 思考与讨论 （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？ （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？ 从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？ ⑵随着核电荷数递增，电子层数增加，最外层电子数都是1。 电子层数越多，原子半径越大，越易失电子。 易失电子 人教版 必修一 1.碱金属的原子结构的相似性 ⑴元素周期表中第ⅠA族元素（除氢外）又称碱金属元素，包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种元素。 ⑵最外层电子数都是1。 ⑴在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数递增，电子层数增多，原子半径逐渐增大. 2.碱金属的原子结构的递变性 从结构推断碱金属元素的性质也具有相似性和递变性 人教版 必修一 【例1】下列关于碱金属元素的说法正确的是(　　) ①原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1； ②原子结构的不同点是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大； ③具有相似的化学性质，都是活泼金属； ④都具有强还原性，在化合物中显＋1价； A．①③④ B．①③ C．②④ D．全部 D 人教版 必修一 三、碱金属性质的相似性和递变性 【问题和预测】 （1）回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？ （2）结合锂、钠和钾的原子结构特点，请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。 探究 碱金属化学性质的比较 +11 2 8 1 易失电子 +11 2 8 Na Na+ Na O2 Na2O Na2O2 O2 H2O NaOH、H2 人教版 必修一 请同学们结合锂、钠和钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。 最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有强还原性 锂、钾与氧气、水应该都能发生反应 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 Na2O2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 人教版 必修一 请同学们回忆仔细观察教师实验，比较钾与钠化学性质的异同。 【实验和观察】 回忆钠与氧气、水反应的实验现象，并观察下列实验（由教师演示）。 （1）将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中（如图4-8）。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 （2）在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中（如图4-9），观察现象。 探究 碱金属化学性质的比较 人教版 必修一 【观察并思考】Na与K分别与水、O2反应现象有何不同？试从原子结构角度解释。 人教版 必修一 与氧气反应 钠 钾 化学性质 在空气中燃烧 反应方程式 K+O2 === KO2 (超氧化钾) 2Na+O2 === Na2O2 剧烈燃烧，产生黄色 火焰，生成淡黄色固体 剧烈燃烧(比钠剧烈)，产生 紫色火焰，生成黄色固体 2K+O2 K2O2 (过氧化钾） 4K＋O2===2K2O 4Na + O2 = 2Na2O 人教版 必修一 与水的反应 钠 钾 化学性质 与水反应 反应方程式 浮、熔、游、响、红 熔成小球，浮在水面上，四处游动，有轻微的爆鸣声，溶液变红（比钠和水反应剧烈） 2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑ 2K+2H2O === 2KOH+H2↑ 人教版 必修一 碱金属元素化学性质的相似性和递变性 钾和钠都可以与 水和氧气发生反应 ①钾的反应更为剧烈 ②钾与水反应比钠与水反应更剧烈 元素符号 原子结构 示意图 原子半径/nm Na 0.186 K 0.227 原子最外层电子相同 原子半径较大 强还原性（失电子） 失电子能力更强 还原性更强 人教版 必修一 单质 与氧气反应的产物 反应程度 活泼性 结论 Li Na K Rb Cs 更为复杂 K2O、K2O2、KO2 Li2O 更为复杂 Na2O、Na2O2 越来越复杂 越来越活泼 从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。 越来越剧烈 1.与O2的反应 碱金属元素化学性质的相似性和递变性 人教版 必修一 单质 与水反应的现象 反应程度 活泼性 结论 Li Na K Rb Cs 从Li—Cs，单质的还原性逐渐增强；金属元素的金属性逐渐增强。 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 2.与H2O的反应 越来越剧烈 越来越活泼 2M+2H2O=2MOH+H2↑ M=Li、Na、K、Rb、Cs 碱金属元素化学性质的相似性和递变性 碱性：LiOH ＜ NaOH ＜ KOH ＜ RbOH ＜ CsOH 人教版 必修一 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 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 碱金属元素化学性质的相似性和递变性 人教版 必修一 碱金属元素的物理性质 元素名称 元素符号 核电荷数 颜色和状态 密度g/cm3 熔点℃ 沸点℃ 锂 Li 3 银白色, 柔软 0.534 180.5 1347 钠 Na 11 银白色, 柔软 0.97 97.81 882.9 钾 K 19 银白色, 柔软 0.86 63.65 774 铷 Rb 37 银白色, 柔软 1.532 38.89 688 铯 Cs 55 略带金色光泽,柔软 1.879 28.40 678.4 递增 注意：锂是最轻的金属，保存在石蜡里；钠钾保存在煤油中。 递增 递减 递减 钠钾反常 人教版 必修一 请同学们探讨预测元素性质的方法 I A 同主族——ⅠA族 最外层电子数 电子层数 核电荷数 原子半径 原子 结构 相似性 递变性 元素 性质 周期表 位置 决 定 反 映 原子失电子能力 “位置—结构—性质”模型 人教版 必修一 锂电池是一种高能电池；锂有机化学中重要的催化剂；锂制造氢弹不可缺少的材料；锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。 钠钾合金可作为核反应堆的传热介质。 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。 碱金属元素的用途 人教版 必修一 【例1】下列叙述正确的是（ ） A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2 B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素 C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁 D．Li、Na、K都可以保存在煤油中 C 随堂检测 人教版 必修一 【例2】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( ) A.K与H2O反应最剧烈 B.Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na C.碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性 D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强 D 人教版 必修一 【例1】下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( ) ① 金属性最强的是锂 ② 形成的离子中，氧化性最强的是锂离子 ③ 在自然界中均以化合态形式存在 ④ Na在空气中久置后，成分为Na2CO3 ⑤ 均可与水反应，产物均为MOH和H2 ⑥ 它们在氧气中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式 ⑦ 粒子半径：Rb+>K+>Na+，Cs>Cs+ A. ①②③④⑤ B. ③④⑤⑥⑦ C. ①②④⑥⑦ D. ②③④⑤⑦ D 人教版 必修一 (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)碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属性依次增强( ) (4)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( ) × √ √ × 【例2】判断正误 【例3】已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题: (1)铷(Rb)位于元素周期表的第　　　周期　　　族。  (2)关于铷的结构和性质判断正确的是　　　　　　(填序号)。  ①与水反应比钠剧烈　 ②原子半径比钠小 　③氧化物暴露在空气中易吸收CO2　 ④阳离子最外层电子数和镁原子相同 　⑤是还原剂 五 ⅠA　 ①③⑤ 人教版 必修一 原子结构与元素的性质 碱金属元素 原子结构与化学性质 碱金属的原子结构 碱金属性质的相似性和递变性 金属元素的原子结构 非金属元素的原子结构 碱金属的原子结构的相似性 金属的原子结构的递变性 碱金属化学性质的比较 比较钾与钠化学性质的相似性和递变性 钾与钠化学性质的相似性和递变性的原 稀有气体的原子结构 最外层电子数决定元素的化学性质 碱金属化学性质的相似性 碱金属化学性质的递变性 相似性和递变性与其原子结构的关系 碱金属物理性质的相似性和递变性 展示归纳 人教版 必修一 1.我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源，开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是(　　) A．锂是较轻的金属 B．LiOH的碱性比NaOH弱 C．锂的化学性质比钠活泼 D．氧化性：Li＋>Na＋ C 2．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述不正确的是(　　) A．碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去 B．碱金属单质都是强还原剂 C．碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物 D．碱金属单质都能与水反应生成碱 C 目标检测 人教版 必修一 4.镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，关于其叙述不正确的是( ) A.镭的金属性比钙弱 B.单质能与水反应生成H2 C.在化合物中呈＋2价 D.碳酸镭难溶于水 C 人教版 必修一 5.据报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： (1)铯的原子核外共有___个电子层，最外层电子数为____，铯的原子序数为____。 (2)铯单质与水剧烈反应，放出____色气体，同时使紫色石蕊溶液显____色，原因是___________________________(写出化学方程式)。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_____(填“弱”或“强”)。 6 1 55 无 蓝 2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑ 强 人教版 必修一 Lavf58.12.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 $