第2课时 元素的性质与原子结构
[学习目标] 1.了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。 2.了解碱金属、卤素原子的结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释。 4.认识结构与性质的因果关系，从而认识事物变化过程中量变引起质变的规律性，接受辩证唯物主义观点的教育。
知识点一 碱金属元素的原子结构与性质
?自主探究自主学习 探究归纳
阅读教材P5～P7，思考并填空 1．碱金属元素的原子结构及特点 (1)原子结构示意图
锂(Li) 钠(Na) 钾(K) 铷(Rb)
铯(Cs)
(2)结构特点
①相同点：最外层电子数都是1。
②递变性：从Li→Cs，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大。 2．碱金属单质的物理性质
3．碱金属单质的化学性质 (1)结构相似，化学性质相似。
例如，都能与氧气以及水反应(写出反应的化学方程式)：
△
①锂与氧气反应：4Li＋O2=====2Li2O。 ②钠与氧气反应：4Na＋O2===2Na2O；
△
2Na＋O2=====Na2O2。
③钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 ④钾与水反应：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。 (2)结构不同，化学性质有差异。
例如，与氧气反应的产物不同(写出化学式)：
锂只生成普通的氧化物Li2O；金属钠与氧气反应生成普通的氧化物Na2O或过氧化物Na2O2(条件不同，产物不同)。
4．碱金属的原子结构与化学性质的递变关系
碱金属元素，随核电荷数的增加，原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强。
自我测评?———————————————————(做一做) 1．判断正误：
(1)碱金属元素(R)的单质与氧气反应的产物是R2O。(×)
分析：碱金属单质与氧气反应时，Li一定生成Li2O；Na生成Na2O或Na2O2；K、Rb、Cs可生成更复杂的氧化物。
1
(2)同主族元素自上而下，元素的原子半径逐渐增大。(√)
分析：同主族元素自上而下，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。 2．思考：
－3
(1)碱金属单质Li、Na、K应该如何保存？(已知煤油的密度为0.8 g·cm)
提示：碱金属均易与氧气、水等发生反应，故应密闭保存；钠、钾的密度比煤油的密度大，且不与煤油发生反应，因此可保存于煤油中。但锂的密度比煤油的密度小，不能保存在煤油中，一般保存在石蜡中。
(2)根据碱金属元素性质的递变性分析，同主族元素Mg和Ca的活泼性强弱顺序。
提示：碱金属元素从上至下，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，活泼性逐渐增强，同样处于同一主族的Mg和Ca的原子半径：Ca>Mg，则活泼性：Ca>Mg。
[认知总结]
碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性
1．相似性
最高价氧化物对应的水化物的化学式为
化合物→
ROH，且均为碱性
2．递变性
具体情况如下(按从Li→Cs的顺序)：
(1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增大。
①与O2反应越来越剧烈，产物也更加复杂，Li只生成Li2O，Na能生成Na2O和Na2O2，K则能生成K2O、K2O2、KO2等。
②与水反应越来越剧烈，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生剧烈爆炸。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOH ?讲练互动典例剖析 题组训练 [典例剖析] (2015·江苏淮安高一检测)下列有关碱金属单质的化学性质的说法中正确的是 ( ) A．K与H2O反应最剧烈 B．Rb比Na活泼，故Rb可以从Na盐溶液中置换出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 [解析] 碱金属单质的化学性质具有相似性和递变性： [答案] D [易误警示] 2 (1)当Na、K、Rb、Cs投入到金属的盐溶液中时，不是从溶液中置换出相对不活泼的金属，而是先与水发生反应生成碱与氢气，然后生成的碱再与盐发生复分解反应。例如：Na与CuSO4溶液的总反应式为2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 ＋ (2)无还原性的离子，并不意味着它具有强氧化性，如K；无氧化性的离子，并不意味 － 着它具有强还原性，如Cl。 [题组训练] 题组一 碱金属元素的性质 1．钾的金属性比钠强，根本原因是( ) A．钾的密度比钠小 B．钾的熔点比钠低 C．钾原子比钠原子多一个电子层 D．加热时，钾比钠更易汽化 解析：选C。由于钾的电子层数比钠多，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失去电子的能力增强，故金属性K>Na。 2．关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是( ) A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 ＋＋ C．Cs的还原性比Na强，故Na的氧化性大于Cs D．Al的金属性大于Cs的金属性 解析：选D。由金属活动性顺序表可知金属性Na>Al，由同主族元素金属性从上到下逐渐增强，可知金属性：Cs>Na，故金属性：Cs>Na>Al，D项错误。 题组二 碱金属元素性质的递变规律 3．下列有关碱金属元素的说法中，正确的是( ) A．在实验室里，碱金属元素的单质均保存在煤油中 B．在自然界中碱金属元素均以化合态存在 C．碱金属元素的单质在空气中燃烧生成物质的化学式均可表示为R2O D．随着核电荷数的递增，碱金属元素的单质与水反应的剧烈程度逐渐减弱 解析：选B。A中Li的密度比煤油小，会浮在煤油上，故Li要保存在固体石蜡中，A错误；碱金属元素的金属性都很强，在自然界中均以化合态存在，B正确；Na、K等在空气中燃烧会生成更复杂的产物Na2O2、K2O2、KO2等，C错误；随着核电荷数的递增，碱金属元素的单质的还原性增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，D错误。 知识点二 卤素的原子结构与性质 ?自主探究自主学习 探究归纳 阅读教材P7～P9，思考并填空 1．卤族元素的原子结构及特点 (1)原子结构示意图 氟 氯 溴 碘 (2)结构特点 ①卤族元素位于周期表第ⅦA族； ②相同点：最外层上都有7个电子； ③递变性：从F→I，核电荷数逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 2．卤素单质的主要物理性质及递变规律 (1)颜色、状态 3 F2：淡黄绿色气体；Cl2：黄绿色气体； Br2：深红棕色液体；I2：紫黑色固体。 (2)递变规律 从F2到I2：颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。 3．化学性质 (1)卤素单质与氢气的反应 与H2反应生成相应的氢化物：X2＋H2===2HX； F2 Cl2 Br2 I2 规律：――――――――→ 与H2反应剧烈程度：依次减弱， 生成氢化物的稳定性：依次减弱。 (2)单质之间的置换反应 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈橙红色 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色 静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色 结论： 4.卤族元素的原子结构与化学性质的递变关系 随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性逐渐减弱，卤族元素的非金属性逐渐减弱。 自我测评?———————————————————(做一做) 1．判断正误： (1)同主族元素自上而下，碱金属单质和卤素单质的熔、沸点都逐渐升高。(×) 分析：同主族元素自上而下，碱金属单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高。 (2)第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强。(×) 分析：第ⅦA族元素从上到下，得电子能力逐渐减弱，其氢化物的稳定性逐渐减弱。 2．下列有关氟、氯、溴、碘四种元素性质递变规律的说法不正确的是( ) A．单质的颜色逐渐加深 B．单质的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 解析：选D。Cl的非金属性强于Br，故Br2不能从NaCl溶液中置换出Cl2。 3．思考： 根据卤族元素的性质分析，将F2通入NaCl溶液中得到什么气体？ 提示：F2的氧化性大于Cl2，但由于F2与水发生反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2，F2不与溶液－ 中的Cl反应，故F2通入NaCl溶液中得到的是O2而不是Cl2。 [认知总结] 4 2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2 2KI＋Cl2===2KCl＋I2 2KI＋Br2===2KBr＋I2
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