2019-2020学年新人教版必修1：4.1.3原子结构与元素的性质课件（89张）

1、第3课时原子结构与元素的性质一、元素的性质一、元素的性质1.1.金属性金属性金属元素的原子最外层电子一般少于金属元素的原子最外层电子一般少于4 4个个, ,在化学反应在化学反应中容易中容易_,_,具有具有_。即金属元素的金属性。即金属元素的金属性是指金属元素的原子所具有的是指金属元素的原子所具有的_的能力。的能力。失去电子失去电子金属性金属性失去电子失去电子2.2.非金属性非金属性非金属元素的原子最外层电子一般多于非金属元素的原子最外层电子一般多于4 4个个, ,在化学反在化学反应中容易应中容易_,_,具有具有_。即非金属元素的。即非金属元素的非金属性是指非金属元素的原子所具有的非金属性是指非

2、金属元素的原子所具有的_的的能力。能力。得到电子得到电子非金属性非金属性得到电子得到电子【想一想想一想】 氢气与氧气反应生成水氢气与氧气反应生成水, ,氢元素显正价氢元素显正价, ,能能证明氢元素有一定的金属性吗证明氢元素有一定的金属性吗? ?提示提示: :不能。氢元素在反应中显正价不能。氢元素在反应中显正价, ,说明氢气具有还说明氢气具有还原性原性, ,不能说氢元素具有金属性。金属性是从微观角度不能说氢元素具有金属性。金属性是从微观角度来讲原子的失电子能力来讲原子的失电子能力; ;还原性是从宏观上来讲物质具还原性是从宏观上来讲物质具有的失电子能力。有的失电子能力。二、碱金属元素二、碱金属元素

3、1.1.碱金属元素的原子结构碱金属元素的原子结构元素元素名称名称_元素元素符号符号_LiLiNaNaK KRbRbCsCs锂锂钠钠钾钾铷铷铯铯原子原子结构结构示意示意图图原子原子半径半径/nm/nm0.1520.1520.1860.1860.2270.2270.2480.2480.2650.265结论结论(1)(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是碱金属元素的原子最外层电子数都是_。(2)(2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大大, ,电子层数逐渐电子层数逐渐_,_,原子半径逐渐原子半径逐渐_。1 1增多增多增大增大2.2.碱金属单质的化学性质碱金属单质的化学性

4、质(1)(1)钠、钾与氧气反应比较钠、钾与氧气反应比较实验现象实验现象: :都能在空气中燃烧都能在空气中燃烧, ,钠产生黄色火焰钠产生黄色火焰, ,钾产钾产生紫色火焰生紫色火焰, ,钾燃烧更剧烈。钾燃烧更剧烈。反应方程式反应方程式:2Na+O:2Na+O2 2 Na Na2 2O O2 2、K+OK+O2 2 KO KO2 2。实验结论实验结论: :金属的活泼性金属的活泼性:K_Na:K_Na。= (2)(2)钠、钾与水反应的比较钠、钾与水反应的比较碱金属碱金属单质单质钠钠钾钾实验实验操作操作 碱金属碱金属单质单质钠钠钾钾实验实验现象现象相同点相同点_不同点不同点_金属浮在水面上金属浮在水面上

5、; ;熔成闪亮熔成闪亮的小球的小球; ;小球四处游动小球四处游动; ;发出发出嘶嘶的响声嘶嘶的响声; ;反应后的溶液反应后的溶液呈红色呈红色钾与水的反应有轻微爆炸声钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧并着火燃烧碱金属碱金属单质单质钠钠钾钾实验实验原理原理_实验实验结论结论与水反应剧烈程度与水反应剧烈程度:K_Na;:K_Na;金属的活金属的活泼性泼性:K_Na:K_Na。2Na+2H2Na+2H2 2O=O=2NaOH+H2NaOH+H2 22K+2H2K+2H2 2O=2KOH+O=2KOH+H H2 2 【巧判断巧判断】(1)(1)碱金属元素即碱金属元素即AA元素。元素。 ( () )提示提

6、示: :。第。第AA元素包括氢元素和碱金属元素。元素包括氢元素和碱金属元素。(2)(2)从上到下从上到下, ,碱金属单质密度依次增大碱金属单质密度依次增大, ,熔、沸点依次熔、沸点依次降低。降低。( () )提示提示: :。钾的密度比钠小。钾的密度比钠小。(3)K(3)K比比NaNa活泼活泼, ,故故K K可以从钠盐溶液中置换出可以从钠盐溶液中置换出NaNa。( () )提示提示: :。钠、钾均与水反应。钠、钾均与水反应, ,两者不能在溶液中发生两者不能在溶液中发生金属间的置换反应。金属间的置换反应。【情境情境思考思考】钾与水剧烈反应钾与水剧烈反应, ,甚至在冰上也能着火甚至在冰上也能着火,

7、,生成氢氧化钾生成氢氧化钾和氢气和氢气, ,反应时放出的热量能使金属钾熔化反应时放出的热量能使金属钾熔化, ,并引起钾并引起钾和氢气燃烧。和氢气燃烧。(1)(1)钾失火钾失火, ,应采取什么方法灭火应采取什么方法灭火? ?提示提示: :用沙土、石棉等覆盖。用沙土、石棉等覆盖。(2)(2)钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰? ?提示提示: :生产生活中常见物质中大多数含有钠元素生产生活中常见物质中大多数含有钠元素, ,其焰其焰色试验为黄色色试验为黄色, ,黄色能掩盖紫色。黄色能掩盖紫色。3.3.碱金属单质的物理性质碱金属单质的物理性质元素元素

8、LiLi、NaNa、K K、RbRb、Cs(Cs(原子序数增大原子序数增大) )相同点相同点除铯外除铯外, ,其余都呈其余都呈_色色, ,它们都比它们都比较软较软, ,有延展性有延展性, ,密度较密度较_,_,熔点较熔点较_,_,导电、导热性强导电、导热性强银白银白小小低低递变递变规律规律密度密度逐渐逐渐_(_(钠、钾反常钠、钾反常) )熔、熔、沸点沸点逐渐逐渐_个性特点个性特点铯略带金属光泽铯略带金属光泽; ;锂的密度比锂的密度比煤油的小煤油的小; ;钠的密度比钾大钠的密度比钾大增大增大降低降低【想一想想一想】 金属钠、钾在实验室中如何保存金属钠、钾在实验室中如何保存? ?提示提示: :少量

9、的钠和钾可保存在煤油中少量的钠和钾可保存在煤油中, ,并密封存放。并密封存放。三、卤族元素三、卤族元素1.1.卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2颜色、颜色、状态状态_色气体色气体_色气体色气体_色液体色液体_色固体色固体密度密度逐渐逐渐_熔、沸点熔、沸点逐渐逐渐_淡黄绿淡黄绿黄绿黄绿深红棕深红棕紫黑紫黑增大增大升高升高2.2.卤素的原子结构特点卤素的原子结构特点相同点相同点卤族元素位于周期表第卤族元素位于周期表第_族族; ;最外层上都有最外层上都有_个电子。个电子。递变性递变性从从F FI I核电荷数依次核电荷数依次_,_,电子层电子层数依

10、次数依次_,_,原子半径依次原子半径依次_。 AA7 7增大增大增多增多增大增大3.3.卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质(1)(1)卤素单质与氢气反应卤素单质与氢气反应卤素卤素单质单质反应反应条件条件化学方程式化学方程式产物产物稳定性稳定性F F2 2暗处暗处_很稳定很稳定ClCl2 2光照或光照或点燃点燃_较稳定较稳定H H2 2+F+F2 2=2HF=2HFH H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 2HCl卤素卤素单质单质反应反应条件条件化学方程式化学方程式产物产物稳定性稳定性BrBr2 2加热加热_不如氯化不如氯化氢稳定氢稳定I I2 2不断不断加热加热_不稳定不稳定结论结论从从F

11、F2 2到到I I2 2, ,与与H H2 2反应所需要的条件逐渐反应所需要的条件逐渐_,_,反应剧烈程度依次反应剧烈程度依次_,_,生成气生成气态氢化物的稳定性依次态氢化物的稳定性依次_。H H2 2+Br+Br2 2 2HBr 2HBrH H2 2+I+I2 2 2HI 2HI升高升高减弱减弱减弱减弱= 【巧判断巧判断】(1)HX(1)HX都极易溶于水都极易溶于水, ,它们的热稳定性随核电荷数增加它们的热稳定性随核电荷数增加而增强而增强( () )提示提示: :。HXHX的热稳定性随核电荷数增加而减弱。的热稳定性随核电荷数增加而减弱。(2)(2)卤素单质的颜色从卤素单质的颜色从F F2 2

12、I I2 2按相对分子质量增大而加按相对分子质量增大而加深深( () )提示提示: :。从。从F F2 2 I I2 2卤素单质的颜色逐渐加深。卤素单质的颜色逐渐加深。(2)(2)卤素单质之间的置换反应卤素单质之间的置换反应实验操作实验操作实验现象实验现象化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体液体分层分层, ,上层接上层接近无色近无色, ,下层下层呈呈_色色_ClCl2 2+2KBr=2KCl+2KBr=2KCl+Br+Br2 2橙红橙红实验操作实验操作实验现象实验现象化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体液体分层分层, ,上层接上层接近无色近无色, ,下层下层呈呈_色色_ _ 紫

13、红紫红ClCl2 2+2KI=2KCl+2KI=2KCl+I I2 2实验操作实验操作实验现象实验现象化学方程式化学方程式 静置后静置后, ,液体分层液体分层, ,上层接近无色上层接近无色, ,下下层呈层呈_色色_ 结论结论ClCl2 2II2 2氧化性逐渐氧化性逐渐_,_,相应的相应的卤素离子还原性逐渐卤素离子还原性逐渐_紫红紫红BrBr2 2+2KI=+2KI=2KBr+I2KBr+I2 2减弱减弱增强增强【情境情境思考思考】氟是一种反应性能极高的元素氟是一种反应性能极高的元素, ,被称为被称为“化学界顽童化学界顽童”。但氟一旦与其他元素结合但氟一旦与其他元素结合, ,就会成为耐热、难以被

14、药品就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能高度安全性能”的化合物。氟的的化合物。氟的化合物化学性质稳定化合物化学性质稳定, ,氟具有很强的非金属性。氟树脂氟具有很强的非金属性。氟树脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、弯曲等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、弯曲率低、电气性能好等优异性能。氟元素被广泛应用于率低、电气性能好等优异性能。氟元素被广泛应用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。(1)(1)卤素单质中氧化性最强的是哪种单质卤素单质中氧化性最强的是哪种单质? ?提示提示: :F F2 2。

15、(2)F(2)F在化合物中有无正价在化合物中有无正价? ?提示提示: :F F在化合价中只显示在化合价中只显示-1-1价价, ,无正价。无正价。四、同主族元素的性质与原子结构的关系四、同主族元素的性质与原子结构的关系知识点一碱金属单质化学性质的相似性和递变性知识点一碱金属单质化学性质的相似性和递变性【重点释疑重点释疑】1.1.相似性相似性2.2.递变性递变性(1)(1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律单质的还原性与离子的氧化性递变规律(2)(2)具体表现具体表现LiLiNaNaK KRbRbCsCs单单质质与与氧氧气气反应越来越剧烈反应越来越剧烈, ,产物越来越复杂产物越来越复杂LiLi2

16、2O ONaNa2 2O O、NaNa2 2O O2 2K K2 2O O、K K2 2O O2 2、KOKO2 2氧化物氧化物更复杂更复杂LiLiNaNaK KRbRbCsCs单单质质与与水水反应越来越剧烈反应越来越剧烈反应反应缓慢缓慢剧烈剧烈反应反应轻微轻微爆炸爆炸剧烈剧烈爆炸爆炸化合物化合物碱性强弱碱性强弱:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH:LiOHNaOHKOHRbOHNaOHKOHRbOH:LiOHNaOHKOHRbOHB.B.金属性金属性:RbKNaLi:RbKNaLiC.FeC.Fe、NaNa分别和稀盐酸反应时分别和稀盐酸反应时, ,每个铁原子失去每个铁原子失去2 2个电个

17、电子子, ,每个钠原子失去每个钠原子失去1 1个电子个电子, ,所以所以FeFe的金属活动性强于的金属活动性强于NaNaD.RbD.Rb不易与水反应放出不易与水反应放出H H2 2【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点: :(1)(1)明确金属性强弱与最高价氧化物的水化物的碱性强明确金属性强弱与最高价氧化物的水化物的碱性强弱的关系弱的关系; ;(2)(2)明确金属性与失电子的多少无关。明确金属性与失电子的多少无关。【解析解析】选选B B。因为金属性。因为金属性LiNaKRb,LiNaKRb,所以碱性所以碱性LiOHNaOHKOHRbOH,RbLiOHNaOHKOHCu

18、:ZnCu。(5)(5)据离子的氧化性强弱判断。据离子的氧化性强弱判断。金属阳离子的氧化性越强金属阳离子的氧化性越强, ,元素的金属性越弱。如氧化元素的金属性越弱。如氧化性性:Cu:Cu2+2+FeFe2+2+, ,则金属性则金属性:CuFe:CuHClHBrHI:HFHClHBrHI还原性还原性:HFHClHBrHI:HFHClHBrHI酸性酸性:HFHClHBrHI:HFHClHBrHBrOHBrO4 4HIOHIO4 4(F(F没有最高价含没有最高价含氧酸氧酸) )3.3.特殊性特殊性(1)(1)氟元素无正价氟元素无正价, ,无含氧酸无含氧酸, ,而氯、溴、碘元素有最高而氯、溴、碘元素有

19、最高正价和含氧酸。正价和含氧酸。(2)X(2)X2 2+H+H2 2O=HX+HXO,O=HX+HXO,而而2F2F2 2+2H+2H2 2O=4HF+OO=4HF+O2 2。(3)(3)溴单质在常温下是唯一一种液态非金属单质。溴单质在常温下是唯一一种液态非金属单质。(4)(4)碘为紫黑色固体碘为紫黑色固体, ,易升华易升华, ,淀粉遇淀粉遇I I2 2变蓝色。变蓝色。(5)(5)氢氟酸为弱酸氢氟酸为弱酸, ,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。【知识拓展知识拓展】溴和碘在有机溶剂中的颜色溴和碘在有机溶剂中的颜色溴和碘在有机溶剂中浓度不同溴和碘在有机溶剂中浓度不同, ,

20、颜色不同。碘在水中一颜色不同。碘在水中一般为黄色到褐色般为黄色到褐色, ,在有机溶剂中一般为紫色到紫红色在有机溶剂中一般为紫色到紫红色; ;溴在水中一般为黄色到棕色溴在水中一般为黄色到棕色, ,在有机溶剂中一般为橙色在有机溶剂中一般为橙色到橙红色。在一定条件下到橙红色。在一定条件下, ,溶液颜色可以作为判断是否溶液颜色可以作为判断是否有相应物质生成的依据。有相应物质生成的依据。【思考思考讨论讨论】(1)(1)相对分子质量小的卤素单质一定能将相对分子质量相对分子质量小的卤素单质一定能将相对分子质量大的卤素单质从卤化物溶液中置换出来吗大的卤素单质从卤化物溶液中置换出来吗? ?提示提示: :不一定。

21、不一定。F F2 2通入溶液中时通常与水反应置换出氧通入溶液中时通常与水反应置换出氧气。气。(2)(2)为什么卤化氢的稳定性越来越弱为什么卤化氢的稳定性越来越弱? ?提示提示: :从从F F到到I,I,随核电荷数的增加随核电荷数的增加, ,电子层数逐渐增多电子层数逐渐增多, ,原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大, ,原子核对最外层电子的引力逐渐减原子核对最外层电子的引力逐渐减弱弱, ,得电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱, ,元素非金属性逐渐减弱元素非金属性逐渐减弱, ,故氢故氢化物越来越不稳定。化物越来越不稳定。【案例示范案例示范】【典例典例】18261826年年, ,法国的一位青年波拉德把海

22、藻烧成灰法国的一位青年波拉德把海藻烧成灰, ,用热水浸取用热水浸取, ,再往里通氯气再往里通氯气, ,这时这时, ,就得到紫黑色的固就得到紫黑色的固体体碘晶体。他发现在提取后的母液底部碘晶体。他发现在提取后的母液底部, ,总沉着一总沉着一层深褐色的液体层深褐色的液体, ,这液体具有刺鼻的臭味。详细地进行这液体具有刺鼻的臭味。详细地进行研究后证明研究后证明, ,这深褐色的液体这深褐色的液体, ,是一种人们还未发现的是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为新元素。科学家把这种新元素称为“溴溴”。德国著名。德国著名的化学家李比希也做过和波拉德相似的实验的化学家李比希也做过和波拉德相似的实验

23、, ,看到过这看到过这一奇怪的现象一奇怪的现象, ,所不同的是所不同的是, ,李比希没有深入地钻研下李比希没有深入地钻研下去去, ,只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)(ICl)通氯气时通氯气时, ,氯和碘形成的化合物。因此氯和碘形成的化合物。因此, ,他只他只是往瓶子上贴了一张是往瓶子上贴了一张“氯化碘氯化碘”的标签就完了的标签就完了, ,从而与从而与溴元素失之交臂溴元素失之交臂, ,没有发现这一新的元素。没有发现这一新的元素。(1)(1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。( (宏观宏观辨识与微观

24、探析辨识与微观探析) )提示提示: :ClCl2 2+2Br+2Br- -=Br=Br2 2+2Cl+2Cl- -,Cl,Cl2 2+2I+2I- -=I=I2 2+2Cl+2Cl- -。(2)(2)比较比较ClCl- -、BrBr- -、I I- -的还原性强弱的还原性强弱, ,并从原子结构角度并从原子结构角度解释原因。解释原因。( (宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析) )提示提示: :ClCl- -、BrBr- -、I I- -的还原性的还原性:Cl:Cl- -BrBr- -IBr:ClBr。(4)(4)据离子的还原性强弱判断据离子的还原性强弱判断: :非金属阴离子的还原性非金属阴离子

25、的还原性越强越强, ,元素的非金属性越弱。如还原性元素的非金属性越弱。如还原性:Cl:Cl- -II:ClI。【迁移迁移应用应用】( (教材改编题教材改编题) )下列说法正确的是下列说法正确的是 ( () )A.A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7,7,次外层电子次外层电子数都是数都是8 8B.B.从从HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI酸性递增的事实酸性递增的事实, ,推出推出F F、ClCl、BrBr、I I的非金属性递增规律的非金属性递增规律C.C.酸性酸性:HFO:HFO4 4HClOHClO4 4HBrOHBrO4 4HIOHIO4 4D.

26、D.砹是原子序数最大的卤族元素砹是原子序数最大的卤族元素, ,根据卤素性质的相似根据卤素性质的相似性性, ,砹微溶于水砹微溶于水, ,易溶于易溶于CClCCl4 4【解析解析】选选D D。F F的次外层电子数为的次外层电子数为2,Br2,Br的次外层电子的次外层电子数为数为18,A18,A项错误项错误; ;元素的非金属性强弱可以根据其最高元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较价氧化物对应水化物的酸性强弱比较, ,不能根据氢化物不能根据氢化物的酸性强弱比较的酸性强弱比较,B,B项错误项错误;F;F无正化合价无正化合价, ,不能形成不能形成HFOHFO4 4,C,C错误错

27、误; ;由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知, ,砹微溶于水砹微溶于水, ,易溶于易溶于CClCCl4 4,D,D正确。正确。【补偿训练补偿训练】1.1.甲、乙、丙三种溶液中各含有一种甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X X- -(X(X- -为为ClCl- -、BrBr- -或或I I- -),),向甲中加淀粉溶液和氯水向甲中加淀粉溶液和氯水, ,则溶液变为橙色则溶液变为橙色, ,再加丙溶液再加丙溶液, ,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( () )A.BrA.Br- -、ClCl- -、I I- -B.BrB.Br- -、I I- -、ClCl- -C.IC.I- -、BrBr- -、ClCl- -D.ClD.Cl- -、BrBr- -、I I- -【解析解析】选选B B。根据卤素单质氧化性强弱和。根据卤素单质氧化性强弱和X