人教版高中化学必修一 《原子结构与元素的性质》原子结构与元素周期表课件

1、第3课时原子结构与元素的性质 一、元素的性质1.金属性金属元素的原子最外层电子一般少于4个,在化学反应中容易_,具有_。即金属元素的金属性是指金属元素的原子所具有的_的能力。失去电子金属性失去电子2.非金属性非金属元素的原子最外层电子一般多于4个,在化学反应中容易_,具有_。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_的能力。得到电子非金属性得到电子【想一想】 氢气与氧气反应生成水,氢元素显正价,能证明氢元素有一定的金属性吗?提示:不能。氢元素在反应中显正价,说明氢气具有还原性,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;还原性是从宏观上来讲物质具有的失电子能力。二

2、、碱金属元素1.碱金属元素的原子结构元素名称_元素符号_LiNaKRbCs锂钠钾铷铯原子结构示意图原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265结论(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是_。(2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大,电子层数逐渐_,原子半径逐渐_。1增多增大2.碱金属单质的化学性质(1)钠、钾与氧气反应比较实验现象:都能在空气中燃烧,钠产生黄色火焰,钾产生紫色火焰,钾燃烧更剧烈。反应方程式:2Na+O2 Na2O2、K+O2 KO2。实验结论:金属的活泼性:K_Na。=(2)钠、钾与水反应的比较碱金属单质钠钾实验操作 碱金属单质钠钾实验现象相同点_不同点_金属

3、浮在水面上;熔成闪亮的小球;小球四处游动;发出嘶嘶的响声;反应后的溶液呈红色钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧碱金属单质钠钾实验原理_实验结论与水反应剧烈程度:K_Na;金属的活泼性:K_Na。2Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2【巧判断】(1)碱金属元素即A元素。()提示:。第A元素包括氢元素和碱金属元素。(2)从上到下,碱金属单质密度依次增大,熔、沸点依次降低。()提示:。钾的密度比钠小。(3)K比Na活泼,故K可以从钠盐溶液中置换出Na。()提示:。钠、钾均与水反应,两者不能在溶液中发生金属间的置换反应。【情境思考】钾与水剧烈反应,甚至在冰上也能着火,生成氢氧

4、化钾和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾和氢气燃烧。(1)钾失火,应采取什么方法灭火?提示:用沙土、石棉等覆盖。(2)钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰?提示:生产生活中常见物质中大多数含有钠元素,其焰色试验为黄色,黄色能掩盖紫色。3.碱金属单质的物理性质元素Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)相同点除铯外,其余都呈_色,它们都比较软,有延展性,密度较_,熔点较_,导电、导热性强银白小低递变规律密度逐渐_(钠、钾反常)熔、沸点逐渐_个性特点铯略带金属光泽;锂的密度比煤油的小;钠的密度比钾大增大降低【想一想】 金属钠、钾在实验室中如何保存?提示:少量的钠和钾可保存在煤

5、油中,并密封存放。三、卤族元素1.卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态_色气体_色气体_色液体_色固体密度逐渐_熔、沸点逐渐_淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高2.卤素的原子结构特点相同点卤族元素位于周期表第_族;最外层上都有_个电子。递变性从FI核电荷数依次_,电子层数依次_,原子半径依次_。 A7增大增多增大3.卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处_很稳定Cl2光照或点燃_较稳定H2+F2=2HFH2+Cl2 2HCl卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性Br2加热_不如氯化氢稳定I2不断加热_不稳定结论从F2到I2,与H2反应所需要的

6、条件逐渐_,反应剧烈程度依次_,生成气态氢化物的稳定性依次_。H2+Br2 2HBrH2+I2 2HI升高减弱减弱=【巧判断】(1)HX都极易溶于水,它们的热稳定性随核电荷数增加而增强()提示:。HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱。(2)卤素单质的颜色从F2I2按相对分子质量增大而加深()提示:。从F2 I2卤素单质的颜色逐渐加深。(2)卤素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_色_Cl2+2KBr=2KCl+Br2橙红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_色_ 紫红Cl2+2KI=2KCl+I2实验操作实验现象化学

7、方程式 静置后,液体分层,上层接近无色,下层呈_色_ 结论Cl2I2氧化性逐渐_,相应的卤素离子还原性逐渐_紫红Br2+2KI=2KBr+I2减弱增强【情境思考】氟是一种反应性能极高的元素,被称为“化学界顽童”。但氟一旦与其他元素结合,就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合物。氟的化合物化学性质稳定,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。(1)卤素单质中氧化性最强的是哪种单质?提示:F2。(2)F在化合物中有无正价?提示:F在化合价中只显示-1

8、价,无正价。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【重点释疑】1.相似性2.递变性(1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律(2)具体表现LiNaKRbCs单质与氧气反应越来越剧烈,产物越来越复杂Li2ONa2O、Na2O2K2O、K2O2、KO2氧化物更复杂LiNaKRbCs单质与水反应越来越剧烈反应缓慢剧烈反应轻微爆炸剧烈爆炸化合物碱性强弱:LiOHNaOHKOHRbOHNaOHKOHRbOHB.金属性:RbKNaLiC.Fe、Na分别和稀盐酸反应时,每个铁原子失去2个电子,每个钠原子失去1个电子,所以Fe的金属活动性强于NaD.Rb不易与水反应放出H

9、2【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)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;(2)明确金属性与失电子的多少无关。【解析】选B。因为金属性LiNaKRb,所以碱性LiOHNaOHKOHCu。(5)据离子的氧化性强弱判断。金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱。如氧化性:Cu2+Fe2+,则金属性:CuHClHBrHI还原性:HFHClHBrHI酸性:HFHClHBrHBrO4HIO4(F没有最高价含氧酸)3.特殊性(1)氟元素无正价,无含氧酸,而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。(2)X2+H2O=HX+HXO,而2F2+2H2O=4HF+O2。(3)溴单质在常温下是唯一

10、一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。(5)氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。【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浓度不同,颜色不同。碘在水中一般为黄色到褐色,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,在有机溶剂中一般为橙色到橙红色。在一定条件下,溶液颜色可以作为判断是否有相应物质生成的依据。【思考讨论】(1)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?提示:不一定。F2通入溶液中时通常与水反应置换出氧气。(2)为什么卤化氢的稳定性越来越弱?提示:从F到I,随核电荷数的增加,电子层数

11、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,得电子能力逐渐减弱,元素非金属性逐渐减弱,故氢化物越来越不稳定。【案例示范】【典例】1826年,法国的一位青年波拉德把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通氯气,这时,就得到紫黑色的固体碘晶体。他发现在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,这液体具有刺鼻的臭味。详细地进行研究后证明,这深褐色的液体,是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为“溴”。德国著名的化学家李比希也做过和波拉德相似的实验,看到过这一奇怪的现象,所不同的是,李比希没有深入地钻研下去,只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)通氯气时,氯和碘形成的化

12、合物。因此,他只是往瓶子上贴了一张“氯化碘”的标签就完了,从而与溴元素失之交臂,没有发现这一新的元素。(1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,Cl2+2I-=I2+2Cl-。(2)比较Cl-、Br-、I-的还原性强弱,并从原子结构角度解释原因。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl-、Br-、I-的还原性:Cl-Br-Br。(4)据离子的还原性强弱判断:非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱。如还原性:Cl-I。【迁移应用】(教材改编题)下列说法正确的是()A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8B.从HF、

13、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律C.酸性:HFO4HClO4HBrO4HIO4D.砹是原子序数最大的卤族元素,根据卤素性质的相似性,砹微溶于水,易溶于CCl4【解析】选D。F的次外层电子数为2,Br的次外层电子数为18,A项错误;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,不能根据氢化物的酸性强弱比较,B项错误;F无正化合价,不能形成HFO4,C错误;由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知,砹微溶于水,易溶于CCl4,D正确。【补偿训练】1.甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加淀粉溶液和氯水,则

14、溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有()A.Br-、Cl-、I-B.Br-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、Br-、I-【解析】选B。根据卤素单质氧化性强弱和X-还原性强弱变化规律可知,X2的氧化性:F2Cl2Br2I2,X-的还原性:F-Cl-Br-I-。溴水呈橙色,碘单质能使淀粉变蓝。由此可以推断出:向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液不变蓝色,而呈现橙色,可以说明甲中有Br-,而无I-,再把丙加入甲中,无明显变化,可以证明丙中无I-,由此可知甲中含有Br-,乙中含有I-,丙中含有Cl-。2.(2019武汉高一检测)卤素在自然界都以典型的盐类存在,是成盐元素。下列说法中正确的是(