碱金属和卤族元素

关于碱金属和卤族元素1871年门捷列夫（俄）的第二张周期表第2页,共38页，2024年2月25日，星期天环式元素周期表第3页,共38页，2024年2月25日，星期天螺旋时钟式元素周期表第4页,共38页，2024年2月25日，星期天塔式元素周期表第5页,共38页，2024年2月25日，星期天螺旋式元素周期表第6页,共38页，2024年2月25日，星期天透视式元素周期表第7页,共38页，2024年2月25日，星期天多用途元素周期表第8页,共38页，2024年2月25日，星期天对话式周期表多用途元素周期表第9页,共38页，2024年2月25日，星期天碱金属元素第10页,共38页，2024年2月25日，星期天一.碱金属的主要物理性质元素名称元素符号核电荷数颜色和状态密度g·cm-3熔点℃沸点℃锂Li3银白色，柔软0.534180.51347钠Na11银白色，柔软0.9797.81882.9钾K19银白色，柔软0.8663.65774铷Rb37银白色，柔软1.53238.89688铯Cs55略带金色光泽，柔软1.87928.40678.4思考：碱金属在物性上有无相似点，不同之处有无一定规律？相似性：色（铯略带金色）、软、轻、低、导递变性：从锂到铯密度增大（K与Na反常）；熔沸点降低第11页,共38页，2024年2月25日，星期天2+312+118112+198812+37881812+55881818LiNaKRbCs原子结构示意图第12页,共38页，2024年2月25日，星期天二、碱金属元素原子结构比较讨论：碱金属元素在原子结构上有什么相同之处，又有什么不同之处？元素符号核电荷数电子层结构电子层数原子半径

(nm)Li3

212

0.152Na11

2813

0.186K19

28814

0.227Rb37

2818815

0.248Cs55

281818816

0.265第13页,共38页，2024年2月25日，星期天碱金属元素的原子结构

LiNaKRbCs递变性最外层都只有1个电子核电荷数逐渐增加电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大相似性思考：根据碱金属的原子结构，推测碱金属化学性质的相似性和递变规律。第14页,共38页，2024年2月25日，星期天推测一:

原子的最外层都只有1个电子，因此，它们可能具有与钠相似的化学性质。推测二:

随着原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子能力递增，元素的金属性增强。因此，钾、铷、铯与氧气或水的反应，将比钠更剧烈。分析2：除了最外层电子，物质的化学性质可能还与结构中的什么因素有关？分析1：决定物质化学性质的主要因素是什么？最外层电子数第15页,共38页，2024年2月25日，星期天⒈与非金属反应

4Na+O2=2Na2O2Na+O2==Na2O2

加热4Li+O2==2Li2O加热三、化学性质第16页,共38页，2024年2月25日，星期天⒉与水反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑在碱金属中，随着核电荷数的增加，与水反应越来越剧烈。所以，碱金属元素的金属性从锂到铯逐渐增强。第17页,共38页，2024年2月25日，星期天大量的实验证明，碱金属元素从锂到铯，物理性质和化学性质呈现出一定的相似性和递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大，密度有增大趋势，熔沸点逐渐降低。碱金属元素金属性逐渐增强，单质还原性依次增强。第18页,共38页，2024年2月25日，星期天卤族元素ClBrIF第19页,共38页，2024年2月25日，星期天(1)黄绿色气体(2)有刺激性气味、有毒(3)密度比空气大(4)易液化（相比其它气体，Cl2的沸点高,液氯用钢瓶储运）(5)能溶于水（常温常压下，1体积水约溶解2体积的氯气,1：2）

包括：色、态、味、密度、熔沸点、水溶性等回顾：氯气Cl2

1、物理性质第20页,共38页，2024年2月25日，星期天2、化学性质(强氧化性）（1）与金属反应如：3Cl2+2Fe=2FeCl3（2）与H2反应

Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸）（3）与水反应Cl2+H2O==HCl+HClO（4）与碱反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O第21页,共38页，2024年2月25日，星期天氟气物理性质：氟气常温下为淡黄绿色的气体，有剧毒。一、卤素的物理性质第22页,共38页，2024年2月25日，星期天氯气物理性质：氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1体积水能溶解2体积氯气，有毒。第23页,共38页，2024年2月25日，星期天液溴物理性质：液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水，挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。第24页,共38页，2024年2月25日，星期天碘物理性质：碘在常温下为紫黑色固体，具有毒性，易溶于汽油、乙醇苯等溶剂，微溶于水。第25页,共38页，2024年2月25日，星期天FClBrI物理性质单质颜色：单质状态：单质密度：单质熔沸点：

逐渐加深气液固逐渐增大逐渐升高第26页,共38页，2024年2月25日，星期天单质颜色状态密度熔、沸点溶解性(水)毒性F2Cl2Br2I2浅—深

小—大大——小低—高气气液固大—小反应浅黄绿黄绿红棕紫黑第27页,共38页，2024年2月25日，星期天浅紫紫红深黄褐I2橙橙红黄橙Br2汽油、苯、四氯化碳中水中溶剂溶质溶解的量多少不一，颜色呈现深浅不一汽油、苯比水轻，四氯化碳比水重溴、碘在几种溶剂中的颜色、溶解性可用萃取来分离溴水或碘水第28页,共38页，2024年2月25日，星期天碘二、卤素的化学性质画出F、Cl、Br、I元素的原子结构示意图

氟氯溴At砹第29页,共38页，2024年2月25日，星期天FClBrI相同点：最外层电子数均为７不同点：原子核电荷数逐渐增多核外电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大

第30页,共38页，2024年2月25日，星期天1、X2与金属单质反应

通式：

X2+金属金属卤化物2Na+Cl2=2NaCl2Na+Br2=2NaBr2Na+I2=2NaI特殊：

I2与变价金属生成低价盐

Fe+I2=FeI22Cu+I2=2CuI第31页,共38页，2024年2月25日，星期天名称反应条件方程式生成氢化物的稳定性

F2

Cl2

Br2

I2

2、与非金属氢气反应光照或点燃H2+Cl22HCl光照或点燃H2+Br22HBrH2+F22HFH2+I22HI阴暗处爆炸加热条件下高温条件下加热高温很稳定稳定较不稳定很不稳定第32页,共38页，2024年2月25日，星期天

3、与水反应相同:I2+H2O

＝

HI+HIO不同:2F2+2H2O＝4HF+O24、与碱反应Br2+2NaOH

＝

NaBr+NaBrO+H2OI2+2NaOH

＝

NaI+NaIO+H2OCl2+2NaOH

＝

NaCl+NaClO+H2OCl2+H2O＝

HCl+HClOBr2+H2O

＝

HBr+HBrO第33页,共38页，2024年2月25日，星期天

氯水与溴化钠溶液反应（下层橙色）

NaBr溶液氯水溴的四氯化碳溶液CCl45、卤素单质间的置换反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2第34页,共38页，2024年2月25日，星期天

氯水与碘化钾溶液反应（下层紫色）

KI溶液氯水碘的四氯化碳溶液CCl4Cl2+2KI=2KCl+I2第35页,共38页，2024年2月25日，星期天

溴水与碘化钾溶液反应(下层紫色）

KI溶液溴水碘的四氯化碳溶液CCl4Br2+2KI=2KBr+I2第36页,共38页，2024年2月25日，星期天通过三个演示实验，能得出什么结论？氧化