4.1.3原子结构与元素的性质 课件 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第1节原子结构与元素周期表第四章物质结构元素周期律第三课时

原子结构与元素的性质引入人们常说，结构决定性质。我们经常把元素周期表中同主族的元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在的联系。那么，这种内在的联系是什么呢？它们的结构和性质之间又有什么关系呢？学习目标

1.初步掌握原子结构与元素性质的关系，能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律。

2.通过探究认识碱金属元素和卤族元素性质的递变规律，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3.通过碱金属元素和卤族元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。重点：

碱金属元素和卤族元素性质的相似性和递变性难点：

原子结构与碱金属元素和卤族元素性质的关系1.碱金属元素任务一、填写教材99页“思考与讨论”中的表格。讨论回答学案上的任务二、任务三。

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碱金属元素锂()0.152钠()0.186钾()0.227铷()0.248铯()0.265Li31213Na11141516K19Rb37Cs55项目一：碱金属的结构特点任务二、观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的核外电子排布（最外层电子）有什么特点？项目一：碱金属的结构特点最外层电子数相等都是一个电子任务三、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？从上到下原子的核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐变大相似性递变性任务一、回忆第二章学过的知识，思考金属钠具有哪些化学性质？

1.与氧气反应：新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗，失去金属光泽。在空气中点燃金属钠，钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。项目二：预测碱金属的化学性质

2.与水反应：浮、熔、游、响、红。任务二、讨论、分析碱金属的原子结构特点，预测钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？1.最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有强还原性，都以化合态存在。元素均具有较强的金属性（元素失去电子的难易程度），单质均体现较强的还原性。2.能与氧气等非金属反应。3.能与水反应生成相应的碱和氢气。项目二：预测碱金属的化学性质实验操作

将干燥的石棉网加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速放在石棉网上，继续加热片刻，带钾融化后立即撤掉酒精灯，观察现象。实验现象任务一、完成教材P100页实验，观察现象。钾迅速燃烧，产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈项目三：实验探究碱金属钾钠实验操作实验现象共同点不同点①金属浮在水面上；②金属熔化成闪亮的小球；③小球四处游动；④发出“嘶嘶”的响声；⑤反应后的溶液呈红色K与水反应更剧烈任务二、分析和结论1.讨论并回答钾与钠性质的相似性与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？解释原因？项目三：实验探究碱金属元素的原子最外层电子数相同，都是一个电子，都能与氧气等非金属单质以及与水反应。2.从实验观察到钾与水反应比钠与水反应剧烈，你能从原子结构上解释原因吗？由此你能推断出锂与水反应的难易程度吗？碱金属元素随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力减弱。原子失去最外层电子的能力逐渐增强。即从锂到铯金属性逐渐增强。结构的相似性决定了性质的相似性结构的递变性决定了性质的递变性【注意】2.一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水（酸）反应置换出氢气的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性强弱来判断。1.从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如：Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，钾与氧气反应生成多种氧化物，在中学阶段不作介绍。如：从Li→Cs，与H2O（或酸）反应越来越剧烈，K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸。最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH任务一、观察教材P101页表4-2，分析表中数据，思考回答碱金属单质的物理性质表现出哪些相似性和递变性？单质颜色和状态密度(g.cm3)熔点(℃)沸点(℃)Li银白色，柔软0.534180.51347Na银白色，柔软0.9797.81882.9K银白色，柔软0.8663.65774Rb银白色，柔软1.53238.89688Cs略带金属光泽，柔软1.87928.40678.4反常沸点降低熔点降低密度增大项目四：物理性质的相似性和递变性归纳总结2.卤族元素任务一、结合表中数据，讨论并回答在周期表中，卤素原子结构的相似性和递变性？元素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)氟(F)0.071氯(Cl)0.099溴(Br)1.12碘(I)1.32结论917355372345相似性：最外层电子数相等（均为7）；递变性：从上到下，电子层数依次增加；从上到下，原子半径依次增大。项目一：卤素原子的结构特点及物理性质任务二、分析教材表4-3中数据，思考回答卤素单质的物理性质表现出哪些相似性和递变性？卤素单质颜色和状态密度(g.cm3)熔点(℃)沸点(℃)F2（

）淡黄绿色气体1.69-219.6-188.1Cl2（

）黄绿色气体3.214-101-34.6Br2（

）深红棕色液体3.119-7.258.78I2（

）紫黑色固体4.93113.5184.4密度增大颜色加深熔点升高沸点升高项目一：卤素原子的结构特点及物理性质任务一、根据卤族元素原子结构的相似性和递变性，推测卤族元素化学性质的相似性和递变性是什么？1.相似性：最外层电子数都是7，易得到1个电子形成最外层8电子稳定结构，具有较强的非金属性（元素得电子的难易程度）。2.递变性：从F→I，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力减弱，得到电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。项目二：预测卤素单质的化学性质任务一、阅读教材P103页表4-4，根据卤素单质与氢气的反应分析、解释卤素单质性质的相似性和递变性？1.相似性：在一定条件下，从F2到I2都能与H2化反应生成卤化氢。项目三：观察、分析、解释2.递变性；从F2到I2与氢气化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。活动二、实验探究卤素单质的化学性质项目二：卤素单质化学性质的相似性和递变性任务一、结合教材P104页【实验4-1】完成实验，观察比较实验现象，完成表格内容。（溴水为黄色或橙色、碘水为黄褐色）实验内容操作方法实验现象化学方程式或解释氯置换溴将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，振荡试管。氯置换碘将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，振荡试管。无色变黄色(橙色）Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2无色变黄褐色Cl2＋2KI===2KCl＋I2

项目四：卤素单质间的置换反应溴置换碘将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中无色变黄褐色Br2＋2KI===2KBr＋I2项目四：卤素单质间的置换反应任务二、从氧化还原反应的原理出发，思考随核电荷数的增加卤素单质氧化性强弱的递变规律？氧化性:F2>Cl2>Br2>I2