高中化学 第四章 第一节 第3课时 原子结构与元素的性质

第3课时原子结构与元素的性质

［核心素养发展目标I1.以第IA族的碱金属元素、第WIA族的卤族元素为例、通过探究认识同主族元素性质（金

属性与非金属性）的递变规律.并能用原子结构理论加以解释.培养“科学探究”与“证据推理”的核心素养。2.通

过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性、提升“科学探究与创新意识”的核心素养。

一、碱金属元素

I.元素化学性质与原子结构的关系

根据初中所学原子结构的知识，填写下表：

原子最外层电子数特点得失电子情况化学性质

稀有气体元素都为8（氯为2）不易________

金属元素一般__________4易__________

非金属元素一般__________4易__________

由上表可知,原子结构决定元索的

2.碱金属元素的原子结构

填写下表中的信息，并思考和讨论下列问题：

元素名称锂钠钾锄艳

元素符号

原子结构示意图

9力3

原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265

【思考11（1）在元素周期表中从上往下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化?

(2)从上往下.碱金属元素的原子核外电子排布有什么特点?从哪一点能推断出碱金属元素的化学性

质具有相似性？

3.碱金属元素化学性质的比较

【思考2】(1)回忆第二章学过的知识,钠有哪些化学性质？

(2)结合锂、钠和钾的原子结构特点.请你预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。剧烈程度

如何变化？

［实验和观察］

钠、钾与氧气反应钾与水反应

t

操作国-闯

钾______在水面上;迅速_______

都能在空气中燃烧，钠产生

成闪亮的小球__________;反应剧

现象_______火焰,钾产生________

烈,有轻微_________声并着火燃

火焰,钾燃烧更剧烈

烧:溶液变红

化学方程式△

=2K+2H2。—2KOH+H2t

2Na+O2Na2O2

结论钠、钾都能与Ch、比0反应，且_______更活泼，与预测_________

【思考3】(1)根据钾、钠与水反应的现象.推断锂与水反应的难易程度。

(2)根据上述实验.结合碱金属元素的原子结构推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变规律。完

成下列填空:

最外层上都有一个电子，易—电子，

相似性

都能和氧气或水发生反应，且产物中

Li金属元素化合价都是_价

Na

K从Li~Cs,电子层数逐渐____,原子

Rh半径逐渐,原子核对最外层电子

递变性

Cs的引力逐渐____,原子失去靛外层电

子的能力逐渐—;金属性逐渐,

与。2或H2O的反应程度越来越

4.碱金属元素物理性质的相似性和递变性

m相似性颜色硬度密度熔点延展性导电、导热性

Na»_______________________良好良好

K（除他外）

刖递变性从Li~Cs.密度逐渐（钠、钾反常）.熔、沸

凹点逐渐

r应用体验」

1.判断正误

（1）从锂到钝，碱金属元素单质的密度依次增大（）

（2）由于Li、Na、K都能和02、HO反应，故实验室中三者都应保存在煤汕中（）

（3）Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物（）

（4）碱金属元素原子随核电荷数增加，其单质与水反应越来越剧烈（）

（5）可以通过钠和氯化锂溶液反应，判断钠和锂元索的金属性（）

（6）碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在（）

2.以K关于锂、钠、钾、锄、艳的叙述不正确的是（）

①氢氧化物中碱性最强的是CsOH

②单质熔点最高的是艳

③它们的密度依次增大

④其单质的还原性依次增强

⑤它们对应离子的氧化性依次增强

⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强

⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强

A.①⑤⑦B.②⑥

C.②③⑤D.②③④

3.（2024・四川自贡高一月考）可能存在的第119号元素被称为“类胡”，据元素周期表结构及元素性

质变化趋势，有关“类钻”的预测说法不正确的是（）

A.“类彷”在化合物中呈十1价

B“类钻”属于过渡元素，具有放射性

C.“类彷”与冷水反应可能爆炸

D.“类窃”单质熔点较低

二、卤族元素

卤族元素简称卤素，包括（填名称及符号）和破（Al）、础（Ts）。

1.卤素单质的物理性质

F2C12Br2h

颜色（常态）_______色（气体）_______色（气体）_色（液体）_______色（固体）

密度逐渐___________

熔、沸点逐渐___________

2.卤族元素的原子结构

元素名称氟氯澳碘

元素符号

原子结构示意图M28I872HWW7

相似性最外层电子数均为___________

递变性电子层数逐渐___________原子半径逐渐___________

3.卤素单质的化学性质

（1）卤素单质与氢气的反应

卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性

在暗处剧烈化合并发牛爆炸很稳定

F2

Ch光照或点燃较稳定

Br2加热不如氯化氢稳定

【2不断加热不稳定，同一条件下同时分解

从F2至|JE与比化合越来越__________，生成的氢化物稳定性逐渐__________，元

结论

素的非金属性逐渐__________

(2)卤素单质间的置换反应的实验探究

实验操作实验现象离土方程式结论

11氯水

振荡静置后，溶液由无

d_KBr色变为橙黄色

工溶液

1L氯水

振荡静置后，溶液由无

卜氧化性:_______

色变为棕褐色

六溶液

1-浜水振荡静置后，溶液由无

色变为褐色

尸溶液

【思考11通过实脸可知.从F-H,元素的非金属性(得电子能力)依次减弱，试从原子结构角度分析其

性质递变的原因。

【思考2】F2通入水中会剧烈反应.且有另一种单质气体生成请根据氧化还原反应理论书写化学方

程式:O

■归纳总结------------------------------------------------------------------------------------------

1.卤素的特殊性

⑴在常温下B「2是唯一的液态非金属单质,易挥发。

⑵碘为紫黑色固体.易升华.淀粉遇L变蓝。

(3)氟是最活泼的非金属.没有正化合价.氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和

2.同主族元素的递变规律

|■相似性：最外层电子数相同

原子结构|递变性：从上到下电子层数逐渐增

同/多,原子半径逐渐增大,失电子能力

主

族.逐渐增强，得电子能力逐渐减弱

元、[■相似性：单质化学性质相似

素元素性质《递变性：从上到下金属性逐渐增

I强,#金属性逐渐减弱

r应用体验」

i.判断止误

（1）卤素单质越活泼,其熔、沸点越高（）

（2）从F到I,卤族元素气态氢化物稳定性逐渐增强（）

（3）卤素单质随原子序数的递增，密度逐渐增大（）

（4）从F-1,其单质与比化合的难易程度是由难到易（）

（5）F2、。2、B「2与H2O反应的原理相同（）

（6）F>CW的还原性依次增强（）

2.下列关于卤素（用X表示）的叙述正确的是（）

A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O-HXO+HX表示

B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强

C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多

D.X-的还原性依次为F-vcr<Br-<r,因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从

其盐溶液中置换出来

3.（2024•杭州高一期末）已知碳（85At）位于第六周期第训A族,关于碳（85A。及其化合物说法正确的是

（）

A.稳定性:HA3HC1

B.氧化性:At2>b

C.还原性:HASH。

D.A12是白色无毒晶体

------------------------随堂演练知识落实------------------------

1.（2024•海南农垦中学高一期末）下列叙述正确的是（）

A.碱金属与卤素单质的熔、沸点均随核电荷数的增大而升高

B.卤素单质的密度随核电荷数的增大而增大

C.卤素形成的氢化物稳定性随核电荷数增大而增大

D.碱金属的焰色试验都呈黄色

2.已知铁的金属活动性处于钾和钠之间。则下列变化中可能实现的是（）

A.钢可从氯化钠溶液中置换出金属钠

B.钢可从冷水中置换出氢气

C.钢可从硫酸铜溶液中置换出铜

D.在溶液中Ba2+可氧化金属锌，生成Zi?+

3.(2024.海南中学高一期末)类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能

违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是()

A.因为Na在空气中加热生成NazCh,所以Li在空气中加热生成Li2O2

B.因为HC1是强酸，所以HF也是强酸

C.Na和水反应生成NaOH和H2、贝UFe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2

D.金属性:Rb>K>Na,则金属性:Sr>Ca>Mg

4.为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取C12,并将C12依次通入NaBr溶液和淀粉-KI

溶液中，有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及药品，试回答下列问题：

(1)若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接、

接、接o

(2)装置③的作用是，反应的离子方程式

为O

(3)装置①中产生的现象是，反应的化学方程式为。

(4)通过实验还可证明Bn通入KI溶液中可置换L,结合本实验可得到的结论是

答案精析

1.得失稳定<失去金属性>得到非金属性性质

思考I(I)核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大。

(2)最外层都只有个电了，电了层数逐渐增多；从最外层都只有•个电了能推山碱金属元素的化学性质具有相

似性。

3.思考2(1)钠可以与氧气、水、酸、盐溶液等物质反应。

(2)锂、钾也可以与氯气、水、酸、盐溶液等物质反应。Li>Na、K反应剧烈程度逐渐增强。

黄色紫色浮熔四处游动爆炸钾一致

思考3(1)由钠、钾与水反应的现象，推测锂与水反应的程度不如钠、钾剧烈。

⑵1失去+1增多增大减弱增强增强剧烈

4.银白色较小较小较低增大降低

应用体验

l.(l)x(2)x(3)x(4)4(5)x(6)4

2.C［锂、钠、钾、枷、艳属于第IA族元素，其中艳的金属性最强，金属性越强，形成的氢氧化物碱性越

强,则CsOH的碱性最强，故①正确；碱金属单质从Li到Cs熔点依次降低，故②错误；钾的密复反常，比钠

的小：故③错误；碱金属元素从Li到Cs金属性逐渐增强，单质还原性依次增强，故④正确；碱金属单质从Li

到Cs还原性逐渐增强，对应离子的氧化性应依次减弱，故⑤错误；金属性越强，与水反应越剧烈，碱金属单质

从Li到Cs与水反应的剧烈程度依次增强，故⑥正确；金属性越强，与酸反应越剧烈，碱金属单质从Li到Cs

与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强，故⑦正确。］

3.B

氟(F)、氯(C1)、滨(Br)、碘⑴

1.淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高

2.FClBrI"7增多增大

光照或点燃

3(.I)H2+F2-2HFH2+C122HC1

△△

H2+Br2_2HBrH2+I2-"2HI排减弱减弱

(2)2Br+Ch-Br2+2Cr21+Ch-L+2C「2I+Br2-L+2B「Cl2>Br2>l2

思考1