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1.以第ⅠA族的碱金属元素、第ⅦA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。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”的化学学科核心素养。学习目标目录知识点一碱金属元素知识点二卤族元素随堂演练课时作业知识点一碱金属元素1.

元素的性质——金属性与非金属性2.

碱金属元素的原子结构元素名称元素符号原子结构示意图原子半径/nm锂Li

0.152钠N

a

0.186钾

⁠

0.227K元素名称元素符号原子结构示意图原子半径/nm铷

⁠

⁠

0.248铯

⁠

⁠

0.265R

bC

s递变性相同点从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐

⁠

，原子半径逐渐

⁠

⁠最外层均有

个电子，均易

电子，具有较强

性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性增多增大1

失去

还原

3.

碱金属的化学性质钠、钾与氧气反应钠、钾与水反应操作

将一小块钠和钾分别投入热坩埚中，观察现象

在烧杯中加入一些水，分别切取绿豆大小的钠和钾，分别投入水中，滴加酚酞，观察现象现象都能在空气中燃烧，钠产生

⁠

火焰，钾产生

⁠火焰，钾燃烧更剧烈钠和钾均浮在水面上；迅速熔成闪亮的小球四处游动；钾比钠反应更剧烈，溶液均变红黄色紫色

【思考】

Na在空气中燃烧生成Na2O2，Li在空气中燃烧是否可以生成

Li2O2？提示：不可以。Li与O2反应只能生成Li2O。归纳总结碱金属单质的相似性和递变性（1）相似性（用R表示碱金属元素）（2）递变性随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，金属性逐渐增强。①

②与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，

Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。③与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与

Cs遇水发生剧烈爆炸。【教材挖掘】教材“即从锂到铯，金属性逐渐增强”。请你根据这句话，比较LiOH、

NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性的强弱。提示：碱性依次增强，即LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。4.

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、导热性好递变

规律密度逐渐

（钠、钾反常）熔、沸点逐渐

⁠个性特点①铯略带金色光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大银白

小

低

增大

降低

1.

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大。

（

×

）（2）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。

（

√

）（3）碱金属元素单质都应该保存在煤油中。

（

×

）（4）K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na。

（

×

）×√××2.

（2025·北京二十中月考）下列关于碱金属元素的说法中，正确的是

（

）A.

原子半径：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜FrB.

单质与水反应的剧烈程度：K＜NaC.

最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＞KOHD.

碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物√解析：同主族元素从上往下原子半径逐渐增大，所以原子半径：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜Fr，A正确；金属性越强，金属单质与水反应的剧烈程度越大，所以K＞Na，B错误；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以LiOH＜KOH，C错误；Li在氧气中燃烧只能生成Li2O，D错误。3.

下列关于碱金属元素的说法中，正确的是（

）A.

第ⅠA族元素都是碱金属元素B.

在常温下Cs与水反应会发生爆炸C.

金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性D.

碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来解析：

第ⅠA族元素中的H不属于碱金属元素，A错误；金属钾具有强还

原性，但K＋具有弱氧化性，C错误；由于碱金属单质性质太活泼，遇到水

溶液时优先和水反应生成碱和氢气，因此不能将铜从其盐溶液中置换出

来，D错误。√4.

可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性

质变化趋势，有关“类钫”的预测说法错误的是（

）A.

“类钫”在化合物中呈＋1价B.

“类钫”属于过渡元素，具有放射性C.

“类钫”与冷水反应可能爆炸D.

“类钫”单质熔点较低解析：

119号元素位于第八周期第ⅠA族，属于碱金属元素，化合物中呈

＋1价，A正确；“类钫”不属于过渡元素，B错误；“类钫”属于碱金

属，金属性最强，所以“类钫”单质熔点较低，与冷水反应可能爆炸，

C、D正确。√知识点二卤族元素卤族元素简称卤素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、

砹（At）和

（Ts）。1.

卤素单质的物理性质卤素单质F2Cl2Br2I2颜色、状态

⁠色

（气体）黄绿色

（气体）深红棕色

（液体）

⁠色

（固体）密度逐渐

⁠熔、沸点逐渐

⁠淡黄绿

紫黑

增大

升高

2.

卤族元素的原子结构元素名称（符号）氟（F）氯（Cl）溴（Br）碘（I）原子结构示意图

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

⁠7

增多

增大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F2暗处

⁠很稳定Cl2光照或点

燃

⁠较稳定

H2＋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反应所需要的条件逐渐

，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次

⁠

H2＋I2

2HI升高

减弱

（2）卤素单质间的置换反应①实验探究实验操作实验现象及化学方程式

静置后，液体呈橙色，化学方程式为

⁠

⁠

＋Br2

实验操作实验现象及化学方程式

静置后，液体呈红棕色，化学方程式为

⁠

⁠

静置后，液体呈褐色，化学方程式为

⁠

⁠

2KCl＋I2

＋I2

②结论：从Cl2→I2，氧化性逐渐

，相应卤素离子的还原性逐

渐

⁠。减弱

增强

【思考1】通过实验可知，从F→I，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。提示：从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层

电子的引力逐渐减弱，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。【思考2】根据氯气与水反应的化学方程式，请写出溴单质与水反应的

化学方程式。

【思考3】

F2通入水中会剧烈反应，且有氧气生成，请根据氧化还原反应

书写该反应的化学方程式。

4.

卤族元素的相似性与递变性（1）相似性卤素原子都能得一个电子。①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。③

（2）递变性（3）特殊性①溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。②卤素单质都有毒，溴有很强的腐蚀性，保存液溴时要加一些水进行“水

封”，淀粉溶液遇碘单质变蓝色（检验I2）。③F无正化合价。

1.

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）卤素单质随原子序数的递增，密度逐渐增大。

（

√

）（2）从F→I，其单质与H2化合的难易程度是由难到易。

（

×

）（3）F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同。

（

×

）（4）F－、Cl－、Br－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（

）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.

溴单质与氢气反应比氯单质与氢气反应更剧烈，氢化物更稳定

√3.

（2025·陕西榆林高一联考）某化学小组验证卤族元素的性质，进行如下实验，分别取4

mL等浓度的KBr溶液和KI溶液于试管中，再分别滴加少量氯水（或溴水）。下列说法正确的是（

）A.

实验Ⅰ中产生的现象为溶液由无色变为棕黄色C.

实验Ⅲ中溴水可用反应后实验Ⅰ中溶液代替D.

该实验证明卤素单质的氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2√

随堂演练1.

下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述错误的是（

）A.

碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去B.

碱金属单质都是强还原剂C.

碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物D.

碱金属单质都能与水反应生成碱解析：金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，金属Na在氧气中燃烧生成Na2O2，金属K、Rb、Cs在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物，C错误。√2.

下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是（

）A.

溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈B.

碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱C.

钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D.

随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低解析：随核电荷数的增加，碱金属元素形成的单质的熔、沸点呈降低趋势，卤素单质的熔、沸点逐渐增加，选D。√3.

下列关于卤素单质的说法中，错误的是（

）A.Cl2、Br2、I2的颜色依次加深B.Cl2、Br2、I2的沸点依次升高C.Cl2、Br2、I2在水中的溶解度依次增大D.Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱解析：

卤素单质随着原子序数增大与水反应越来越难，所以Cl2、Br2、

I2在水中的溶解度逐渐减小，C错误。√4.

（苏教版改编题）已知溴原子结构示意图为

。（1）溴元素的原子序数为

⁠。（2）溴元素的原子在反应中易

（填“得”或“失”）

⁠个电

子，表现出

性。（3）溴元素的最高化合价为

，最低化合价为

⁠。（4）溴元素的非金属性

（填“强”或“弱”）于氯元素的非金

属性。（5）写出氯元素、溴元素最高价氧化物的水化物的化学式并比较它们的

酸性强弱

⁠。35得1氧化＋7－1弱HClO4＞HBrO45.

为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2，并将Cl2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

⁠DCBAF

（3）装置①中产生的现象是

，反应的化学方程式为

⁠

⁠。解析：根据实验目的可知，先制取氯气，然后将氯气通入NaBr溶液中，再

通入淀粉-KI溶液中检验氯气的强氧化性，氯气有毒，不能直接排入空气

中，否则会污染空气，所以最后连接尾气处理装置，装置中导气管遵循

“长进短出”原则，所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。吸收未反应完的Cl2，防止污染空气

溶液变蓝Cl2＋

课时作业题组一

碱金属1.

下列关于碱金属单质的说法错误的是（

）A.

都具有还原性B.

碱金属单质性质相似，均为银白色（铯除外）的软金属C.

都具有金属光泽D.

都能与O2反应生成过氧化物解析：碱金属单质都具有金属光泽，Cs略带金色光泽，其他碱金属单质均为银白色，C正确；Li与O2反应只能生成Li2O，不能生成过氧化物，D错误。12345678910111213√2.

下列有关锂及其化合物的叙述中，错误的是（

）A.LiHCO3受热能分解B.Li可以与O2反应生成Li2O2、LiO2等C.Li2CO3与盐酸反应生成无色气体D.Li在氧气中燃烧产物Li2O中含有Li＋解析：Li与O2化合生成Li2O，B错误。√123456789101112133.

铯（Cs）是制造真空器件、光电管、原子钟等的重要材料，金属铯的密

度为1.879

g·cm－3，熔点为28.4

℃。下列说法正确的是（

）A.

铯位于第ⅡA族B.

铯的熔点大于钠C.

铯与水反应时，铯浮在水面上，反应剧烈，发生爆炸D.

碱性：CsOH＞RbOH解析：

铯位于第ⅠA族，A错误；铯的熔点小于钠，B错误；铯的密度大

于水，与水反应时，铯沉在水底，反应剧烈，发生爆炸，C错误。√12345678910111213题组二

卤族元素4.

随着卤族元素原子半径的增大，下列递变规律正确的是（

）A.

单质的熔点逐渐降低B.

卤素离子的还原性逐渐增强C.

气态氢化物的稳定性逐渐增强D.

单质的氧化性逐渐增强解析：随着卤族元素原子半径的增大，单质的熔点逐渐升高，状态由气态变为液态，再变为固态，A错误；非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C、D错误。√123456789101112135.

用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化而变化的趋势，

正确的是（

）√12345678910111213解析：

对于卤素来说，随着核电荷数的增大，元素的原子半径逐渐

增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性减

弱，氢化物稳定性减弱，卤素单质相对分子质量越大，物质的熔、沸

点就越高，选A。123456789101112136.

溴、碘均为卤族元素，下列关于溴、碘的说法错误的是（

）A.

将F2分别通入NaBr溶液和NaI溶液中，可以得到溴单质和碘单质B.

通常将KIO3固体添加到食盐中来制作加碘盐C.

溴单质的氧化性强于碘单质D.

碘酒可以使淀粉碘化钾试纸变蓝解析：

将F2分别通入NaBr溶液和NaI溶液中，F2与水反应生成氟化氢和

氧气，得不到溴单质和碘单质，A错误。√123456789101112137.85号元素砹（At）原子核外最外层有7个电子。下列有关说法错误的是

（

）B.At位于第六周期第ⅦA族C.

酸性强弱：HAtO4＞HClO4D.At2与H2很难直接化合，HAt不能稳定存在√12345678910111213

12345678910111213

8.

矛盾的普遍性和特殊性在一些化学规律中得以体现。下列说法正确的是

（

）A.

随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大B.

碱金属单质的密度从Li到Cs依次增大C.

卤素氢化物的稳定性从HF到HI依次增强D.

卤素单质均能与H2O反应生成氢卤酸和次卤酸

√123456789101112139.

（2025·海南国兴中学高一期末）门捷列夫曾预测周期表中铯下方存在

元素“类铯”，即87号元素钫（Fr）。下列说法错误的是（

）A.Fr是第七周期第ⅠA族元素，最外层只有1个电子B.Fr的同位素原子都含有87个电子C.Fr是目前人类发现的金属性最弱的碱金属D.Fr2CO3易溶于水，且水溶液呈碱性√12345678910111213解析：Fr在铯下方，则Fr是第七周期第ⅠA族元素，最外层只有1个电子，A正确；质子数等于电子数，Fr的质子数为87，所以其同位素原子都含有87个电子，B正确；同主族元素从上到下金属性增强，Fr是目前人类发现的金属性最强的碱金属，C错误；碳酸钠、碳酸钾均易溶于水，水溶液呈碱性，可知Fr2CO3易溶于水，且水溶液呈碱性，D正确。1234567891011121310.

（2025·广东鹤山一中月考）如图是卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）的沸

点与相对分子质量的关系图，下列说法错误的是（

）A.

单质①是最活泼的非金属单质B.

保存少量的单质③时加少量水进行水封C.

单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强D.

单质②能使石蕊试液先变红后褪色√12345678910111213解析：卤素单质的熔、沸点与其相对分子质量成正比，根据图像知，①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。单质活泼性最强的是F2，A正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，B正确；非金属性：F＞Cl＞Br＞I，则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF，C错误；氯气和水反应生成HCl和HClO，HCl使溶液显酸性，HClO具有漂白性，所以单质②能使石蕊试液先变红后褪色，D正确。1234567891011121311.

为比较卤素单质的氧化性进行了如下实验：①将氯水滴入溴化钠溶液

中，溶液变橙色；②将氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色。下列有关分

析不合理的是（

）B.

实验①和②均发生了置换反应C.

根据实验①②得出结论，氧化性：Cl2＞Br2＞I2D.

将实验②中的氯水换成溴水即可达到实验目的√12345678910111213

1234567891011121312.

根据要求填写：（1）F、Cl、Br、I四种卤素氢化物中最不稳定的是

（写化学式）。解析：同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性降低，稳定性最弱的是HI。（2）下列两种元素，单质熔、沸点随单质原子序数递增而升高的是

⁠

（填字母）。A.

碱金属 B.

卤素解析：同主族元素，从上到下，碱金属单质的熔、沸点降低，卤素单质的熔、沸点升高，选B。HIB12345678910111213（3）下列反应中更剧烈的是

（填字母）。A.

钠与水反应 B.

钾与水反应解析：同主族元素，从上到下，金属单质的金属性增强，金属性：K＞Na，所以钾与水反应更剧烈。

BHF

12345678910111213