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《原子结构与元素的性质》教案

[核心素养发展目标]1.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。2.能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养。

一、元素化学性质与原子最外层电子数的关系

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(氦为2)

不易得失

稳定

金属元素

一般少于4

易失去

不稳定

非金属元素

多于4

易得到

不稳定

原子的最外层电子数决定原子的化学性质。

1．下列结构示意图表示的原子中：

A.B.C.D.

(1)易变为阳离子的是____________(填字母，下同)。

(2)易变为阴离子的是__________。

(3)易与氯气化合组成XY2型化合物的是________。

答案(1)CD(2)A(3)D

2．已知某元素的原子结构示意图如图所示：

(1)该元素在周期表中的位置：______________。

(2)预测该元素的单质在化学反应中容易________电子，常表现为____价。

答案(1)第五周期ⅦA族(2)得到1个－1

二、碱金属元素

1．碱金属元素的原子结构

元素名称

锂

钠

钾

铷

铯

元素符号

Li

Na

K

Rb

Cs

核电荷数

3

11

19

37

55

原子结构

示意图

原子半径/nm

0.152

0.186

0.227

0.248

0.265

相同点

最外层均有1个电子，均有较强还原性

递变性

从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大

2.碱金属单质的化学性质

(1)钠、钾与氧气反应

①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。

②反应的化学方程式：

2Na＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))Na2O2、K＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))KO2。

③实验结论：金属的活泼性：K＞Na。

(2)钠、钾与水反应

①实验现象：

相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色。

不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。

②化学方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。

③实验结论：

与水反应剧烈程度：K＞Na；金属的活泼性：K＞Na。

3．碱金属单质性质规律

(1)物理性质规律

(2)化学性质的相似性和递变性

①相似性

②递变性

具体情况如下：

a．与氧气反应

从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li在氧气中燃烧只生成Li2O，Na在氧气中燃烧生成Na2O2，K在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物：KO2。

b．与H2O(或酸)的反应

从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生剧烈爆炸。

(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大()

(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型()

(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈()

(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中()

(5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠()

(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在()

答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×

1．一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度上来判断，也可以从它们的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断，请写出Li→Cs，氢氧化物碱性强弱比较。

提示LiOHNaOHKOHRbOHCsOH

2．从碱金属原子结构的角度解释。

(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。

提示碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。

(2)碱金属元素的性质具有递变性。

提示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，原子失电子的能力逐渐增强。

3．据报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：

(1)铯的原子核外共有______个电子层，最外层电子数为______，铯的原子序数为________。

(2)铯单质与水剧烈反应，放出______色气体，同时使紫色石蕊溶液显______色，原因是______________________________________________________________