2024_2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律1.1元素周期表第2课时元素的性质与原子结构学案新人教版必修2.docVIP

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第2课时元素的性质与原子结构

一、碱金属元素的结构与性质

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

原子结构示意图

原子半径/nm

0.152

0.186

0.227

0.248

0.265

由上表可知：

(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是1。

(2)碱金属元素的原子随核电荷数渐渐增大，电子层数渐渐增多，原子半径渐渐增大。

2．碱金属单质的物理性质

(1)碱金属单质具有硬度小、密度小、熔点低、沸点低的特点。随着元素原子核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点渐渐降低。

(2)碱金属单质具有良好的延展性、导电性、导热性，液态钠可用作核反应堆的传热介质。

3．碱金属单质的化学性质

(1)钠、钾与氧气反应

①试验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更猛烈。

②反应方程式：2Na＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))Na2O2、K＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))KO2。

③试验结论：金属的活泼性：K＞Na。

(2)钠、钾与水反应

①试验现象：

相同点：金属浮在水面上；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：钾与水的反应有稍微爆炸声并着火燃烧。

②化学方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。

③试验结论：

与水反应猛烈程度：K＞Na；金属的活泼性：K＞Na。

(1)碱金属的原子结构与化学性质的递变关系

从Li到Cs，随核电荷数的增加，电子层数渐渐增多，原子半径渐渐增大，原子核对最外层电子的引力渐渐减弱，元素金属性渐渐增加；单质的还原性渐渐增加，离子的氧化性渐渐减弱。

(2)碱金属的化学性质及比较

Li

Na

K

Rb

Cs

单质

与氧气

反应越来越猛烈，产物分别是

Li2O

Na2O、Na2O2

K2O、K2O2、KO2

更困难氧化物

与水

反应越来越猛烈，现象分别是

反应缓慢

猛烈反应

稍微爆炸

猛烈爆炸

化合物

碱性强弱：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH

例1下列有关碱金属元素的性质推断正确的是()

A．K与H2O反应最猛烈

B．Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na

C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性

D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子实力渐渐增加

考点碱金属单质的性质

题点碱金属单质的综合

答案D

解析A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。

特殊提示

(1)因Na、K都是很活泼的金属易与水反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属，只有在熔融状态下才能置换出不活泼的金属。

(2)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用液体石蜡密封。

例2下列事实不能用于推断金属性强弱的是()

A．金属单质间发生的置换反应

B．1mol金属单质在反应中失去电子的多少

C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱

D．金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度

考点碱金属的性质与原子结构的关系

题点金属性强弱的推断

答案B

解析金属单质在反应中失去电子的多少，不能作为推断金属性强弱的依据，如1molAl反应失去的电子比1molNa多，但Al的金属性比Na弱。

易错警示

金属性强弱与失去电子的多少无关，取决于原子失去电子的实力。

二、卤族元素的结构与性质

1．卤族元素的原子结构

元素名称

氟

氯

溴

碘

元素符号

F

Cl

Br

I

原子结构示意图

原子半径/nm

0.071

0.099

1.14

1.33

由上表可知：

(1)卤族元素的原子最外层电子数都是7。

(2)卤族元素的原子随核电荷数渐渐增大，电子层数增多，原子半径渐渐增大。

2．卤族元素的物理性质

卤素单质

颜色和状态

密度

熔点/℃

沸点/℃

F2

淡黄绿色气体

1.69g·L－1(15℃)

－219.6

－188.1

Cl2

黄绿色气体

3.214g·L－1(0℃)

－101

－34.6

Br2

深红棕色液体

3.119g·cm－3(20℃)

－7.2

58.78

I2

紫黑色固体

4.93g·cm－3

113.5

184.4

分析上表可知，从F2到I2，颜色渐渐加深，熔、沸点渐渐上升，密度渐渐增大。

3．卤素单质的化学性质

(1)卤素单质与氢气反应

卤素单质

反应条件

化学方程式

产物稳定性

F2

暗处

H2＋F2===2HF

很稳定

Cl2

光照或点燃

H2＋Cl2eq\o(========,\s\up7(光照或点燃))2HCl

较稳定

Br2

加热

H2＋Br2eq\o(===