2025年高中化学新教材同步 必修第一册 第4章　第1节　第3课时　原子结构与元素的性质.docx

第3课时原子结构与元素的性质

[核心素养发展目标]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,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

1.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(氦为2)

不易得失

稳定

金属元素

一般4

易失去

金属性

非金属元素

一般≥4

易得到

非金属性

由上表可知,原子结构决定元素的性质。

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

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

思考1(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?

提示核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大。

(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?

提示最外层都只有一个电子,电子层数逐渐增多;从最外层都只有一个电子能推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?

提示钠可以与氧气、水、酸、盐溶液等物质反应。

(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?

提示锂、钾也可以与氧气、水、酸、盐溶液等物质反应。Li、Na、K反应剧烈程度逐渐增强。

[实验和观察]

钠、钾与氧气反应

钾与水反应

操作

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

钾浮在水面上;迅速熔成闪亮的小球四处游动;反应剧烈,有轻微爆炸声并着火燃烧;溶液变红

化学方程式

2Na+O2Na2O2

2K+2H2O2KOH+H2↑

结论

钠、钾都能与O2、H2O反应,且钾更活泼,与预测一致

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。

提示由钠、钾与水反应的现象,推测锂与水反应的程度不如钠、钾剧烈。

(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:

4.碱金属元素物理性质的相似性和递变性

1.判断正误

(1)从锂到铯,碱金属元素单质的密度依次增大 ()

(2)由于Li、Na、K都能和O2、H2O反应,故实验室中三者都应保存在煤油中 ()

(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,判断钠和锂元素的金属性 ()

(6)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在 ()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√

2.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是 ()

①氢氧化物中碱性最强的是CsOH

②单质熔点最高的是铯

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.①⑤⑦ B.②⑥

C.②③⑤ D.②③④

答案C

解析锂、钠、钾、铷、铯属于第ⅠA族元素,其中铯的金属性最强,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;钾的密度反常,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.(2024·四川自贡高一月考)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”的预测说法不正确的是 ()

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

答案B

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