元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)

第2課時(shí)元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)梯度目標(biāo)趣味導(dǎo)學(xué)1.了解堿金屬元素、鹵族元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特征。在元素周期表這個(gè)“大家庭”里，同一縱行在原子結(jié)構(gòu)上元素有何相同點(diǎn)？有何不同點(diǎn)？在性質(zhì)上又有什么相似性和遞變性呢？2.了解堿金屬元素、鹵族元素單質(zhì)性質(zhì)的相似性和遞變性。3.認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的因果關(guān)系。預(yù)習(xí)2.堿金屬元素的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)除銫外,其余的都呈______色,比較柔軟,有延展性,

密度比較小,熔點(diǎn)比較低,導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好。從

Li到Cs,單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸_____,密度呈現(xiàn)逐漸增

大的趨勢(shì)。銀白降低Na2O2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鉀迅速燃燒,且比鈉的

燃燒更_____鉀與水劇烈反應(yīng),并有輕

微的爆鳴聲,滴加酚酞試

液后,溶液變?yōu)開(kāi)__色。比

鈉與水的反應(yīng)更_____劇烈紅劇烈結(jié)論:Na和K的活潑性:_______。K>Na1.(1)堿金屬元素與第ⅠA族元素等同嗎？(2)堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)相似,試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因。[提示]

(1)不完全等同；H屬于第ⅠA族元素,但不是堿金屬元素。(2)元素的性質(zhì)與元素原子的結(jié)構(gòu)有關(guān),特別是與原子的最外層電子數(shù)有關(guān)。堿金屬元素原子的最外層都是有一個(gè)電子,在化學(xué)反應(yīng)中都易失去電子,表現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性。思考：2.鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)與H2反應(yīng)劇烈程度:_________生成氫化物的穩(wěn)定性:__________依次減弱依次減弱(2)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式靜置后,液體分層,上層接近___色,下層呈_____色2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2無(wú)棕紅無(wú)紫無(wú)紫逐漸減弱[提示]同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次逐漸增多,原子半徑逐漸增大,失去電子能力逐漸增強(qiáng),得電子能力逐漸減弱,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。1．堿金屬是典型的活潑金屬,其根本原因是(

)A．堿金屬單質(zhì)的密度小,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低B．堿金屬在常溫下易被氧化C．堿金屬原子最外電子層上都只有1個(gè)電子,容易失去D．堿金屬原子的核電荷數(shù)比較小解析：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其化學(xué)性質(zhì),特別是與原子的最外層電子數(shù)有關(guān)。答案：

C測(cè)試2．氟、氯、溴、碘四種元素,下列有關(guān)它們的性質(zhì)遞變規(guī)律的說(shuō)法不正確的是(

)A．單質(zhì)的密度依次增大B．單質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)依次升高C．Cl2可以從KI溶液中置換出I2D．Br2可以從NaCl溶液中置換出Cl2解析：

Cl的非金屬性強(qiáng)于Br,故Br2不能從NaCl溶液中置換出Cl2。答案：

D3．甲元素的原子序數(shù)是19,乙元素是元素周期表第ⅠA族中金屬性最弱的堿金屬元素。由此推斷：(1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素名稱(chēng)為_(kāi)_______。(2)甲的單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________。答案：

(1)四鋰(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑堿金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性1．相似性(用R表示堿金屬元素)2．遞變性(1)與O2反應(yīng)從Li→Cs,與O2反應(yīng)越來(lái)越劇烈,產(chǎn)生越來(lái)越復(fù)雜如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O,Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2,而K與O2反應(yīng)能夠生成KO2等。(2)與H2O(或酸)的反應(yīng)從Li→Cs,與H2O(或酸)反應(yīng)越來(lái)越劇烈,如K與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸,Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性堿性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。Na、K與鹽溶液的反應(yīng)：因Na、K等很活潑的金屬易與H2O反應(yīng),故當(dāng)Na、K投入到鹽溶液中時(shí),不是從溶液中置換出相對(duì)不活潑的金屬,而是先與水發(fā)生反應(yīng)生成堿與氫氣,然后生成的堿再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)(若不符合復(fù)分解反應(yīng)的條件,則只發(fā)生金屬與水的反應(yīng))?？枷蛱嵝严铝懈鹘M比較不正確的是(

)A．鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈B．還原性：K>Na>Li,但K不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉C．熔、沸點(diǎn)：Li>Na>KD．堿性：LiOH>NaOH>KOH名師解析：

A中鋰的活潑性比鈉弱,與水反應(yīng)不如鈉劇烈,故A正確；B中還原性：K>Na>Li,但K不能置換出NaCl溶液中的Na,而是先與H2O反應(yīng),故B正確；C中堿金屬元素從Li到Cs,熔、沸點(diǎn)逐漸降低,即Li>Na>K>Rb>Cs,所以C正確；D中從Li到Cs,堿金屬元素的金屬性逐漸增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性依次增強(qiáng),即堿性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,故D錯(cuò)誤。答案：

D堿金屬元素性質(zhì)的差異性(1)堿金屬單質(zhì)還原性最強(qiáng)的是Cs,最弱的是Li。(2)堿金屬元素只有Li與O2反應(yīng)的產(chǎn)物為L(zhǎng)i2O一種,其他元素與O2反應(yīng)的產(chǎn)物至少有兩種。(3)堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中只有LiOH微溶,其他均為易溶于水的強(qiáng)堿。1．關(guān)于銫及其化合物的以下各說(shuō)法中不正確的是(

)A．氫氧化銫是一種強(qiáng)堿,比KOH的堿性強(qiáng)B．銫與水或酸溶液反應(yīng)劇烈,都生成氫氣C．Cs的還原性比Na強(qiáng),故Na＋的氧化性大于Cs＋D．Al的金屬性大于Cs的金屬性解析：

A項(xiàng),Cs的最外層電子數(shù)也是1,電子層數(shù)比K的多,故Cs的金屬性比K強(qiáng),CsOH的堿性比KOH強(qiáng)。B項(xiàng),銫與Na性質(zhì)相似與水或酸反應(yīng)更劇烈,都生成H2。C項(xiàng),Cs的還原性比Na強(qiáng),所以Na＋的得電子能力比Cs＋強(qiáng)。D項(xiàng),因?yàn)镃s的金屬性強(qiáng)于Na,Na的金屬性強(qiáng)于Al,所以Al的金屬性小于Cs。答案：

D2．遞變性(1)氧化性與還原性(2)與H2反應(yīng)的難易及氫化物穩(wěn)定性(由F2→I2)①與H2反應(yīng)越來(lái)越難,生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,還原性逐漸增強(qiáng)。②氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高。答案：

C鹵族元素性質(zhì)的差異性(1)物理特性：氯易液化,溴易揮發(fā),碘易升華。(2)F2與水反應(yīng)放出O2,而與其他鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng)不同,化學(xué)方程式為:2F2＋2H2O===4HF＋O2。(3)最高價(jià)含氧酸酸性：HClO4>HBrO4>HIO4。2．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素,推測(cè)砹和砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是(

)A．砹化氫(HAt)很穩(wěn)定B．單質(zhì)砹易溶于某些有機(jī)溶劑C．砹的原子半徑比碘的原子半徑大D．單質(zhì)砹是有色固體選項(xiàng)內(nèi)容指向·聯(lián)系分析結(jié)論A鹵化氫的穩(wěn)定性是隨著元素非金屬性的減弱而減弱的,HAt很不穩(wěn)定錯(cuò)誤BCl2、Br2、I2易溶于有機(jī)溶劑,故At2也易溶于有機(jī)溶劑正確C砹的原子序數(shù)比碘大,故原子半徑比碘的大正確D從F2→I2顏色越來(lái)越深,熔、沸點(diǎn)逐漸升高,故單質(zhì)砹為有色固體正確解析：答案：

A元素的金屬性與非金屬性強(qiáng)弱的判斷1．金屬性強(qiáng)弱的比較比較金屬性的強(qiáng)弱,其實(shí)質(zhì)是看元素原子失去電子的難易程度,越易失電子,金屬性越強(qiáng)。(1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,原子半徑越大,越易失電子,金屬性越強(qiáng)。即：同一主族,從上到下,元素金屬性依次增強(qiáng)。2．元素非金屬性強(qiáng)弱的比較比較元素非金屬性的強(qiáng)弱,其實(shí)質(zhì)是看元素原子得到電子的難易程度,越易得電子,非金屬性越強(qiáng)。(1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越多,非金屬性越弱。即：同一主族,從上到下,元素的非金屬性依次減弱。(2)從元素單質(zhì)及其化合物的相關(guān)性質(zhì)判斷①單質(zhì)越易跟H2化合,生成的氫化物也就越穩(wěn)定,氫化物的還原性也就越弱,其非金屬性也就越強(qiáng)。②最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),其非金屬性就越強(qiáng)。如H2SO4的酸性強(qiáng)于H3PO4,說(shuō)明S的非金屬性比P強(qiáng)。③非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng),例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2,說(shuō)明非金屬性氯比碘強(qiáng)。④元素的原子對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越強(qiáng),元素的非金屬性就越弱。如還原性S2－>Cl－,非金屬性Cl>S。(1)比較元素金屬性強(qiáng)弱的關(guān)鍵是比較原子失去電子的難易程度,而不是失去電子的多少。如Na失去一個(gè)電子,而Mg失去兩個(gè)電子,但金屬性Na比Mg強(qiáng)。(2)氧化性和還原性討論的對(duì)象是具體物質(zhì)或某物質(zhì)中的特定粒子,具體表現(xiàn)在該物質(zhì)中某元素的原子得失電子的能力。下列事實(shí)不能用于判斷金屬性強(qiáng)弱的是(

)A．金屬間發(fā)生的置換反應(yīng)B．1mol金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失去電子的多少C．金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱D．金屬元素的單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)置換出氫氣的難易程度思路點(diǎn)撥：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)金屬的活潑性與失電子能力有關(guān),與失去電子的多少無(wú)關(guān)；(2)全面了解比較金屬活潑性的方法和事實(shí)依據(jù)。自主解答：金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失去電子的多少,不能作為判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù),如1molAl反應(yīng)失去的電子比1molMg多,但Al的金屬性比Mg弱,1molNa反應(yīng)失去的電子比1molCa少,但Ca的金屬性比Na弱。答案：

B(1)誤認(rèn)為金屬原子的最外層電子數(shù)越多,金屬性越強(qiáng)。(2)誤認(rèn)為等量的金屬與酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的H2越多,金屬性越強(qiáng)。正解：Na、Al最外層電子數(shù)分別為1、3,1molNa與1molAl與酸(足量)反應(yīng)產(chǎn)生H2的量分別為0.5mol,1.5mol,但金屬性：Na>Al,因此要牢記應(yīng)根據(jù)金屬失去電子的難易程度比較其金屬性強(qiáng)弱。誤區(qū)警告3．甲、乙兩種非金屬：①甲比乙容易與氫氣化合；②甲原子能與乙的陰離子發(fā)生置換反應(yīng)；③甲的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性比乙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性強(qiáng)；④與某金屬反應(yīng)時(shí),甲原子得電子數(shù)目比乙的多；⑤甲的單質(zhì)熔、沸點(diǎn)比乙的低。能說(shuō)明甲比乙的非金屬性強(qiáng)的是(

)A．④

B．⑤C．①②③④⑤

D．①②③解析：與氫氣化合越容易,非金屬性越強(qiáng)；甲能置換乙,說(shuō)明甲比乙的非金屬性強(qiáng)；甲的最高價(jià)氧化物的水化合物酸性比乙強(qiáng),說(shuō)明甲比乙的非金屬性強(qiáng)。答案：

D探究同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案,并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見(jiàn)下表,表中的“實(shí)驗(yàn)方案”與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”前后不一定是對(duì)應(yīng)關(guān)系)。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將氯水滴加到溴化鈉溶液中,振蕩后加入適量CCl4溶液,振蕩,靜置A.浮在水面上,熔成小球,不定向移動(dòng),隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B.分層,上層無(wú)色,下層紫紅色③將溴水滴加到NaI溶液中,振蕩后加入適量CCl4溶液,振蕩,靜置C.浮在水面上,熔成小球,不定向移動(dòng),并伴有輕微的爆炸聲,很快消失④將一小塊金屬鉀放入冷水中D.分層,上層無(wú)色,下層橙紅色請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲___________________________。(2)實(shí)驗(yàn)用品：①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液、CCl4等。②儀器：________、________、鑷子、小刀、玻璃片等。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式①②③④(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(填寫(xiě)與實(shí)驗(yàn)方案對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的標(biāo)號(hào)和化學(xué)方程式)：(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_____________________________。(5)請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)簡(jiǎn)單解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論_____________________________。解析：本題是一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題,題目較靈活,考查基礎(chǔ)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)能力；另外,今后在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中應(yīng)加強(qiáng)語(yǔ)言描述和記憶的訓(xùn)練,這是許多學(xué)生的弱項(xiàng)。答案：

(1)探究同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性(2)試管膠頭滴管實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式①DCl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2②A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑③BBr2＋2NaI===2NaBr＋I(xiàn)2④C2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(3)(4)同主族元素性質(zhì)相似；自上而下元素原子失電子能力增強(qiáng),得電子能力減弱(5)由于同主族元素原子最外層電子數(shù)相同,所以同主族元素性質(zhì)都相似。又由于隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大,原子核對(duì)最外層電子的吸引力變小,所以元素原子得電子能力減弱,失電子能力增強(qiáng)1．按Li、Na、K、Rb、Cs的順序依次遞減的性質(zhì)是(

)A．元素的金屬性 B．單質(zhì)的熔點(diǎn)C．單質(zhì)的還原性 D．單質(zhì)的密度解析：從Li→Cs,元素的金屬性和單質(zhì)的還原性都是逐漸增強(qiáng)的；單質(zhì)的熔點(diǎn)依次降低；單質(zhì)的密度總體呈增大趨勢(shì),但ρ(K)<ρ(Na)。答案：

B隨堂練習(xí)2．下列四種演示金屬鉀與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,正確的是(

)解析：鉀與水反應(yīng)劇烈,從安全角度來(lái)看,用B裝置反應(yīng)空間大且加有玻璃片,能防止液體濺出來(lái),C空間太小可能會(huì)爆炸,D鉀與水反應(yīng)太劇烈不易操作。答案：

B3．(2012·湛江高一檢測(cè))將少量氯水加入KI溶液中振蕩,再加入CCl4振蕩,靜置觀察到的現(xiàn)象是(

)A．形成均勻的紫紅色溶液B．有紫色沉淀析出C．液體分層,上層呈紫紅色D．液體分層,下層呈紫紅色解析：由于Cl2的氧化性強(qiáng)于I2,所以將氯水加入KI溶液中時(shí),發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2,I2易溶于CCl4,而在水中的溶解度較小,又因CCl4的密度大于水的密度且不溶于水,故液