高中 化学 必修 第一册 第四章 物质结构 元素周期律《第一节 第3课时 原子结构与元素的性质》教学设计.docxVIP

第3课时原子结构与元素的性质

[学习目标]以第ⅠA族、第ⅦA族为例，通过探究认识同主族元素性质的递变规律，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。

任务一碱金属元素

1．元素的性质与原子结构的关系

[交流研讨1]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

元素性质

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______

________

非金属元素

一般____4

易______

________

提示：＜失去金属性≥得到非金属性

元素的原子结构决定元素的性质(金属性或非金属性)。

2．碱金属元素的原子结构

[交流研讨2]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

原子结构示意图

续表

元素名称

锂

钠

钾

铷

铯

原子半径/nm

0.152

0.186

0.227

0.248

0.265

在元素周期表中：(1)从上往下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？

(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性质具有相似性？

提示：LiNaKRbCs

(1)核电荷数逐渐增大；原子半径逐渐增大。

(2)电子层数逐渐增多，最外层都只有一个电子；最外层都只有一个电子。

3．碱金属元素单质的化学性质

[交流研讨3]通过钠的化学性质，再结合锂、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、酸溶液等物质反应；Li、Na、K反应剧烈程度逐渐增强。

[实验验证]

钾与氧气反应

钾与水反应

操作

现象

产生紫色火焰，钾燃烧比钠更剧烈

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

化学方程式

K＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))KO2

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

结论

钾分别能与O2、H2O反应，且钾更活泼，预测成立

[交流研讨4]根据钾、钠与水的反应，推断锂与水反应的难易程度。

提示：锂与水反应的程度不如钠剧烈。

碱金属元素性质的相似性与递变性

4．碱金属元素单质的物理性质

(1)相似性和递变性

(2)个性特点：铯略带金色光泽；锂的密度比煤油的小；钠的密度比钾大。

1．正误判断，错误的说明原因。

(1)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物：______________________。

(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)可以通过钠和氯化锂溶液反应，判断钠和锂元素的金属性：__________。

(4)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在：_______________________。

答案：(1)错误。Li、K在空气中燃烧分别生成Li2O、KO2

(2)正确

(3)错误。钠遇氯化锂溶液，发生钠与水的反应，无法判断钠和锂元素的金属性

(4)正确

2．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种，下列说法正确的是()

A．和Li同一主族的都是金属元素

B．Na＋比Li多一个电子层

C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子

D．Li是碱金属中原子半径最小的元素

答案：D

解析：锂在第ⅠA族，该族中还有非金属元素氢，A选项错误；Li、Na＋的粒子结构示意图分别为、，B选项错误；K＋的离子结构示意图为，其最外层有8个电子，C选项错误。

任务二卤族元素

1．卤族元素：简称卤素，是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。

2．卤素单质的物理性质

F2

Cl2

Br2

I2

颜色、状态

淡黄绿色气体

黄绿色气体

深红棕色液体

紫黑色固体

密度

逐渐增大

熔、沸点

逐渐升高

溶解性

在水中溶解度小(F2与H2O反应)，在有机溶剂中溶解度大

1.在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。

2．碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。

3.卤族元素的原子结构

(1)相似性：最外层电子数均有7个。

(2)递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大。

4．卤素单质的化学性质

(1)与氢气反应

卤素单质

化学方程式

反应条件及产物稳定性

F2

H2＋F2===2HF

在暗处剧烈化合，并发生爆炸，HF很稳定

Cl2

H2＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(光照或点燃))2HCl

光照或点燃发生反应，HCl较稳定

续表

卤素单质

化学方程式

反应条件及产物稳定性

Br2

H2＋Br2eq\o(=====,\s\up7(△))2HBr

加热到一定温度才反应，HBr不如H