化学:2.3《碱金属元素的性质》教案(大纲版第一册)
化学23《碱金属元素》备课资料(大纲人教版第一册)
一、关于焰色反响焰色反响是检验金属或金属阳离子的一种重要方法。
基于教材有关内容的限制。
许多学生对它了解不够。
譬如说:1.焰色反响属于物理变化,其实质是电子的跃迁。
当金属或金属阳离子在火焰上灼烧时,其核外电子将从火焰上吸收一定的能量,并从能量较低的能级跃迁到能量较高的能级。
处于高能级的电子不稳定,将会自发地跃迁回低能级,与此同时,高、低能级相差的能量将会以一定波长的光的形式释放。
2.并不是所有的金属都有焰色反响.譬如说铂、铁、镍等就没有。
这也正是用铂丝、铁丝等蘸取溶液做焰色反响实验的原因。
但这并不是说这些金属或其阳离子在火焰上灼烧时核外电子没有跃迁,关键是它们核外电子跃迁时释放出的光根本上与原火焰相同,这是由光的波长决定的。
3.焰色反响的定义是“金属或其化合物在灼烧..时使火焰呈特殊颜色的现象〞而不是“……燃烧……〞至于金属单质在火焰上灼烧的同时,有的有燃烧现象(化学变化),但金属阳离子却不能与氯气发生燃烧反响。
二、漫话焰火“火树银花不夜天〞的节日之夜,天空中五彩缤纷,瑰丽多姿的焰火,给节日增添了欢乐的气氛。
焰火是靠内装的火药引燃、发射的。
例如常用的黑火药用KN03粉、硫磺粉、木炭粉按一定的比例混合而成,在引燃时发生的主要反响为:S+2KNO3+3C=====K2S+3CO↑十N2↑反响中放出较大量的热,使生成的气体在高温下有限空间内产生较强的压力,将引燃的焰色本体射送出去。
焰火的五光十色是由于所用的各种化学品在点燃——爆发中产生的。
这些化学品主要为:氧化剂(KClO3或KNO3),燃料(硫磺粉、木炭粉、镁粉等)、黏合剂(淀粉或明胶等)。
火焰发色剂四类。
火焰发色剂可说是焰色的主角,常用的如硝酸锶(产生红色火焰)、硝酸钠(黄色火焰)、硝酸钡(绿色火焰)、硫酸铜(蓝色火焰)等。
镁粉、铝粉、锌粉等的燃烧那么产生耀眼的白光。
焰火产生的火花是参加铝屑或铁屑在燃烧——爆炸时以散开的白色或黄色熔融粒子喷射而形成的。
碱金属元素教案
碱金属元素教案教案标题:碱金属元素教案教案目标:1. 理解碱金属元素的特性、性质和重要性。
2. 掌握碱金属元素的周期表位置、原子结构和电子排布。
3. 了解碱金属元素的常见化合物及其应用。
4. 培养学生的实验设计和科学探究能力。
教学内容:1. 碱金属元素的概念和特性。
2. 碱金属元素的周期表位置和原子结构。
3. 碱金属元素的电子排布规律。
4. 碱金属元素的常见化合物及其应用。
5. 碱金属元素的实验设计和实验操作技巧。
教学步骤:引入:1. 利用实验或图片展示不同碱金属元素的外观和反应特点,引发学生对碱金属元素的兴趣。
探究:2. 学生通过小组合作或个人研究,了解碱金属元素的概念、特性和周期表位置。
3. 学生进行实验,观察不同碱金属元素与水反应的现象,并记录实验结果。
4. 学生分析实验结果,总结碱金属元素与水反应的规律,并解释其原因。
拓展:5. 学生学习碱金属元素的电子排布规律,通过练习题巩固理解。
6. 学生了解碱金属元素的常见化合物及其应用,进行小组讨论,并展示给全班。
实践:7. 学生分组设计一个与碱金属元素相关的实验,并提出实验假设、实验步骤和预期结果。
8. 学生进行实验,并记录实验数据和观察结果。
9. 学生分析实验结果,讨论实验中可能出现的误差,并提出改进方案。
总结:10. 学生通过讨论和总结,回顾碱金属元素的重要概念、性质和应用。
11. 教师对学生的学习情况进行评价,并提供反馈和建议。
教学资源:1. 实验器材和化学试剂:不同碱金属元素、水、试管、燃烧器等。
2. 图片和视频资料:展示碱金属元素的外观和反应特点。
3. 教科书和参考书:提供碱金属元素的相关知识和实验设计指导。
评估方式:1. 学生实验报告的评估:包括实验设计、实验步骤、实验数据和分析结果。
2. 学生小组讨论和展示的评估:包括对碱金属元素化合物及其应用的理解和表达能力。
3. 学生练习题和总结性问题的评估:检查学生对碱金属元素知识的掌握程度。
高一化学第一册碱金属元素教案
碱金属元素教案示例教师活动学生活动设计意图[提问 ] 碱金属元素包括哪几种元素回答:锂(Li)、钠(Na)、钾 (K) 、[ 引入 ] 这些元素之间存在着某种内在铷( Rb)、铯( Cs)、钫( Fr)记住碱金属的元联系,这种内在联系是什么呢下面我素符号和名称,们将从它们的结构特点和性质等方面来进行探讨。
由于钫是放射性元素,暂不讨论。
听讲并笔记。
[板书 ] 碱金属元素二、碱金属元素的原子结构和碱金属的性质(一)碱金属元素的原子结构[投影 ] 碱金属元素的原子结构[ 讨论 ] 分析碱金属元素的原子结构,讨论后回答;引导学生运用结可发现什么规律1.相同点:最外电子层上只有构分析性质的思[ 讲述 ] 碱金属元素在原子结构上有一1个电子。
维方法。
定的相似性及递变规律。
我们知道,2.递变规律:从钾到铯核电荷结构决定性质,因此,我们可以推断数增大,电子层数逐渐增多,碱金属元素在性质上也存在相似性和原子半径逐渐增大。
递变规律。
下面,我们先研究它们的物理性质。
[板书 ] (二)碱金属的物理性质[ 讨论 ] 碱金属的主要物理性质有哪些碱金属的物理性质相似性及递变规律1.相似性: (1)银白色( Cs带理解元素周期表[ 讲述 ] 随着原子序数的增加,单质的金色);的规律。
密度增大。
但从Na到K出现了“反常”现象,根据密度公式m, Na到Kv的相对原子质量增大所起的作用泪地原子体积增大而起的作用,因此 K的密(2)硬度小;(3)密度小;(4)熔点低;(5)导热、导电2.递变规律(从 Li到Cs):度比 Na的密度小。
( 1)密度呈减小趋势( K反常)( 2)熔点、沸点逐渐降低[ 讨论 ] 根据碱金属的原子结构,推测讨论后回答:碱金属化学性质的相似性和递变性碱金属元素原子的最外层上都培养学生根据结[板书 ] (三)碱金属的化学性质只有 1个电子,因此,可以推测构推导性质的能1.碱金属与非金属反应它们具有相似的化学性质,它们力。
碱金属元素化学教学教案
碱金属元素化学教学教案一、教学目标1. 让学生了解碱金属元素的基本概念、电子排布和物理性质。
2. 让学生掌握碱金属元素的化学性质,包括与水、酸、氧气等反应的特点。
3. 培养学生对碱金属元素化合物的重要性和应用领域的认识。
二、教学内容1. 碱金属元素的基本概念:介绍碱金属元素的定义、特点和位置。
2. 碱金属元素的电子排布:讲解碱金属元素的电子排布规律及其对性质的影响。
3. 碱金属元素的物理性质:介绍碱金属元素的原子半径、密度、熔点、沸点等性质。
4. 碱金属元素与水的反应:讲解碱金属元素与水反应的原理、产物及现象。
5. 碱金属元素与酸的反应:介绍碱金属元素与常见酸反应的特点和产物。
三、教学方法1. 采用问题驱动法引导学生思考和探索碱金属元素的基本概念。
2. 使用案例分析法讲解碱金属元素与水、酸等反应的实例,帮助学生理解和掌握相关知识。
3. 通过小组讨论法让学生探讨碱金属元素化合物在实际应用中的意义和价值。
4. 利用多媒体教学手段展示碱金属元素的物理性质和化学反应过程,增强学生的感性认识。
四、教学步骤1. 引入:通过展示碱金属元素的物理性质和化学反应现象,引发学生对碱金属元素的兴趣。
2. 讲解:详细讲解碱金属元素的基本概念、电子排布、物理性质及与水、酸等反应的特点。
3. 互动:引导学生思考和探讨碱金属元素化合物的应用领域,提出问题并引导学生解答。
4. 总结:对本节课的主要内容进行归纳总结,强调重点和难点。
五、教学评价1. 课堂问答:通过提问检查学生对碱金属元素基本概念的理解程度。
2. 练习题:布置有关碱金属元素化学性质的练习题,检验学生对知识的掌握情况。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的表现,了解学生对碱金属元素化合物应用领域的认识。
4. 课后作业:布置相关的课后作业,巩固学生对碱金属元素化学知识的学习。
六、教学活动1. 实验演示:进行碱金属元素与水、酸反应的实验,让学生直观地观察反应现象。
2. 小组讨论:分组让学生探讨不同碱金属元素反应的异同,提高学生的分析能力。
化学教案-碱金属元素
化学教案-碱金属元素一、教学目标1. 让学生了解碱金属元素的基本概念、特点和应用。
2. 使学生掌握碱金属元素在周期表中的位置、核外电子排布和化学性质。
3. 培养学生通过实验观察和分析碱金属元素性质变化的能力。
二、教学重点与难点1. 重点:碱金属元素的基本概念、特点、应用和化学性质。
2. 难点:碱金属元素在周期表中的位置、核外电子排布和性质变化规律。
三、教学方法1. 采用多媒体课件进行教学,直观展示碱金属元素的结构、性质和应用。
2. 结合实验现象,引导学生观察和分析碱金属元素的化学性质。
3. 开展小组讨论,培养学生合作学习和探究能力。
四、教学准备1. 制备实验所需的碱金属盐溶液。
2. 准备实验仪器:试管、酒精灯、镊子、滴管等。
3. 准备多媒体课件和教学素材。
五、教学内容1. 碱金属元素的基本概念:定义、特点、周期表位置。
2. 碱金属元素的核外电子排布:主量子数、次量子数、电子云等。
3. 碱金属元素的化学性质:金属性、还原性、氧化性、碱性等。
4. 碱金属元素的应用:电池、照明、催化剂等。
5. 碱金属元素的实验观察:反应现象、产物分析。
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六、实验演示与观察1. 教师演示碱金属与水的反应,观察反应现象,如:反应速率、放热、气体等。
2. 学生分组进行实验,观察并记录碱金属与盐酸、硫酸的反应现象。
3. 分析实验结果,探讨碱金属的活泼性及其与反应条件的关系。
七、碱金属的还原性1. 通过实验现象,引导学生认识碱金属的还原性。
2. 分析碱金属还原性的原因,如:电子云结构、原子半径等。
3. 探讨碱金属还原性在实际应用中的意义,如:电池制造、化学反应催化剂等。
八、碱金属的碱性1. 通过实验观察,让学生了解碱金属的碱性特点。
2. 分析碱金属碱性的原因,如:离子化趋势、水合能力等。
3. 探讨碱金属碱性在化学反应中的应用,如:制备碱性溶液、调节酸碱平衡等。
九、碱金属的氧化性1. 引导学生认识碱金属的氧化性,并通过实验现象进行分析。
化学23《碱金属元素》第一课时教案(大纲人教版第一册)
第三节碱金属元素●沉着说课本节教材分两局部:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质、焰色反响。
第一局部内容为本节的重点,也是本章的难点。
在第二局部内容中,主要介绍纳和钾的焰色反响,在教学中从日常生活中与焰色反响有关的事实出发,激发学生的学习兴趣,并使学生了解焰色反响的应用,为以后学习离子的检验打下根底。
●教学目标1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好根底。
2.使学生了解焰色反响,并能利用焰色反响检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练。
●教学重点碱金属元素的性质以及原子结构的关系●教学难点教学方法模式的训练●教学方法启发、引导、讨论、实验、比照、练习等●课时安排第一课时:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质。
第二课时:焰色反响及相关练习。
●教学用具第一课时:投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻璃片、水、金属钠、金属钾、酚酞试液。
第二课时:投影仪、装在玻棒上的铂丝(可多准备几根以节约课堂时间),Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2的浓溶液、蓝色钴玻璃。
●教学过程第一课时[复习提问]碱金属元素的家庭成员有哪些为什么把它们称做碱金属[生]碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫等。
由于它们的氧化物的水化物都是可溶于水的强碱,因此,又将它们统称为碱金属。
[师]答复得很好。
本节课我们就来系统地学习碱金属元素。
[板书]第三节碱金属元素[板书]一、碱金属元素的原子结构[师]下面是碱金属元素原子的结构示意图,请同学们分析、比较它们的异同。
[投影展示][学生分析、总结并答复][教师板书]相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:核电荷数、电子层数[问]根据初中所学知识答复,元素的性质由什么决定主要决定于哪层电子[生]元素的性质主要由构成元素原子的结构决定,并主要决定于它的最外层电子数。
[问]碱金属元素的最外层都只有一个电子,说明它们的性质是否相似[生]相似。
高中化学-高一碱金属元素教案
高中化学-高一碱金属元素教案教学目标:1. 了解碱金属元素的性质和周期表上的位置。
2. 了解碱金属元素的化学反应。
3. 掌握碱金属离子的电子配置和化合价。
4. 掌握碱金属元素常见的化合物及其性质。
教学重点:1. 理解碱金属元素的性质和周期表上的位置。
2. 掌握碱金属离子的电子配置和化合价。
3. 掌握碱金属元素常见的化合物及其性质。
教学难点:1. 碱金属元素的电子配置和化合价。
2. 理解碱金属元素在化学反应中的作用。
3. 掌握碱金属离子的性质和化学反应。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 学生回顾周期表中各元素的分组和周期。
2. 引入碱金属元素的概念,询问学生对碱金属元素的了解情况。
二、讲解碱金属元素的性质和周期表上的位置(10分钟)1. 碱金属元素的物理性质。
2. 碱金属元素的化学性质。
3. 碱金属元素的周期表位置和周期性。
三、讲解碱金属元素的化学反应(10分钟)1. 碱金属和水的反应(包括氢氧化物的生成和氢气的产生)。
2. 碱金属和非金属元素的反应。
3. 碱金属和酸的反应。
四、讲解碱金属离子的电子配置和化合价(10分钟)1. 碱金属离子的电子配置。
2. 碱金属离子的化合价。
五、讲解碱金属元素常见的化合物及其性质(10分钟)1. 氢氧化物的性质。
2. 碱金属盐的性质。
3. 简要讲解碱金属元素的其他化合物。
六、练习与总结(15分钟)1. 回答课堂提问。
2. 布置相关题目作业。
3. 总结本课所学内容,并展示相关实验视频。
教学方式:讲解和实验展示相结合。
教学用具:周期表,PPT,实验仪器等。
教学评价:1. 教学效果评价:通过学生的回答和课堂提问情况,了解学生掌握知识的情况。
2. 学生评价:通过学生问卷和小组讨论,了解对本课教学的评价。
高一化学教案碱金属元素(精选3篇)
高一化学教案碱金属元素(精选3篇)1. Title: 碱金属元素的性质和应用Objectives:- 了解碱金属元素的性质和应用。
- 能够描述碱金属元素的物理性质和化学性质。
- 能够说明碱金属元素在生活中的应用。
Procedure:1. 引入:向学生介绍碱金属元素的概念,并展示相关图片。
2. 学生讨论:与学生一起讨论碱金属元素的物理性质和化学性质,包括金属光泽、导电性和反应性等。
3. 实验演示:进行一些简单的实验演示,以展示碱金属元素的性质,比如将钠放入水中的反应。
4. 学生小组活动:将学生分成小组,要求他们在给定的时间内调查和报告碱金属元素在生活中的应用。
5. 小组报告:每个小组向全班介绍他们的调查结果,并进行讨论和反馈。
6. 总结归纳:总结碱金属元素的性质和应用,并与学生一起回答他们可能会遇到的问题。
7. 家庭作业:要求学生在家中寻找有关碱金属元素的应用,并写一份小结。
Assessment:- 学生能够准确描述碱金属元素的物理性质和化学性质。
- 学生能够说明碱金属元素在生活中的应用。
- 学生小组报告的内容准确全面。
2. Title: 碱金属元素的反应活性实验Objectives:- 理解碱金属元素的反应活性与周期表位置的关系。
- 主要了解钠和钾两种碱金属元素的反应活性。
- 掌握用碱金属元素进行实验的基本方法。
Procedure:1. 引入:通过展示钠和钾的外观和物理性质,向学生介绍碱金属元素的特点。
2. 实验准备:准备一系列用来测试碱金属元素反应活性的试剂,例如氯气、水和酒精。
3. 实验过程:分别将钠和钾与上述试剂进行反应,观察和记录反应现象和释放的气体。
4. 结果分析:与学生一起分析实验结果,讨论钠和钾的反应活性差异,并探讨与周期表位置的关系。
5. 总结归纳:总结碱金属元素的反应活性规律,并与学生一起回答相关问题。
6. 家庭作业:要求学生在家中继续进行有关碱金属元素反应活性的实验,并写一份实验报告。
碱金属的化学性质课堂教案
碱金属的化学性质课堂教案碱金属是周期表中第一列的元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs)。
它们的特点是在常温常压下为固体,具有金属的典型性质,如良好的导电性、导热性、延展性和可塑性。
此外,碱金属还有许多独特的化学性质,如易与水和氧反应,产生氢气和碱溶液。
本课堂教案将重点介绍碱金属的化学性质,包括其与水和氧的反应、与非金属元素的反应、与酸的反应等。
此外,还将介绍一些常见的碱金属化合物及其应用。
一、碱金属与水的反应碱金属可以与水反应产生氢气和碱溶液。
这是因为碱金属原子中的外层电子只有一个,它们倾向于失去这个电子变成带正电的离子,同时在水中释放出氢气。
我们可以通过实验来观察碱金属与水的反应。
将一些锂、钠或钾放入水中,可以观察到它们迅速与水反应产生氢气,同时也能感觉到容器会变热。
这是因为碱金属与水反应是一个放热反应,会将能量释放出来,提高水的温度。
2M(s)+ 2H2O(l)→ 2M+(aq)+ 2OH-(aq)+ H2(g)其中,M表示碱金属。
此反应中产生的氢气可以用火石打火器点燃,产生爆炸。
其中,M表示碱金属。
在这个反应中,碱金属的电子被氧气接受,形成离子化合物M2O。
碱金属可以与许多非金属元素反应,如氯、硫和氧化氮等,产生相应的化合物。
例如,碱金属和氯反应可以产生氯化物:2M(s)+ Cl2(g)→ 2MCl(s)碱金属可以与酸反应,产生相应的盐和氢气。
这是因为酸可以释放出带负电的氢离子,碱可以接受这些氢离子,形成盐和水。
其中,M表示碱金属,HCl表示盐酸。
这个反应是一个酸碱中和反应,产生了盐和水。
五、常见的碱金属化合物及其应用碳酸盐:碳酸盐是碱金属最常见的化合物之一,包括Na2CO3、K2CO3等。
它们广泛用于玻璃、清洁剂、肥料等领域。
总之,碱金属具有许多独特的化学性质,重要的应用前景。
通过深入了解其化学性质,我们可以更好地理解碱金属在日常生活和工业生产中的应用。
化学教案-碱金属元素
化学教案-碱金属元素第一章:碱金属元素概述教学目标:1. 了解碱金属元素的位置、电子排布和性质。
2. 掌握碱金属元素的主要化合物及其反应特点。
3. 理解碱金属元素在生活和工业中的应用。
教学内容:1. 碱金属元素的位置和电子排布。
2. 碱金属元素的物理性质:密度、熔点、沸点等。
3. 碱金属元素的主要化合物:氧化物、卤化物、硫酸盐等。
4. 碱金属元素的反应特点:活泼性、还原性、碱性等。
5. 碱金属元素在生活和工业中的应用。
教学方法:1. 采用多媒体课件进行讲解,展示碱金属元素的图片和结构。
2. 利用实验视频或实物演示碱金属元素的性质和反应。
3. 分组讨论,让学生分享对碱金属元素应用的了解。
教学评估:1. 课堂问答,检查学生对碱金属元素位置和性质的理解。
2. 实验报告,评估学生对碱金属元素反应特点的掌握。
3. 小组讨论,评估学生对碱金属元素应用的认识。
第二章:锂(Li)教学目标:1. 掌握锂的位置、电子排布和性质。
2. 了解锂的主要化合物及其反应特点。
3. 认识锂在现代科技领域的应用。
教学内容:1. 锂的位置和电子排布。
2. 锂的物理性质:密度、熔点、沸点等。
3. 锂的主要化合物:氧化锂、卤化锂、硫酸锂等。
4. 锂的反应特点:活泼性、还原性、碱性等。
5. 锂在现代科技领域的应用:电池、陶瓷、航空等。
教学方法:1. 利用多媒体课件讲解锂的性质和应用。
2. 通过实验视频或实物演示锂的反应特点。
3. 引导学生进行小组讨论,分享对锂在现代科技领域应用的了解。
教学评估:1. 课堂问答,检查学生对锂位置和性质的理解。
2. 实验报告,评估学生对锂反应特点的掌握。
3. 小组讨论,评估学生对锂在现代科技领域应用的认识。
第三章:钠(Na)教学目标:1. 掌握钠的位置、电子排布和性质。
2. 了解钠的主要化合物及其反应特点。
3. 认识钠在生活和工业中的应用。
教学内容:1. 钠的位置和电子排布。
2. 钠的物理性质:密度、熔点、沸点等。
化学《碱金属元素》课件大纲版第一册
钠在工业上的应用
钠可用于制造氢氧化钠、氢气和氯气等化工原料, 广泛应用于石油、化工、轻工、纺织等工业。
钠在医疗上的应用
生理盐水是医疗上最常用的含0.85%(0.85%的 氯化钠)氯化钠的水溶液,可用来补液和配制生 理盐水。
钠在农业上的应用
农业上,用一定浓度的氯化钠溶液来选种。
钾的应用
钾肥
钾肥是植物生长所需要的一种元素,可以促进植物的光合作用和 养分吸收,提高产量和品质。
碱金属元素在自然界中的存 在形式和提取方法
04
05
碱金属元素的重要性和应用 领域,如化工、医药、农业
等
下章预告
碱土金属元素的定义、性 质和用途
碱土金属元素的单质和化 合物的物理和化学性质
碱土金属元素在周期表中 的位置和特点
碱土金属元素在自然界中 的存在形式和提取方法
THANKS FOR WATCHING
03 碱金属元素的单质
钠的单质
钠的物理性质
钠的存在与制备
钠是一种银白色的金属,具有较低的 熔点和沸点,密度比水小。
钠在自然界中主要以化合物的形式存 在,通过电解熔融的氯化钠可以制备 钠单质。
钠的化学性质
钠具有活泼的化学性质,能够与水、 氧气等物质发生反应,生成相应的化 合物。
钾的单质
钾的物理性质
锂的化学性质
锂具有活泼的化学性质,能够与 水、氧气等物质发生反应,生成
相应的化合物。
锂的存在与制备
锂在自然界中主要以化合物的形 式存在,通过电解熔融的氯化锂
可以制备锂单质。
04 碱金属元素的化合物
钠的化合物
钠的氧化物
01
包括氧化钠和过氧化钠,它们都具有强氧化性,可用于漂白和
化学:2.3《碱金属元素的性质》教案(大纲版第一册)
化学:2.3《碱金属元素的性质》教案(大纲版第一册)一、教学目的要求1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们性质上的差异及其递变规律,为今后学习元素周期律等打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练以及辩证唯物主义教育。
二、教材分析和教学建议本节教材分为两部分:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质、焰色反应。
第一部分内容为本节的重点,也是本章的重点。
在第一部分内容中,教材先给出了碱金属的物理性质表和原子结构表,引导学生通过对表中事实和数据等资料的分析,得出一些规律性的知识。
然后,根据这些规律性的知识,作出了碱金属元素可能具有与钠相似的化学性质,以及它们的金属性随核电荷数的增大而逐渐增强的推测。
接着,教材在演示实验的基础上,通过介绍碱金属与氧气等非金属的反应,以及碱金属与水的反应,证明上述推论和预测的合理性。
最后,要求学生通过讨论,总结出碱金属具有哪些共同的化学性质,以及随着核电荷数的递增,碱金属的性质呈现怎样的变化。
在第二部分内容中,教材主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及根据焰色反应检验钠、钾及其化合物的方法等。
本节最后的“讨论”是对焰色反应知识的灵活应用。
阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生学习化学的兴趣,培养学生的科学态度以及训练科学方法。
本节教材具有以下特点:1.重视引导学生认识原子的结构与元素性质间存在着密切的关系,以对学生进行量变引起质变、内因与外因的关系等辩证唯物主义教育。
2.重视对学生进行科学态度和科学方法的教育。
教材结合碱金属元素性质的比较等具体内容的介绍,采用中学化学学习中较常用的科学方法模式,对学生进行科学方法的训练。
同时,通过阅读材料“金属钾的发现”,使学生认识树立正确的科学态度和掌握正确的科学方法对化学学习的重要性。
教学建议如下:1.单纯从知识来讲,本节教材与以往的教材并没有太大区别,主要是在体现科学方法上与以往的教材存在着较大区别。
高中化学优质教案 碱金属元素的结构与性质 教学设计[必修]1
第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表第2课时碱金属元素的结构与性质教材分析《元素周期表》是高一化学必修二第一章第一节的内容,是中学化学重要理论组成部分。
所有的化学知识都会用到元素周期表,是化学学科的基石,也是中学化学教学的重点,也是难点。
同时,本章知识的学习也后面的选修内容的学习提供了理论知识的基础。
教学目标【知识与技能】以IA族元素为例,掌握同族元素递变规律,并能用原子结构理论初步加以解释。
【过程与方法】1. 通过对获取大量事实和数据等信息进行加工、分析、培养学生归纳、概括能力、口头表达能力和交流能力2. 通过案例的探究,激发学生主动学习的意识,并且掌握从大量的事实和数据中分析总结规律、透过现象看本质等科学抽象的方法【情感态度价值观】学习化学史知识,能使学生认识到:人类对客观存在的事物的认识是随着社会和科学的发展不断发展的;任何科学的发现都需要长期不懈地努力,才能获得成功。
教学重点碱金属元素的特点教学难点学会用图表等方法分析、处理数据,对数据和事实进行总结、概括从而得出结论教学过程【板书】元素性质与原子结构【问】碱金属元素包含那些元素?碱金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫。
【阅读资料】碱金属的发现史:1.1807年英国化学家戴维(H.Davy,1778-1829)发现了钾、钠。
2.1817年瑞典化学家阿尔费德(Arfvedson)发现了锂。
3.1860年本生(W.Bunsen,1811-1899)发现了铯。
“铯”也是本生和基尔霍夫共同发现的。
4.1861年基尔霍夫(Gustar Robert Kirchholf,1824-1887)和本生发现了铷。
5.1939年法国女科学家佩雷(M.Perey)在研究铀的天然放射系中发现该元素,为了纪念她的祖国而命名的“Francium”,意为“法兰西”。
中文译为“钫”碱金属的用途:1.锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂是制造氢弹不可缺少的材料。
人教版高中化学第一册必修碱金属元素教案
碱金属元素【考点透视】一、考纲指要1.碱金属元素的原子结构的相似性及递变性。
2.碱金属单质的性质的相似性及递变性。
3.焰色反应。
二、命题落点1.元素及其化合物的推断。
如例12.碱金属的制备,要注意反应原理如例23.计算类型的训练如例3 例4【典例精析】例1:碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属性质预测其性质,其中不正确的是()A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径B.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物C.它的氢氧化物化学式为FrOH,这是一种极强的碱D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸解析:根据同主族元素性质的递变规律,从金属锂到金属钫随原子序数的递增,原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强,与水反应的程度逐渐增强,与氧气反应的产物越来越复杂,可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。
答案:B例2: A、B、C、D、E五种物质的转化关系如下所示:(1)若取A溶液灼烧,火焰呈紫色,写各物质的化学式:A_____________、B__________、C____________、D___________、E________________。
并写出A B的离子方程式:_________________________________________ (2)若A为二元强碱,其金属阳离子核外有18个电子。
写出各物质的化学式:A_____________、B________、C____________、D___________、E________________。
解析:第一小题突破口为A溶液的焰色呈紫色,可推出其中含有K+,而B既能溶于HCl,又能溶于NaOH,则可推出为Al(OH)3,也就能连续地推出其它的物质。
第二小题突破口为A是一种二元强碱,且其核外有18个电子,则可推出A为钙元素,也就很容易地推出其它的物质。
高一化学教案-碱金属元素教案 最新
第一册第二章第三节碱金属元素(第1课时)一.教学目标1.知识技能:使学生了解碱金属的物理性质、化学性质和原子结构,能运用原子结构的初步知识来了解它们性质上的差异及递变规律。
2.能力方法:培养和发展学生的自学能力、观察能力、推理归纳能力等培养掌握学生科学探究的思想方法,演绎的方法。
3.情感态度:培养学生量变到质变、内因与外因的辨证唯物主义观点。
培养学生实事求是的科学态度。
二.教学重点:碱金属元素的化学性质,以及跟原子结构的关系三.教学难点:科学方法模式的训练,碱金属的化学性质四.教学模式:探究式(提出问题→查找资料→推测结果→实验验证→得出结论)五.教学用品:实验用品:铁架台(带铁圈)、石棉网(2)、酒精灯(2)、烧杯(4)、水、金属钠、钾、酚酞试液、U形管。
多媒体:投影仪、笔记本电脑教学过程(神舟五号发射)[复习提问]泛问:汽车以油作为燃料,神舟五号以什么作为燃料呢?[知识介绍] 1 kg锂燃烧后可释放42998 kJ的热量,1 kg 锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。
因此,锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。
在已经发现的100多种元素中,人们把锂、钠、钾、铷、铯、钫等叫做碱金属,并把它们放在一起研究,是由于它们之间存在着某种内在的联系。
这种内在的联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面来进行探讨。
由于钫是放射性元素,高中阶段暂不讨论。
[板书] 第三节碱金属元素根据,结构决定性质,性质决定用途。
我们首先就来分析它们的原子结构。
[板书]一、碱金属元素的原子结构投影表2-2注意分析结构上的相同点和不同点。
[引导分析]我们来分析碱金属元素在原子结构上有哪些相同点和不同点?[投影]相同点:最外层1e—不同点:核电荷数,电子层数,原子半径[引导]根据初中所学知识回答,请大家分析分析1:对元素的化学性质起决定性因素的是什么?[课件展示]元素的化学性质与最外层电子数目有关系[引导]碱金属最外层都只有一个电子,性质如何?[课件展示]推测1:碱金属元素容易发生氧化反应:M – e — = M+[课件展示]思考:Na的强金属性主要表现在与哪些物质反应?[课件展示]钠的金属性表现为与O2等非金属、水等反应[课件展示]推测2:碱金属元素都能与O2等非金属、水等反应吗?都能分析2:随核电荷数↑,原子的电子层数↑,原子半径↑,核对最外层电子的吸引能力↓,失电子能力↑,元素的金属性(或对应单质的还原性)↑推测3:从Li到Cs与O2,H2O等物质反应的剧烈程度增大[课件展示][过渡]前面我们从原子结构入手分析了碱金属元素的性质。
高一化学教案-碱金属元素
高一化学教案-碱金属元素教学目标:1. 了解碱金属元素的特征、性质和应用。
2. 掌握碱金属元素与非金属元素反应的规律和反应方程式。
3. 了解碱金属元素在生产和生活中的应用。
教学重点:1. 碱金属元素的特征、性质和应用。
2. 碱金属元素与非金属元素反应的规律和反应方程式。
教学难点:1. 理解碱金属元素电子结构对其化学性质的影响。
2. 深入理解不同物质的性质和特点,以及其在生产和生活中的应用。
教学方法:1. 讲授法。
2. 实验探究法。
3. 课堂讨论法。
4. 小组合作法。
教学内容:一、碱金属元素的特征碱金属元素是指周期表中第一组元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。
它们的外层电子数都是1,具有以下特征:1. 电子亲和能较低:因为它们只有单个外层电子,容易失去或共享,所以它们对新的电子的亲和力很小。
2. 电负性较低:由于电子亲和能低,因此它们的电负性也较低。
3. 单价正离子的稳定性高:由于失去一个外层电子,形成一个正离子后,电子排布非常稳定。
4. 金属性质明显:由于它们易失去电子形成正离子,因此具有典型的金属特性,如良导电和良导热等。
二、碱金属元素的性质1. 反应活泼:由于容易失去电子形成正离子,因此碱金属元素具有很强的还原性。
2. 容易氧化:由于它们的电子亲和能低,容易失去电子被氧化。
3. 与水反应产生氢气:由于它们与水反应产生氢气,所以是常用的还原剂。
4. 相对密度小:由于质量轻,相对密度小。
5. 易受潮:由于对空气中的水分很敏感,所以很容易受潮。
三、碱金属元素的应用1. 钠:广泛用于生产各种金属醇盐和芳烃。
还可用于制取氢氧化钠、二氧化硅和氨等化合物。
2. 钾:用于制取钾肥和石墨制品等。
此外,还可用于医药、农药、烟草、木材等。
还可用于生产干燥剂、火药和火箭推进剂等。
3. 锂:用于生产航空用铝合金、核反应堆用材料、锂电池、软管导电材料等。
4. 铷:用于生产红色火焰信号弹、阴极射线管、烟雾弹等。
《碱金属元素》化学教案
《碱金属元素》化学教案一、教学目标1.了解碱金属元素的物理性质和化学性质。
2.掌握碱金属元素在周期表中的位置及其性质变化规律。
3.培养学生的观察能力、实验能力和思维能力。
二、教学重难点1.重点:碱金属元素的物理性质和化学性质。
2.难点:碱金属元素性质变化规律。
三、教学过程1.导入同学们,我们之前学过元素周期表,知道周期表中有许多元素。
今天我们要学习的是碱金属元素,你们知道碱金属元素都有哪些吗?它们有什么特点呢?2.碱金属元素的物理性质(1)观察碱金属元素的外观:钠、钾、铷、铯、钫,它们都是什么颜色?固态还是液态?(2)观察碱金属元素的密度:比较钠、钾的密度与水、煤油的密度,发现它们都比水轻,比煤油重。
(3)观察碱金属元素的熔点:钠、钾的熔点都很低,用手就能融化。
(4)观察碱金属元素的硬度:钠、钾的硬度都很小,可以用刀轻松切割。
3.碱金属元素的化学性质(1)钠与水的反应:将一小块钠放入盛有水的烧杯中,观察现象。
发现钠在水面上迅速游动,产生大量气泡,溶液变浑浊。
(2)钾与水的反应:将一小块钾放入盛有水的烧杯中,观察现象。
发现钾的反应比钠更剧烈,火焰呈紫色。
(3)碱金属元素与氧气的反应:将钠、钾分别加热,观察现象。
发现钠加热后变为黄色固体,钾加热后变为紫色固体。
(4)碱金属元素与卤素的反应:将钠、钾分别与氯气反应,观察现象。
发现钠与氯气反应白色固体,钾与氯气反应紫色固体。
4.碱金属元素性质变化规律(1)观察碱金属元素在周期表中的位置,发现它们都位于周期表的第一族。
5.课堂小结本节课我们学习了碱金属元素的物理性质和化学性质,以及它们在周期表中的位置和性质变化规律。
希望大家能够通过本节课的学习,对这些知识有更深入的理解。
6.作业布置(1)熟记碱金属元素的物理性质和化学性质。
(3)查阅资料,了解碱金属元素的应用。
四、板书设计1.碱金属元素的物理性质(1)外观:银白色固体(2)密度:比水轻,比煤油重(3)熔点:较低(4)硬度:较小2.碱金属元素的化学性质(1)与水反应:剧烈,产生气泡,火焰呈紫色(2)与氧气反应:加热后变为黄色或紫色固体(3)与卤素反应:白色或紫色固体3.碱金属元素性质变化规律(1)原子半径:从上到下逐渐增大(2)金属性:从上到下逐渐增强(3)熔点、沸点:从上到下逐渐降低(4)密度:从上到下逐渐增大五、教学反思重难点补充:1.教学重点补充物理性质:我会通过实验让学生亲手感受钠和钾的质地,并提问:“你们能感受到钠和钾的软硬度吗?它们与我们的日常生活中的金属相比,有什么不同?”化学性质:在演示钠和钾与水反应的实验时,我会引导学生注意观察反应的剧烈程度和产生的现象,并提问:“你们观察到钠和钾与水反应时的不同点了吗?谁能描述一下?”2.教学难点补充教学过程完善:1.导入“同学们,我们之前学过元素周期表,那么大家能告诉我,什么是碱金属元素吗?它们在周期表中的哪个区域?”2.碱金属元素的物理性质“现在,请大家拿出实验材料,我们一起来感受一下钠和钾的质地。
高一化学《碱金属元素》教案
高一化学《碱金属元素》教案高一化学《碱金属元素》教案一:教学目标1.知识与技能(1)掌握碱金属元素性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
(2)了解焰色反应的操作及应用。
2.过程与方法通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
3.情感态度与价值观树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
二:学情分析本章内容的知识网络图。
这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。
每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。
培养学生良好的学习习惯是很重要的。
形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。
为以后学习典型的非金属元素族卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。
三:教学重难点重点:碱金属元素结构性质的相似性,递变性及其原因。
难点:科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。
四:教学过程1.碱金属元素的原子结构和物理性质[引入]学生上黑板写出碱金属元素的名称、符号及原子结构示意图。
[提问](1)碱金属元素的原子结构的相同点是什么?最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。
(2)碱金属元素的物理性质是否相似?接着指导学生阅读课本第36页[表 2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。
①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低③有较强的导电导热性。
[提问](1)碱金属元素的原子结构的不同点是什么?随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。
(2)碱金属元素的物理性质有什么变化规律?指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的.增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。
如:a.硬度:柔软,有展性,由小到大;b.密度:由小到大,(K反常)。
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化学:2.3《碱金属元素的性质》教案(大纲版第一册)一、教学目的要求1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们性质上的差异及其递变规律,为今后学习元素周期律等打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练以及辩证唯物主义教育。
二、教材分析和教学建议本节教材分为两部分:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质、焰色反应。
第一部分内容为本节的重点,也是本章的重点。
在第一部分内容中,教材先给出了碱金属的物理性质表和原子结构表,引导学生通过对表中事实和数据等资料的分析,得出一些规律性的知识。
然后,根据这些规律性的知识,作出了碱金属元素可能具有与钠相似的化学性质,以及它们的金属性随核电荷数的增大而逐渐增强的推测。
接着,教材在演示实验的基础上,通过介绍碱金属与氧气等非金属的反应,以及碱金属与水的反应,证明上述推论和预测的合理性。
最后,要求学生通过讨论,总结出碱金属具有哪些共同的化学性质,以及随着核电荷数的递增,碱金属的性质呈现怎样的变化。
在第二部分内容中,教材主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及根据焰色反应检验钠、钾及其化合物的方法等。
本节最后的“讨论”是对焰色反应知识的灵活应用。
阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生学习化学的兴趣,培养学生的科学态度以及训练科学方法。
本节教材具有以下特点:1.重视引导学生认识原子的结构与元素性质间存在着密切的关系,以对学生进行量变引起质变、内因与外因的关系等辩证唯物主义教育。
2.重视对学生进行科学态度和科学方法的教育。
教材结合碱金属元素性质的比较等具体内容的介绍,采用中学化学学习中较常用的科学方法模式,对学生进行科学方法的训练。
同时,通过阅读材料“金属钾的发现”,使学生认识树立正确的科学态度和掌握正确的科学方法对化学学习的重要性。
教学建议如下:1.单纯从知识来讲,本节教材与以往的教材并没有太大区别,主要是在体现科学方法上与以往的教材存在着较大区别。
教材以钠的性质以及与原子结构的关系作为参照物,将其余碱金属的原子结构与之相比较,分析它们原子结构的相似性和递变性,并进而推论出它们性质的相似性和递变性。
应注意引导学生采用科学方法模式,在推论的基础上认真做好实验和分析实验事实,正确得出结论。
使学生在获得知识的同时进行科学方法训练,认识科学方法对化学学习的重要性。
2.碱金属元素原子结构的相似性和递变性,使它们的性质也表现出相应的相似性和递变性,结合此知识对学生进行量变引起质变、内因与外因的关系等辩证唯物主义教育。
3.注意通过实验进行焰色反应的教学,并结合节日燃放的烟火等对学生进行安全教育。
本节教学重点:碱金属元素的性质,以及与原子结构的关系。
本节教学难点:科学方法模式的训练。
三、演示实验说明和建议〔实验2-10〕整个实验操作要迅速,切取的钾块不能太大,要注意安全。
〔实验2-11〕由于焰色反应所需温度较高,所以最好在煤气灯或酒精喷灯上做实验,这样,现象会更明显。
四、部分习题参考答案习题二:1.C 2.B、D 3.D 4.C习题六:1. 13.6 g 2. 184 g五、资料1.碱金属元素的发现碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫,它们被发现的次序是钾、钠、锂、铷、铯、钫。
(1)钾和钠都是在1807年由戴维发现的。
他电解熔融的氢氧化钾时,发现阴极表面上出现有金属光泽、酷似水银滴的颗粒,有的颗粒刚形成就燃烧掉了,发出火焰,并发生爆炸。
有的颗粒逐渐失去光泽,表面形成一层白色薄膜。
把这种小的金属颗粒投进水里,即出现火焰。
戴维确定它是一种新的元素,因为是从钾碱(potash)制得的,所以定名为钾(potassium)。
同年,戴维又电解氢氧化钠而制得金属钠。
(2)1817年阿尔费特逊(Arfvedson)从矿石分析中确定了锂元素的存在。
锂的火焰颜色在1818年由格美林(Gmelin)发现。
他们都没有能制出锂的单质。
1818年,布朗得斯(Brandes)和戴维电解氧化锂,制得了少量金属锂。
一直到1855年,本生(Bunsen)和马提生(Mattiessen)用电解氯化锂的方法才制得较多的锂。
1893年根茨(Guntz)提出在400 ℃时电解熔融的LiCl(55%)、KCl(45%)电解液制锂,这种原理应用到生产上,一直沿用到现在。
(3)1860年克希荷夫(Kirchhoff)和本生研究碱金属光谱时,发现蓝色区域有明亮的光谱线,他们把显示这种光谱线的元素叫铯,意思是“天蓝”。
1861年,克希荷夫和本生又在暗红色区域发现新的光谱线,他们把显示这种光谱线的元素叫铷,意思是“暗红”。
(4)钫这种在碱金属中密度最大的元素,在理论上和性质上都早就相当明了地被预见了。
但一直到1939年,贝赫蕾(Perrey)才发现了这第87号元素的一个半衰期很短的同位素223Fr,它是从235U衰变为227Ac,227Ac 又经α-衰变而成的。
贝赫蕾是法国人,她为了祖国的荣誉命名它为钫,意思是“法兰西”。
图2-4 金属钠的晶体结构2.碱金属的一些物理性质(1)碱金属的晶体结构用近代实验仪器可以测得碱金属原子是在体心立方晶格上排列的(见图2-4),在立方体的8个顶点各有1个原子,在立方体的中心有1个原子。
几种碱金属的原子排列全是这样。
由于碱金属的最外电子层只有1个电子(即价电子数为1),比起具有相同电子层数的其他金属来说,原子半径大得多,因此它们就显示了熔点和沸点较低、密度较小的特点。
在高温时,实验测出碱金属的气态分子是单原子分子,但在沸点以上近于沸点温度时的蒸气中,约含有1%的双原子分子(Li2,Na2,K2,Rb2,Cs2)。
这也说明这些原子还可以以共价键结合,这种共价键是随着原子序数的增大而减弱的。
(2)碱金属密度的变化情况随着原子序数的增加,碱金属的密度一般是增大的。
这说明由于这几种金属的晶体结构方式相同,随着原子序数的增加,相对原子质量增加所起的作用超过了(或者抵消了)原子半径(或原子体积)增大的作用。
但有一个例外,就是从Na到K出现了“反常现象”,理由是由于从Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此K的密度比钠的密度反而小。
还必须注意到,除Li、Na、K外,只有Rb、Cs的密度是大于水的,这也是比较特殊的。
(3)碱金属的硬度和熔点、沸点在晶格结点上碱金属原子之间是以金属键结合,而金属键是一种中等强度的键。
随着碱金属原子半径的增加,金属键的强度相对来说逐渐减弱。
这样金属原子间的联系越弱,熔点越低,硬度也越小。
除了Li,其他碱金属都在水的沸点以下熔化,这也是比较特殊的。
从硬度来说,用刀是不容易切开锂的,但随着原子序数的增加,硬度越来越小,如钠不仅可以用普通小刀切开,而且用手的力量可以挤压变形;钾好像油灰那样更软些。
3.碱金属等元素的光谱线当原子被火焰、电弧、电火花或其他方法产生的能量所激发时,能够发射出一系列具有一定波长的光谱线。
当原子核外的电子从火焰、电弧、电火花吸收一定的能量,被激发到一定的能级,这样的电子就处于激发态。
激发态的电子回到基态的时候,就会放出具有一定能量、一定波长的光谱线。
由火焰激发后而发射出的光谱就是焰色光谱,由电弧激发后而发射出的光谱就是电弧光谱,由电火花激发后而发射出的光谱就是电火花光谱。
这3种光谱的强度虽有所不同,但从任一种元素的原子发射出的光谱都有某些共同的谱线。
从焰色反应的实验里所看到的各元素的特殊焰色,就是光谱谱线的颜色。
每一种元素的光谱都有一些特征谱线。
如果在光谱中出现某一种元素的特征谱线,就可以断定该种元素的存在(见表2-2)。
表2-2 碱金属、碱土金属元素的主要特征谱线4.碱金属跟氧气的反应及其生成物碱金属是一族很活泼的金属元素,课本里叙述了它们跟氧气的反应和反应后生成的物质,但限于条件,叙述得很简单,在这里作一些补充。
碱金属跟氧气起反应,能生成氧化物(M2O)、过氧化物(M2O2)、超氧化物(MO2)等。
其中M代表碱金属元素。
最简单的氧化物是Li2O、Na2O、K2O等。
但是,除Li2O外,M2O不是最稳定的氧化物,这可以从它们的生成热的大小看出(见表2-3)。
当锂在氧气中燃烧时生成的是氧化锂,同时只有微量的过氧化锂生成。
当钠在氧气中燃烧时,生成的产物是过氧化钠。
这是因为氧化钠不稳定,会跟氧气继续起反应,生成过氧化钠。
有人曾经做过实验,使钠在有限的氧气中起反应的时候,生成的是氧化钠。
4Na+O2=2Na2O当氧化钠暴露在空气中时,就继续氧化为过氧化钠,这个反应有实际意义,已成为过氧化钠的一种工业制法。
2Na2O+O2=2Na2O2氧化钠一般是用间接的方法来制取的。
例如:2NaNO2+6Na=4Na2O+N2↑在20世纪40年代末,发现了制备超氧化钠的方法,即在压强为15.2 MPa的氧气中和温度为450 ℃时,于密闭容器中持续反应100 h,过氧化钠即变为超氧化钠。
Na2O2+O22NaO2这种制备方法用于工业上生产超氧化钠。
比钠更活泼的钾、铷、铯,在跟氧气的反应中,主要产物分别是KO2、RbO2和CsO2,这些元素的超氧化物较相应的过氧化物稳定。
课本所述,钾、铷等跟氧气起反应,生成比过氧化物更复杂的氧化物,即是指相应的超氧化物,因它们较为复杂,课本里没有具体阐述。
碱金属的过氧化物和超氧化物,像它们的氧化物一样都是离子化合物。
过氧化钠是以2Na+和O22-结合的,在O22-里,氧原子跟氧原子是以共价键相结合的,这个键是单键,键长是0.149 nm。
从氧化数来说,O22-中氧的氧化数是-1。
其他碱金属的过氧化物中氧的氧化数都是-1。
超氧化钾是以K+和O2-结合的,O2-的结构比较复杂,它像氧分子那样具有顺磁性。
我们知道,氧分子之所以具有顺磁性是因为氧分子里有2个未成对的电子的缘故。
O2-的顺磁性没有O2里的大,由顺磁共振光谱证明,O2-里只有1个未成对电子。
超氧化物中,氧原子跟氧原子的距离是0.128 nm,比氧分子里氧原子间的距离(0.121 1 nm)长,比O22-里氧原子间的距离短。
图2-5 KO2的四面体结构在常温时,KO2的晶体呈四面体结构(图2-5)。
在高温时,KO2的晶体呈立方体结构,即跟NaCl的结构相似,不过Cl-的位置由O2-代替,就是O2-中连接2个氧原子的键的中心点,位于Cl-的位置上。
从氧化数来说,O2-的氧化数是-1,每个氧原子的氧化数是-12。
例如:4KO2+2H2O=3O2↑+4KOH超氧化钾中有6个氧从-到0,氧化数增加了,超氧化钾中另有2个氧从-12到氢氧化钾中氧的-2,氧化数减少了。
氧化数的增加和减少恰好相等。
在生产上,纯净的过氧化物和超氧化物是用钾或铷等的液氨溶液跟反应所需要的计算量的氧气起反应而制得的。