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。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