人教版高中化学高中化学必修一《原子结构与元素的性质》原子结构与元素周期表

提示:LiOH、NaOH、KOH、RbOH属于同主族元素形成最 高价氧化物的水化物,可通过其他主族的最高价氧化物 的水化物的溶解性证明,如Mg(OH)2(难溶于水)、 Ca(OH)2(微溶于水)、Ba(OH)2越来越易溶,故LiOH、 NaOH、KOH、RbOH的溶解度越来越大。
【迁移·应用】 1.(2019·张家界高一检测)下列有关第ⅠA族元素性质 的递变规律不正确的是 ( ) A.Na、K、Rb、Cs单质的失电子能力依次增强 B.Na、K、Rb、Cs的原子半径依次增大 C.NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性依次增强 D.Na、K、Rb、Cs 最外层电子数依次增多
色气体
Br2
_深__红__棕__
色液体
逐渐_增__大__
逐渐_升__高__
I2
_紫__黑__
色固体
2.卤素的原子结构特点
相同点 递变性
①卤族元素位于周期表第____Ⅶ族A; ②最外层上都有__个7 电子。
从F→I核电荷数依次___增__大,电子层 数依次__增__多_,原子半径依次____增_。大
_钾__与___水__的__反__应___有__轻__微__爆__炸__ 声 _并__着___火__燃__烧_
碱金属 单质
实验 原理
实验 结论
钠
钾
_2_N_a_+_2_H_2_O_=_=__== _2_N_a_O_H_+_H__2↑_
_2_K_+_2_H_2_O_=_=_=__=_2_K_O_H+ _H_2_↑_
() 提示:×。钠、钾均与水反应,两者不能在溶液中发生金 属间的置换反应。
【情境·思考】 钾与水剧烈反应,甚至在冰上也能着火,生成氢氧化钾 和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾 和氢气燃烧。
(1)钾失火,应采取什么方法灭火? 提示:用沙土、石棉等覆盖。
(2)钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰
(2)卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加 深( ) 提示:√。从F2 → I2卤素单质的颜色逐渐加深。
(2)卤素单质之间的置换反应
实验操作
实验现象
静置后,液体 分层,上层接 近无色,下层
呈_橙___红_色
化学方程式
_C_l_2_+_2_K_B_r_=_=__=_=_2_K_Cl _+_B_r_2
递变
规律
熔、沸 点
逐渐__降__低_
个性特点
①铯略带金属光泽;②锂的密度比煤油 的小;③钠的密度比钾大
【想一想】 金属钠、钾在实验室中如何保存? 提示:少量的钠和钾可保存在煤油中,并密封存放。
三、卤族元素 1.卤素单质的物理性质
颜色、 状态
密度 熔、沸点
F2
_淡__黄__绿__
色气体
Cl2
_黄__绿__
() A.碱性:LiOH>NaOH>KOH>RbOH B.金属性:Rb>K>Na>Li
C.Fe、Na分别和稀盐酸反应时,每个铁原子失去2个电 子,每个钠原子失去1个电子,所以Fe的金属活动性强于 Na D.Rb不易与水反应放出H2
【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)明确金属性强弱与最高价氧化物的水化物的碱性强 弱的关系; (2)明确金属性与失电子的多少无关。
? 提示:生产生活中常见物质中大多数含有钠元素,其焰 色试验为黄色,黄色能掩盖紫色。
3.碱金属单质的物理性质
元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)
相同点
除铯外,其余都呈___银__白色,它们都比 较软,有延展性,密度较___,小熔点较___, 低
导电、导热性强
密度 逐渐__增__大_(钠、钾反常)
(2)碱金属单质的化学性质为什么具有递变性?
提示:碱金属原子结构存在递变性。从Li到Cs,随核电 荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原 子核对最外层电子的引力逐渐减弱,元素金属性逐渐增 强,故单质的还原性逐渐增强,离子的氧化性逐渐减弱 。
【案例示范】 【典例】(2019·衡水高一检测)下列说法中正确的是
【解析】选D。同一主族元素,元素的金属性越强,其单 质的失电子能力越强,碱金属族元素,Na、K、Rb、Cs的 金属性依次增强,则其单质失电子能力依次增强,A正确; 同一主族元素,其原子半径随着原子序数增大而增 大,Na、K、Rb、Cs原子序数依次增大,其原子半径依次 增大,B正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物的
产物 稳定性
不如氯化 氢稳定
不断 加热
H_2_+_I_2__△____2_H_I
不稳定
从 _升_F_高2_到_,I反2,应与剧H2烈反程应度所依需次要_的__条_减_件,弱逐生渐成气 态氢化物的稳定性依次____减_。弱
【巧判断】 (1)HX都极易溶于水,它们的热稳定性随核电荷数增加 而增强 ( ) 提示:×。HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱。
【素养提升】 《后武林旧事》记有宋孝宗观海潮放烟火的情景 说:“淳熙十年八月十八日,上诣德寿宫,共请两殿往浙 江观潮……管军命于江面分布五阵,乘骑弄旗,标枪舞 刀,如履平地。点放五色烟炮满江,及烟收、炮息,则诸 船尽藏,不见一只。”烟花的颜色是由于不同金属灼烧,
Li
Na
K
Rb
Cs
反应越来越剧烈,产物越来越复杂
单 与氧
质
气
Li2O
Na2O、 Na2O2
K2O、 K2O2、
KO2
氧化物 更复杂
Li Na K Rb
Cs
单 质
与水
反应 缓慢
剧烈 反应
反应越来越剧烈
轻微 爆炸
剧烈 爆炸
化合物
碱性强弱:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
【思考·讨论】
(1)碱金属单质的化学性质为什么具有相似性? 提示:结构决定性质,碱金属元素的原子结构相似,最外 层均有1个电子,均易失电子,化学性质活泼,故它们的 单质具有较强的还原性,能与氧气等非金属及水、酸反 应。
【解析】选B。因为金属性Li<Na<K<Rb,所以碱性 LiOH<NaOH<KOH<RbOH,Rb比K更易与水反应,B项正确,A 、D两项错误;每个原子失去电子的数目不能作为判断 金属活动性强弱的依据,根据常见金属活动性顺序来看 ,Fe比Na的金属活动性弱,C项错误。
【方法规律】金属性强弱的判断依据 (1)据元素周期表判断。 同一主族,从上到下:元素的金属性逐渐增强。
3.卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应
卤素 单质
反应 条件
化学方程式
产物 稳定性
F2
暗处
H_2_+_F_2_=_=_=_=_2_H_F_
很稳定
Cl2
光照或 点燃
H2_+_C_l__2 __________2_H__C_l
较稳定
卤素 单质 Br2
I2
结论
反应 条件
加热
化学方程式
H_2_+_B_r_2_=_=_△=_=_2__H_B_r
《原子结构与元素的性质》 原子结构与元素周期表
人教版高中化学高中化学必修一
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一、元素的性质 1.金属性 金属元素的原子最外层电子一般少于4个,在化学反应 中容易_________,具有_______。即金属元素的金属性 是指金属失元去素电的子原子所具金有属的性_________的能力。
【解析】选A。119号元素在周期表中位于第八周期ⅠA 族,所以性质与钫相似:具有“软、轻、低(熔、沸点 )”的特点,A项错误,B项正确;84号元素Po后都是放射 性元素,C项正确;碱金属虽然都是轻金属,但同主族从 上到下密度的变化趋势是逐渐增大的,Li、Na、K比水 轻,Rb、Cs、Fr比水重,D项正确。
大,电子层数逐渐___增__多,原子半径逐渐 _增__大__。
2.碱金属单质的化学性质 (1)钠、钾与氧气反应比较
①实验现象: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。
△
△
②反应方程式:2Na+O2 ==== Na2O2、K+O2 ==== KO2。
③实验结论:金属的活泼性:K_>_Na。
与水反应剧烈程度:K__N>a;金属的活 泼性:K__>Na。
【巧判断】 (1)碱金属元素即ⅠA元素。 ( ) 提示:×。第ⅠA元素包括氢元素和碱金属元素。
(2)从上到下,碱金属单质密度依次增大,熔、沸点依次 降低。 ( ) 提示:×。钾的密度比钠小。
(3)K比Na活泼,故K可以从钠盐溶液中置换出Na。
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后,液体 分层,上层接 近无色,下层
呈_紫___红_色
_C_l_2_+_2_K_I_=_=_=__=_2_K_C_l+ _I_2
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后,液体分层, 上层接近无色,下
层呈__紫__红_色
_B_r_2_+_2_K_I_=_=_=_= _2_K_B_r_+_I_2
结论
Cl2→I2氧化性逐渐___减__弱,相应的 卤素离子还原性逐渐___增__强
【情境·思考】 氟是一种反应性能极高的元素,被称为“化学界顽童”。 但氟一旦与其他元素结合,就会成为耐热、难以被药品 和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合物。氟的 化合物化学性质稳定,氟具有很强的非金属性。氟树脂 等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、弯曲 率低、电气性能好等优异性能。氟元素被广泛应用于 家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。
(2)据金属活动性顺序判断。 金属单质的活动性减弱,元素的金属性也减弱。
(3)据单质及其化合物的性质判断。 ①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。 ②最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,元素的金属 性越强。
(4)金属单质间的置换反应。 较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出 来:如Zn+Cu2+====Zn2++Cu,则金属性:Zn>Cu。
水化物的碱性越强,Na、K、Rb、Cs金属性依次增强,则 NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性依次增强,C正确;同一主 族元素最外层电子数相同,所以Na、K、Rb、Cs的最外 层电子数相同,都是1,D错误。
2.(2019·沧州高一检测)可能存在的第119号未知元素 ,有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化 趋势,下列有关“类钫”的预测中错误的是 ( ) A.单质有较高的熔点 B.“类钫”在化合物中呈+1价 C.“类钫”具有放射性 D.“类钫”单质的密度大于1 g·cm-3
失去电子
2.非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于4个,在化学反
应中容易_________,具有_________。即非金属元素的
非金属性是得指到非电金子属元素的非原金子属所性具有的_________的
能力。
得到电子
【想一想】 氢气与氧气反应生成水,氢元素显正价,能
证明氢元素有一定的金属性吗? 提示:不能。氢元素在反应中显正价,说明氢气具有还 原性,不能说氢元素具有金属性。金属性是从微观角度 来讲原子的失电子能力;还原性是从宏观上来讲物质具 有的失电子能力。
(5)据离子的氧化性强弱判断。 金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱。如氧化 性:Cu2+>Fe2+,则金属性:Cu<Fe。
【母题追问】(1)请预测Rb与水反应的现象。 提示:钠与水反应剧烈,钾与水反应轻微爆炸,Rb更加活 泼,反应更加剧烈,故可预测Rb与水反应的现象为剧烈 爆炸、燃烧。
(2)你能根据常见的碱的溶解性预测LiOH、NaOH、KOH 、RbOH的溶解度大小吗?说明理由。
二、碱金属元素 1.碱金属元素的原子结构
元素 名称
_锂__
_钠__
_钾__
_铷__
_铯__
元素 符号
_L_i_
_N_a_
_K_
_R_b_
_C_s_
原子 结构 示意 图
原子 半径 /nm
0.152 0.186 0.227 0.248
百度文库0.265
结论
(1)碱金属元素的原子最外层电子数都是
_1_。
(2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增
(1)卤素单质中氧化性最强的是哪种单质? 提示:F2。
(2)F在化合物中有无正价? 提示:F在化合价中只显示-1价,无正价。
四、同主族元素的性质与原子结构的关系
知识点一 碱金属单质化学性质的相似性和递变性 【重点释疑】 1.相似性
2.递变性 (1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律
(2)具体表现
(2)钠、钾与水反应的比较
碱金属 单质
钠
钾
实验 操作
碱金属 单质
实验 现象
钠
钾
相同点 不同点
_金__属___浮__在__水__面___上__;_熔__成__闪__亮 _的__小___球__;_小__球__四___处__游__动__;_发__ 出 _嘶__嘶___的__响__声__;_反___应__后__的__溶__液 _呈__红___色_