高中化学碱金属元素详解

如何鉴别NaCl溶液和KCl溶液？
焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧 时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上 叫焰色反应。
焰色反应实验步骤：①用盐酸洗净铂丝②灼烧（标准是灼 烧时与火焰焰色一样）；③蘸取待测液；④灼烧，观察颜色 （钾应该通过蓝色钴玻璃观察）。
金属
钠
钾
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铜
锂
焰色反应 颜色
黄色
紫色
绿色
三.碱金属的主要物理性质
元素 元素 核电 名称 符号 荷数 锂 钠 颜色和状态 银白色，柔软 银白色，柔软 密度 g· -3 cm 熔点 ℃ 沸点 ℃
钾
铷 铯
Li Na K Rb Cs
3 11 19 37 55
0.534 0.97
180.5 97.81
1347 882.9
银白色，柔软
银白色，柔软
略带金色光泽，柔软
大量的实验证明，碱金属元素从锂到铯， 物理性质和化学性质呈现出一定的相似性 和递变性： 随核电荷数的增加，电子层数依次增加， 原子半径依次增大，密度有增大趋势，熔 沸点逐渐降低。碱金属元素金属性逐渐增 强，单质还原性依次增强。
小结
碱金属的物理性质： 1、相似性：除铯略带金色外，其余都是银白色固体， 密度小，熔点低，硬度小，导电导热能力很强，有延展 性。 2、递变性（从Li到Cs）：密度呈增大的趋势（K反常 比Na小；除Rb、Cs外，其余单质的密度都小于水。）， 熔沸点逐渐降低（除Li外，其余单质的熔点都小于水的 沸点。） 3、特殊性：在颜色上有特殊性的是铯，在密度上有特 殊性的是钾。
Li
+3 2 1
2 81 2 8 81
2 8 18 8 1
2 8 1818 8 1
Cs
+55
一、碱金属元素原子结构比较
元素 符号 Li Na K 核电 电子层结构 荷数 电子 原子半径 层数 (nm) 0.152 2
3 11 19 37 55
21 281 2881 2 8 18 8 1 2 8 18 18 8 1
3 4 5 6
0.186 0.227
Rb
Cs
0.248
0.265
讨论：
碱金属元素在原子结构上有什么相同之处， 又有什么不同之处？
碱金属元素的原子结构
Li Na K Rb Cs
相似性 递 变 性 最外层都只有1个电子
核电荷数逐渐增加
电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大
思考：
根据碱金属的原子结构，推测碱金属化学性质 的相似性和递变规律。
紫红色
1、钠和锂有相似的化学性质，下列说法中能较好地 解释这个事实的是（ C ） A．都是金属元素 B．原子半径相差不大 C．最外层电子数相同 D．化合价相同 2、①钾比水轻；②钾的熔点较低；③钾与水反应时 要放出热量；④钾与水反应后溶液呈碱性。某学生将 一小块金属钾投入滴有酚酞试液的水中，以上实验能 证明上述四点性质中的（ D ） A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ 2K+2H2O = 2KOH+H2↑
实验表明：钾也能与水起反应生成氢气和氢氧化钾。 钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，说明钾比钠 的金属性更强。 在碱金属中，随着核电荷数的增加，与水反应 越来越剧烈，其中铷、铯遇水立即燃烧，甚至爆炸。 所以，碱金属元素的金属性从锂到铯逐渐增强。
0.86
1.532 1.879
63.65
38.89 28.40
774
688 678.4
思考： 相似性：色（铯略带金色）、软、轻、低、导
碱金属在物性上有无相似点，不同之处有无 一定规律？ 递变性：从锂到铯密度增大（K与Na反常）；熔沸点降低
原 子 Na +11 结 K +19 构 示 Rb +37 意 图
二、化学性质
⒈ 与非金属反应
4Li+O2==2Li2O 4Na+O2 = 2Na2O
加热
2Na+O2==Na2O2
加热
Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。 K、Rb等碱金属与O２反应，会生成比过氧 化钠更复杂的氧化物。 碱金属除了能与O２反应外，还能与Cl２、S 等大多数非金属发生反应。
⒉ 与水反应
分析1：决定物质化学性质的主要因素是什么？
最外层电子数 推测一: 原子的最外层都只有1个电子，因此，它们 可能具有与钠相似的化学性质。如：能与氧气等非金 属以及与水等起反应。 分析2：除了最外层电子，物质的化学性质可能还与 结构中的什么因素有关？ 推测二: 随着核电荷数的增加，原子的电子层数增多， 原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱， 失电子能力递增，元素的金属性（或对应单质的还原 性）增强。因此，钾、铷、铯与氧气或水的反应，将 比钠更剧烈。
化学性质：[以钠为例子，用R代表碱金属。] 1、相似性： ①与非金属反应：都能与O2、Cl2、S等反应。 ②与水反应：化学方程式：2R+2H2O==2ROH+H2↑ 离子方 程式：2R+2H2O==2R++2OH-+H2↑ ③与酸反应：离子方程式：2R+2H+==2R++H2↑ ④与盐反应： 盐溶液：理解为先与水反应，再与盐反应。 熔融盐：可以置换活动性弱的金属。 2、递变性（从Li—Cs）：反应越来越剧烈，金属性逐渐增 强，单质的还原性逐渐增强。 元素金属性的强弱可以从它的单质与水（酸）反应置换氢气 的难易程度，以及它的最高价氧化物对应的水化物碱性的强 弱来判断。 3、特殊性：碱金属与氧气反应的生成物，锂与氧气只生成 氧化锂；钠与氧气可生成氧化钠和过氧化钠；钾、铷等碱金 属与氧气反应，可以生成比过氧化物更复杂的氧化物。