自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)
一、堿金屬元素1.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖。
(2)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。①相同點(diǎn):最外層電子數(shù)都是1。②遞變性:從鋰到銫,核電荷數(shù)依次增加,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大。
2.堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)。(1)實(shí)驗(yàn)探究。①鉀、鈉與O2反應(yīng)的比較。鈉在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為2Na+O2 Na2O2。鉀在氧氣中的燃燒比鈉更劇烈。
②鉀、鈉與H2O反應(yīng)的比較。
(2)結(jié)論。①堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)相似,都能與氧氣等非金屬單質(zhì)以及水反應(yīng)。②隨著原子序數(shù)的遞增,堿金屬元素金屬性逐漸增強(qiáng)。
3.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律。從Li到Cs,隨著核電荷數(shù)的增加,堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大,原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱,原子失去最外層電子的能力逐漸增強(qiáng),即元素的金屬性逐漸增強(qiáng)。
4.堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)。
【自主思考1】 結(jié)合鈉的性質(zhì)分析,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)如何保存單質(zhì)鉀?提示:因K容易與O2、H2O等發(fā)生反應(yīng),故應(yīng)密閉保存,又因?yàn)镵的密度比煤油的密度大且兩者不反應(yīng),所以同Na一樣,K也常保存在煤油中。
二、鹵族元素1.單質(zhì)的物理性質(zhì)。
2.原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖。
(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。①相同點(diǎn):最外層都有7個(gè)電子。②遞變性:從氟到碘,核電荷數(shù)逐漸增加,電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大。
3.單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。(1)與H2反應(yīng)。從F2到I2,反應(yīng)的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2;氫化物的穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI。
(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)。
【自主思考2】 你能用兩個(gè)離子方程式說(shuō)明氧化性Cl2>Br2>I2嗎?
三、同主族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.元素性質(zhì)的影響因素。元素的性質(zhì)主要與原子核外電子的排布,特別是最外層電子數(shù)有關(guān)。2.同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
【自主思考3】 已知還原性I->Br->Cl->F-,試從原子結(jié)構(gòu)的角度分析原因。提示:還原性即粒子失去電子的能力。按I-→Br-→Cl-→F-的順序,離子的半徑逐漸減小,原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸增強(qiáng),失去電子的能力逐漸減弱,故還原性逐漸減弱。
【效果自測(cè)】 1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)堿金屬元素都是第ⅠA族元素。(　　)(2)從上到下,堿金屬單質(zhì)密度依次增大,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)依次降低。(　　)(3)K比Na活潑,故K可以從鈉鹽溶液中置換出Na。(　　)(4)鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2O══HXO+HX表示。(　　)
(5)鹵化氫都極易溶于水,它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增強(qiáng)。(　　)(6)鹵素單質(zhì)的顏色從F2到I2逐漸加深。(　　) (7)將F2通入NaCl溶液中可置換出Cl2。(　　)(8)原子的最外層電子數(shù)多于4個(gè)的都是非金屬元素。(　　)(9)堿金屬元素與鹵族元素在自然界中都以化合態(tài)存在。(　　)
2.(1)在HF、HCl、HBr、HI中最不穩(wěn)定的是　　　　(寫化學(xué)式)。?(2)下列單質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)隨原子序數(shù)遞增而升高的是　　　　(填字母)。?A.堿金屬元素B.鹵族元素(3)下列反應(yīng)中,更劇烈的是　　　　(填字母)。?A.鈉與水反應(yīng)B.鉀與水反應(yīng)答案:(1)HI　(2)B　(3)B
解析:鹵素中碘元素的非金屬性最弱,氫化物最不穩(wěn)定的是HI;堿金屬元素單質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)隨原子序數(shù)遞增而降低,鹵素單質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)隨原子序數(shù)遞增而升高;鉀比鈉活潑,與水反應(yīng)更劇烈。
合作探究·釋疑解惑
探究任務(wù)1 堿金屬元素的相似性、遞變性
1.已知Li、Na在空氣中燃燒分別生成Li2O、Na2O2,而K在空氣中燃燒的產(chǎn)物更復(fù)雜。試比較Li、Na、K的金屬性強(qiáng)弱順序。提示:Li、Na、K的金屬性依次增強(qiáng)。2.寫出K投入CuSO4溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示:2K+2H2O══2KOH+H2↑,2KOH+CuSO4══Cu(OH)2↓+K2SO4。
歸納提升1.相似性(用R表示堿金屬元素)。
2.遞變性。(1)與O2反應(yīng)。從Li到Cs,與O2反應(yīng)越來(lái)越劇烈,產(chǎn)物越來(lái)越復(fù)雜,如Li與O2反應(yīng)生成Li2O,Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2,而K~Cs與O2反應(yīng)產(chǎn)物更復(fù)雜,中學(xué)階段不要求。
(2)與H2O(或酸)的反應(yīng)。從Li到Cs,與H2O(或酸)反應(yīng)越來(lái)越劇烈,如K與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸,Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性。堿性:LiOHCl,但氫氟酸是弱酸,鹽酸是強(qiáng)酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【變式訓(xùn)練3】 下列事實(shí)不能用于判斷金屬性強(qiáng)弱的是( 　)。A.溶液中金屬間發(fā)生的置換反應(yīng)B.1 ml金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失去電子的多少C.金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱D.金屬元素的單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)置換出氫氣的難易程度答案:B解析:金屬失電子的多少不能作為判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù),如在反應(yīng)中1 ml Al失去3 ml電子而1 ml Na只失去1 ml電子,但Na的金屬性比Al的金屬性強(qiáng)。

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第二節(jié) 元素周期律

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