第四課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—鹵素
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)閱讀教材和實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，掌握元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。
2.通過(guò)分析鹵族元素的相關(guān)性質(zhì)的圖表信息，嘗試運(yùn)用比較、歸納等方法對(duì)信息進(jìn)行加工，培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)的能力，體會(huì)事物變化過(guò)程中量變引起質(zhì)變的規(guī)律，落實(shí)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與鹵族元素性質(zhì)的關(guān)系
【課前預(yù)習(xí)】
舊知回顧：1.指出ⅦA族元素的元素符號(hào)及名稱，并分別畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。
2.堿金屬都能與水反應(yīng)，反應(yīng)的通式為 。隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬與水反應(yīng)越來(lái)越 ，生成的ROH（最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物）的堿性越來(lái)越 。
新知預(yù)習(xí)：1.鹵族元素為第 族的元素，包括 。最外層電子數(shù)都是 ，容易 一個(gè)電子形成最外層8電子我的結(jié)構(gòu)。
2.鹵族元素性質(zhì)相似，如均能與氫氣化合的通式為 ,與水反應(yīng)的通式為 （ 除外）。從上到下，隨核電荷數(shù)的增加，也表現(xiàn)出遞變性如氫化物穩(wěn)定性： ；還原性： ；酸性： 。最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸 (除 外)，即 等。
【課中探究】
情景導(dǎo)入：
【溴和碘的發(fā)現(xiàn)之旅】
1824年，法國(guó)化學(xué)家巴拉爾(1802—1876)在研究鹽湖中植物的時(shí)候，將從大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃燒成灰，然后用浸泡的方法得到一種灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液即分為兩層：下層顯藍(lán)色(這是由于淀粉與溶液中的碘生成了化合物)；上層顯棕黃色。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？經(jīng)巴拉爾的研究，認(rèn)為可能有兩種情況：一是氯與溶液中的碘形成新的氯化碘，這種化合物使溶液呈棕黃色；二是氯把溶液中的新元素置換出來(lái)了，因而使上層溶液呈棕黃色。于是巴拉爾想了些辦法，試圖把新的化合物分開，但都沒(méi)有成功。所以他斷定這是一種與氯、碘相似的新元素。1825年，德國(guó)海德堡大學(xué)學(xué)生羅威把家鄉(xiāng)克羅次納的一種礦泉水通入氯氣，產(chǎn)生一種紅棕色的物質(zhì)。這種物質(zhì)用乙醚提取后，再將乙醚蒸發(fā)，則得到紅棕色的液溴。所以羅威也是獨(dú)立發(fā)現(xiàn)溴的化學(xué)家。
一、鹵素原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理性質(zhì)
活動(dòng)一、鹵素的概念及原子結(jié)構(gòu)
任務(wù)一、查看元素周期表，閱讀教材P102頁(yè)中間自然段，思考什么是鹵素元素？其原子結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？可得到什么結(jié)論？
任務(wù)二、根據(jù)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及變化規(guī)律，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，思考在周期表中，從上到下鹵族元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點(diǎn)？完成表格內(nèi)容。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)】1．已知某鹵族元素位于周期表中第三周期，該元素原子結(jié)構(gòu)示意圖正確的是( )
A． B． C． D．
2．關(guān)于原子序數(shù)為53的元素，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．位于第六周期B．是金屬元素
C．最外電子層含有6個(gè)電子D．屬于鹵族元素
活動(dòng)二、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及變化規(guī)律
任務(wù)一、結(jié)合教材P102頁(yè)表4-3（下表）種數(shù)據(jù)內(nèi)容，歸納總結(jié)鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)具有哪些相似性和遞變性？
①相似性(原子結(jié)構(gòu)的相似性)：
②遞變性(原子結(jié)構(gòu)的遞變性決定)：
任務(wù)二、回顧氯氣的溶解性，展示液溴（水封）、碘水樣品，討論交流Cl2、Br2、I2的物理性質(zhì)具有哪些特殊性？完成表格內(nèi)容。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)】1．砹(At)是原子序數(shù)最大的鹵族元素，對(duì)砹及其化合物的敘述，不正確的是
A．與H2化合的能力：At2Br-
C．鹵素單質(zhì)的密度從F2→I2隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大
D．F2可以從NaCl溶液中置換出Cl2
5．類推是一種常采用的科研和學(xué)習(xí)方法，下列類推結(jié)論合理的是（ ）
A．由單質(zhì)鐵和氯氣反應(yīng)生成FeCl3，推出單質(zhì)鐵和碘單質(zhì)反應(yīng)生成FeI3
B．由元素周期表中從上到下，鹵族元素單質(zhì)熔沸點(diǎn)逐漸升高，推出堿金屬元素單質(zhì)熔沸點(diǎn)逐漸升高
C．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性，由N的強(qiáng)于P的，推出F的強(qiáng)于Cl的
D．由Na在常溫下與水劇烈反應(yīng)，推出K在常溫下也能與水劇烈反應(yīng)
6．向NaBr、NaI混合液中，通入一定量氯氣后，將溶液蒸干并充分灼燒，得到固體剩余物質(zhì)的組成不可能是（ ）
A．NaCl，NaIB．NaCl，NaBr
C．NaCl，NaBr，NaID．NaCl
7．已知常溫下，濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)可以生成氯氣。如圖甲、乙、丙三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、潤(rùn)濕的淀粉－KI試紙、潤(rùn)濕的品紅試紙，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該實(shí)驗(yàn)通過(guò)現(xiàn)象可以證明氧化性：
B．沾有品紅溶液的試紙會(huì)褪色，若再對(duì)丙微熱則恢復(fù)紅色
C．甲的現(xiàn)象也可以證明的還原性強(qiáng)于
D．與NaBr溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與與NaBr溶液反應(yīng)類似
8．碘(I)在元素周期表中位于ⅦA族，是人體必需的微量元素之一。
（1）eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I可用于治療甲亢。eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I的原子核內(nèi)中子數(shù)為_______。
（2）①碘元素的非金屬性比氯元素的弱，其原因是由于同主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多，___________逐漸增大，___________能力逐漸減弱。
②下列事實(shí)能夠用“碘的非金屬性比氯的弱”來(lái)解釋的是________(填序號(hào))。
a．碘單質(zhì)的熔點(diǎn)高于氯單質(zhì)
b．高氯酸的酸性強(qiáng)于高碘酸
c．Cl2與H2的化合比I2與H2的化合更容易
（3）氫碘酸是HI的水溶液，是一種酸性比鹽酸強(qiáng)的酸。
資料：?。}酸和氫碘酸均可使氫氧化鐵溶解，后者得到的產(chǎn)物中含有I2。
ⅱ．KI溶液不能溶解氫氧化鐵，KI溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的產(chǎn)物中含有I2。
①鹽酸與氫氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O；氫碘酸與氫氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________。
②結(jié)合上述資料，由物質(zhì)性質(zhì)解釋①中兩反應(yīng)的異同：________________________________________。
元素
核電荷數(shù)
原子結(jié)構(gòu)示意圖
最外層電子數(shù)
電子層數(shù)
原子半徑(nm)
氟(F)


0.071
氯(Cl)


0.099
溴(Br)


1.12
碘(I)


1.32
結(jié)論
鹵素單質(zhì)
顏色(常態(tài))
密度
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
F2（ ）
淡黃綠色(氣體)
1.69 g·L－1(15 ℃)
－219.6
－188.1
Cl2（）
黃綠色(氣體)
3.214 g·L－1(0 ℃)
－101
－34.6
Br2（）
深紅棕色(液體)
3.119 g·cm－3(20 ℃)
－7.2
58.78
I2 （）
紫黑色(固體)
4.93 g·cm－3
113.5
184.4
氣體
物理性質(zhì)
F2
Cl2
Br2
I2
鹵素單質(zhì)
反應(yīng)條件
化學(xué)方程式
產(chǎn)物穩(wěn)定性
F2
Cl2
Br2
I2
結(jié)論
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
操作方法
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
化學(xué)方程式或解釋
氯置換溴
將少量氯水滴入盛有KBr溶液的試管中，用力振蕩試管，再滴加CCl4振蕩。
氯置換碘
將少量氯水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管，再滴加CCl4振蕩。
溴置換碘
將少量溴水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管，再滴加CCl4振蕩。
結(jié)論
元素
F
Cl
Br
I
最外層電子數(shù)
最高正價(jià)
最低負(fù)價(jià)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物
氣態(tài)氫化物
自然界中狀態(tài)
化學(xué)性質(zhì)
規(guī)律（按F、Cl、Br、I順序）
原子得電子能力
非金屬性
單質(zhì)的氧化性
陰離子的還原性
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性
單質(zhì)與氫氣化合的難易程度
氫化物的穩(wěn)定性
實(shí)驗(yàn)①
實(shí)驗(yàn)②
實(shí)驗(yàn)③
實(shí)驗(yàn)④
溶液變?yōu)闇\黃綠色
溶液變?yōu)辄S色
溶液變?yōu)樽攸S色
溶液變?yōu)樗{(lán)色

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第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第一冊(cè)

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