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碱金属和卤族元素

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对 话 式 周 期 表
一.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· cm-3 熔点 ℃ 沸点 ℃
F
Cl
Br
I
物 理 性 质
单质颜色: 单质状态: 单质密度: 单质熔沸点:
逐渐加深 气 液 固 逐渐增大 逐渐升高
单 质
颜色
状 态
密度
熔、沸 点
溶解性 (水 )
反应 大
毒性
F2 浅黄绿 气 Cl2 黄绿 Br2 红棕
浅 深

液 固
小 — 大
低 — 高
大 ——
I2
紫黑

— 小


溴、碘在几种溶剂中的颜色、溶解性
1、X2与金属单质反应
通式: X2+金属
2Na +Cl2=2NaCl 2Na+Br2=2NaBr 2Na+I2=2NaI
金属卤化物
特殊: I2与变价金属生成低价盐 Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI
2、与非金属氢气反应
名称 反应条件 方 程 式 H2+F2 H2+Cl2 H2+Br2
光照 或点燃 加热 高温
溶剂 溶质
Br2 I2
水中
黄 深黄 橙 褐
汽油、苯、四氯 化碳中
橙 浅紫 橙红 紫红
溶解的量多少不一,颜色呈现深浅不一 汽油、苯比水轻,四氯化碳比水重
可用萃取来分离溴水或碘水
二、卤素的化学性质
画出 F 、 Cl 、 Br 、 I 元素的原子结构 示意图
At 氟 氯



F
Cl
Br
I
相同点: 最外层电子数均为7 不同点: 原子核电荷数逐渐增多 核外电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大
碱金属在物性上有无相似点,不同之处有无 一定规律?
原 子 Na +11 结 +19 K 构 示 +37 Rb 意 图
Li
+3 2 1
2 81 2 8 81
2 8 18 8 1
2 8 1818 8 1
Cs
+55
二、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

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
0.86
1.532 1.879
63.65
38.89 28.40
774
688 678.4
相似性:色(铯略带金色)、软、轻、低、导 思考: 递变性:从锂到铯密度增大(K与Na反常);熔沸点降低
一、卤素的物理性质
氟气
物理性质:氟气常温下
为淡黄绿色的气体, 有剧毒。
氯气
物理性质:氯气常温下为
黄绿色气体,可溶于水, 1体积水能溶解2体积 氯气,有毒。
液溴
物理性质:液溴,在常温
下为深红棕色液体,可 溶于水,挥发性极强, 有毒,蒸气强烈刺激眼 睛、粘膜等。

物理性质:碘在常温下为紫
黑色固体,具有毒性,易 溶于汽油、乙醇苯等溶剂, 微溶于水。
4、与碱反应
5、卤素单质间的置换反应
氯水 CCl4
氯水与溴化钠溶液反应
NaBr溶液 溴的四氯化碳溶液 (下层橙色)
Cl2 + 2NaBr = 2NaCl +Br2
氯水 CCl4
氯水与碘化钾溶液反应
KI溶液 碘的四氯化碳溶液 (下层紫色)
Cl2 + 2 KI = 2KCl + I2
溴水 CCl4
三、化学性质
⒈ 与非金属反应
4Li+O2==2Li2O 4Na+O2 = 2Na2O 2Na+O2==Na2O2
加热 加热
⒉ 与水反应
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
2K+2H2O = 2KOH+H2↑
在碱金属中,随着核电荷数的增加,与水反应 越来越剧烈。 所以,碱金属元素的金属性从锂到铯逐渐增强。
(1)黄绿色气体 (2)有刺激性气味、有毒 (3)密度比空气大 (4)易液化
(相比其它气体,Cl2的沸点高,液氯用钢瓶储运)
(5)能溶于水
(常温常压下,1体积水约溶解2体积的氯气,1:2)
2、化学性质(强氧化性) (1)与金属反应 如:3Cl2+2Fe=2FeCl3 (2)与H2反应 Cl2+H2=2HCl(强光照射爆炸) (3)与水反应 Cl2+H2O==HCl+HClO (4)与碱反应 Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O
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。
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。 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,元素的金属性增强。因此,钾、铷、铯与氧气或 水的反应,将比钠更剧烈。
卤族元素性质为什么会出现这样的相似性 和递变性?
相似性:最外层均有七个电子 递变性:电子层数逐渐增多,原子核对核外电 子吸引能力减弱,得电子能力减弱,非金属 性(氧化性)减弱。
总结:
同主族元素从上至下,最外层电子数相同,电子 层数逐渐增加。原子核对核外电子的吸引能力减 弱,失电子能力增加,得电子能力减弱。金属性 (还原性)增强,非金属性(氧化性)减弱。
溴水与碘化钾溶液反应
KI溶液
碘的四氯化碳溶液
(下层紫色)
Br2 + 2 KI=2 KBr + I2
通过三个演示实验,能得出什么结论?
Cl2 + 2NaBr = 2NaCl +Br2 Cl2 + 2 KI = 2KCl + I2
Br2 + 2KI = 2KBr +I2
氧化性: Cl2 > Br2 > I2 还原性: I -> Br- >Cl实验证明,氟的性质比氯、溴、碘更活泼。
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
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。
卤族元素
回顾:氯气Cl2
1、物理性质
包括:色、态、味、密度、熔沸点、水溶性等
F2 阴暗处爆炸
Cl2 光照或点燃 Br2 加热条件下 高温条件下
2HF 2HCl 2HBr
生成氢化物 的稳定性 很稳定 稳定 较不稳定 很不稳定
I2
H2+I2
2HI
3、与水反应
Cl2+H2O = HCl+HClO 相同: Br2+H2O = HBr+HBrO I2+H2O = HI+HIO 不同: 2F2+2H2O =4HF+O2 Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O Br2+2NaOH = NaBr+NaBrO+H2O I2+2NaOH = NaI+NaIO+H2O
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