钠
钾
铷
铯
原子结构 示意图 _____ ______ _______ ______ ________
元素
相
似
原子
性
结构
特点
递
变
Hale Waihona Puke 性锂钠钾
铷铯
最外层电子数都是_1_
Li→Cs核电荷数_增__大__,电子层数_增__多__, 原子半径_增__大__
2.碱金属单质的物理性质:
银白色
较小 增大
降低
3.碱金属元素单质的化学性质: (1)钠、钾与氧气的反应:
【解题指南】解答本题要注意以下3点: (1)碱金属随着原子序数递增,金属性逐渐增强。 (2)金属性越强,原子的失电子能力越强。 (3)金属性越强,金属的最高价氧化物对应的水化物碱性越强。
【解析】选D。Cs的最外层电子数也是1,电子层数比K的多,故 Cs的金属性比K强,CsOH的碱性比KOH强,A项正确;铯与Na性质相 似,与水或酸反应更剧烈,都生成H2,B项正确;Cs的还原性比Na 强,所以Na+的得电子能力比Cs+强,C项正确;因为Cs的金属性强 于Na,Na的金属性强于Al,所以Al的金属性小于Cs,D项错误。
(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。
2.非金属性强弱的判断: (1)据元素周期表判断: ①同一周期,从左到右:元素的非金属性逐渐增强。 ②同一主族,从上到下:元素的非金属性逐渐减弱。 (2)据单质及其化合物的性质判断: ①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性 越强。 ②最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越 强。
C_l_2_＋__2_N_a_B_r_=_=_=_=_ _____2_N_a_C_l_＋Br2
静置后,液体分层,上 层接近_无__色__,下层呈 _紫__红__色__
Cl_2_＋__2_K_I_=_=_=_=__ ______2_K_Cl＋I2
实验操作 结论
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__
(3)同主族元素自上而下,元素的原子半径逐渐增大。()√ 分析:同主族元素自上而下,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐 增大。 (4)第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强。()× 分析:第ⅦA族元素从上到下,得电子能力逐渐减弱,其氢化物的 稳定性逐渐减弱。
2.问题思考: (1)碱金属单质应该如何保存?(已知煤油的密度为0.8g·cm-3) 分析:碱金属均易与氧气、水等发生反应,故应密闭保存;钠、 钾的密度比煤油的密度大,且不与煤油发生反应,因此可保存于 煤油中。但锂的密度比煤油的密度小,不能保存在煤油中,一般 保存在石蜡中。
B_r_2_＋__2_K_I_=_=_=_=_ ______2_K_Br＋I2
氧化性:F2_>_Cl2_>_Br2_>_I2
三、同主族元素的性质与原子结构的关系
增多 增强
增强
增大 减弱 减弱
【思考辨析】 1.判断正误: (1)同主族元素自上而下,碱金属单质和卤素单质的熔、沸点都 逐渐增大。()× 分析:同主族元素自上而下,碱金属单质的熔、沸点逐渐减小, 卤素单质的熔、沸点逐渐增大。 (2)碱金属元素(R)的单质与氧气反应的产物是R2O。()× 分析:碱金属单质与氧气反应时,Li一定生成Li2O;Na生成Na2O 或Na2O2;K、Rb、Cs生成复杂氧化物。
【变式训练】(双选)下列对碱金属性质的叙述中,正确的是 () A.碱金属单质都是银白色的柔软金属(除铯外),密度都比较小 B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C.碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气 D.碱金属单质的熔点和沸点随着原子序数的增加而升高
【解析】选A、C。除铯外,碱金属单质均为银白色金属,质软, 有延展性,密度较小,A正确;碱金属单质在空气中燃烧,由于活 泼性不同,其产物也不同,Li生成Li2O,Na生成Na2O2,K、Rb、Cs 则生成较复杂的氧化物,B错误;碱金属单质性质活泼,都能与水 剧烈反应生成碱和氢气,C正确;碱金属单质的熔点和沸点随着 原子序数的增加而逐渐降低,D错误。
3.卤素单质的化学性质:
(1)与氢气的反应:
①反应通式:H2+X2====2HX ②剧烈程度:F2_>_Cl2_>_Br2_>_I2(填“>”或“<”) ③氢化物②的稳定性:HF_>_HCl_>_HBr_>_HI(填“>”或“<”)
(2)单质之间的置换反应:
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 _橙__红__色__
黄色
紫色
2Na+=O=2△N=a=2O2, K+=O=2△K=O=2
＞
(2)钠、钾与水反应:
反应
钠与水的反应
钾与水的反应
操作
相同点:金属_浮__在水面上;金属_熔__化__成闪亮的小球;小 现象 球_不__停__游__动__;发出_嘶__嘶__的__响__声__;反应后的溶液呈_红__色
不同点:钾与水的反应有轻微_爆__炸__声__或_着__火__燃__烧__
一、碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性 1.相似性:
2.递变性:
具体情况如下:
物质的性质
递变规律(Li→Cs)
单质
与氧气反应 与水反应
反应越来越剧烈,产物越来越复杂,Li 生成Li2O;Na能生成Na2O和Na2O2;K能生 成K2O2或KO2等
反应越来越剧烈,产物越来越复杂,Na 与水剧烈反应,K能发生轻微爆炸,Rb、 Cs则遇水发生爆炸
(2)根据碱金属元素性质的递变性分析,同主族元素Mg和Ca的活 泼性强弱顺序。 分析:碱金属元素从上至下,原子半径逐渐增大,失电子能力逐 渐增强,活泼性逐渐增强,同样处于同一主族的Mg和Ca的原子半 径:Ca>Mg,则活泼性:Ca>Mg。
【知识链接】 ①金属性 元素的金属性是指元素的原子失去电子的能力。 ②氢化物 一般是指非金属氢化物,即非金属以其最低化合价与氢结合成 的气态(常温常压)化合物。在周期表中,除稀有气体外的非金 属元素几乎都可以和氢形成氢化物。 ③非金属性 元素的非金属性是指元素的原子得电子的能力。
二、卤族元素化学性质的相似性和递变性 1.相似性:
2.递变性:
具体情况如下:
物质 单质
性质 与氢气反应
递变规律(F2→I2) 反应越来越难
氢化 物
稳定性 还原性
逐渐减弱 逐渐增强
最高价氧化物对应的水化物酸性(氟除外)
逐渐减弱
【知识备选】氟、溴、碘单质及其化合物的“四特性” (1)氟: ①氟元素无正化合价,无含氧酸。 ②F2与水剧烈反应,方程式为2F2+2H2O====4HF+O2。 ③氢氟酸有剧毒,能腐蚀玻璃。 ④氟化银能溶于水,无感光性。
(3)非金属单质间的置换反应:活泼的非金属将较不活泼的非金 属从其盐溶液中置换出来:如Cl2+2Br-====2Cl-+Br2,则非金属 性:Cl>Br。 (4)据离子的还原性强弱判断:非金属阴离子的还原性越强,元 素的非金属性越弱。如还原性:Cl-<I-,非金属性:Cl>I。
【学而后思】 (1)在化学反应中,Na易失去1个电子,Al易失去3个电子,哪种元 素的金属性强? 提示:金属性是指元素的原子失去电子的能力,是指失去电子的 难易程度,与失去电子的个数无关,Al失去的电子数比Na多,但 由于Al的原子半径比Na小,失去电子的能力比Na小,故金属性Al 小于Na。
【互动探究】(1)写出题干中该金属元素与水反应的化学方程 式。 提示:Cs和Na性质相似,与水反应生成氢气和碱,化学方程式为 2Cs+2H2O====2CsOH+H2↑。 (2)如何比较D项中两种金属的金属性强弱? 提示:氢氧化铝属于两性氢氧化物,可以溶于强碱溶液,故向氢 氧化铝固体中加入足量氢氧化铯溶液,若固体溶解,说明碱性氢 氧化铯大于氢氧化铝,则金属性铯大于铝。
(2)试判断“因为溶液的酸性HF<HCl<HBr<HI,所以非金属性 F<Cl<Br<I”的正确性。 提示:错误。HX水溶液的酸性随原子序数的递增逐渐增强,与最 高价氧化物对应的水化物的酸性相反,故不能依据HX水溶液的 酸性强弱来比较卤素的非金属性的强弱。
类型一碱金属性质的相似性和递变性 【典例】(2013·淄博高一检测)关于铯及其化合物的以下各说 法中不正确的是( ) A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强 B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气 C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+ D.Al的金属性大于Cs的金属性
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第2课时 元素的性质与原子结构
1.了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。 2.了解碱金属、卤素原子结构特点,了解原子结构与元素性质 的关系。 3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性,并能初步运用原 子结构理论解释。
一、碱金属元素 1.碱金属元素原子结构的特点:
元素 锂
【学而后思】 (1)根据卤族元素的性质分析,将F2通入NaCl溶液中得到什么气 体? 提示:F2的氧化性大于Cl2,但由于F2与水发生反应:2F2+2H2O ====4HF+O2,F2不与溶液中的Cl-反应,故F2通入NaCl溶液中得到 的是O2而不是Cl2。 (2)已知还原性I->Br->Cl->F-,试从原子结构的角度分析原因。 提示:还原性即微粒失去电子的能力。按I-→Br-→Cl-→F-的顺 序,离子的半径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引力逐渐增 大,失去电子的能力逐渐减弱,故还原性逐渐减弱。