高中化学必修一 4.1.2 原子结构与元素的性质学案

4.1.2　原子结构与元素性质（学案）

1、了解碱金属元素的性质的相似性和递变性

2、了解卤族元素的性质的相似性和递变性

3、了解同主族元素性质的变化规律

碱金属和卤族元素的化学性质的相似性和递变性

主族元素的概念是                                                ，金属钠主要具有的化学性质是               ；非金属氯主要具有的化学性质是                   ；

原子结构与元素性质

物质的结构和性质之间的关系是                             

一、碱金属元素：碱金属元素都位于周期表的第           族（元素Fr是一种放射性元素，高中阶段不探讨），化学性质很活泼，在自然界中都以                   存在。

填写下表的信息，并回答相应问题。

（1）从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化特点是                             ？

（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，他们的原子核外电子排布的特点是                                                                     ；从哪一点可以推测出碱金属元素的化学性质具有相似性？（                                            ）

【思考与交流】钠化学性质是                      ；结合锂、钠、钾的原子结构特点，预测锂、钾与钠相似的化学性质应该有                                    。钠与氧气在加热条件下的反应现象是                                                             。

【演示实验】钾在空气中的燃烧。

现象：钾与钠燃烧现象的区别是                                       。

【思考与交流】钠与水的反应现象是                                  。      

【演示实验】钾与水的反应。

现象：与钠和水反应现象类似，但是                                       。

由上，你预测锂与水的反应应该比钠、钾都                。

由上的实验分析，我们能得到的结论是：

（1）碱金属元素的相似性：                                                          

反应方程式如下：

（2）碱金属元素的递变性：                                                          

碱金属元素单质物理性质的变化规律是                                              

二、卤族元素：

1、卤族元素单质的物理性质

卤族元素单质物理性质的变化规律是                                                 

卤族元素的原子结构示意图

卤族元素的原子核外电子排布特点是                                                    。

参考碱金属元素化学性质的相似性和递变性，卤族元素氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相似性和递变性是                                                                     

2、卤素单质与氢气的反应

由氟到碘，卤素单质与氢气反应的难易程度的变化规律是                                  。 反应生成的氢化物的稳定性的变化规律是                。

卤素非金属变化的规律是                              。

【演示实验】分别向KBr和KI溶液中滴加氯水，观察现象

现象：向KBr溶液中滴加氯水，观察到溶液                       ，实际是氯水中的Cl2与KBr发生了置换反应，得到了Br2。反应方程式为：                                            ；上述反应的离子方程式是                                     ；该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是                                                            。

现象：向KI溶液中滴加氯水，观察到溶液                           ，实际是氯水中的Cl2与KI发生了置换反应，得到了I2。反应方程式为：                                       ；上述反应的离子方程式是                                      ；该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是                                                        。

【演示实验】向KI溶液中滴加溴水，观察现象

现象：向KI溶液中滴加溴水，观察到溶液                                 ，实际是溴水中的Br2与KI发生了置换反应。反应方程式为：                                       ；上述反应的离子方程式是                                      ；该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是                                                        。

【总结】根据上面的研究，能够得出卤族元素的氧化性和还原性顺序分别是

随着核电荷数的增加，卤族元素单质的氧化性，按照F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次减弱。

上面我们研究了两个具有代表性的主族：碱金属和卤素。可以看出，元素的性质主要与原子核外电子排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素，他们在化学性质上表现出         

            ；同主族元素由上到下原子核外电子层数                  ，原子半径          ，失电子能力          ，得电子能力            ，所以金属性           ，非金属性          。

1．下列离子方程式错误的是（     ）

A．Cl2通入到FeCl2溶液中：2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl—       

B．Cl2和H2O反应：Cl2+H2O = 2H++Cl—+ClO—

C．Cl2通入到KI溶液中：2I—+ Cl2 = I2+2Cl—                 

D．Cl2被NaOH溶液吸收：Cl2+2OH—  = Cl—+ClO—+H2O

2．下列关于锂的性质的推测不正确的是（    ）

A．是一种活泼金属                                 B．投入冷水中能浮在水面上

C．投入到冷水中立即燃烧                           D．在空气中燃烧产物是Li2O

3．钾和钠的性质相似，下列说法中能较好地解释这个事实的是（    ）

A．最外层电子数相同                               B．都是金属元素

C．原子半径相差不大                                D．最高化合价相同

4．按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序性质递变依次减弱或减小的是（    ）

A．原子半径                                        B．密度       

C．单质的还原性                                    D．熔点和沸点

5．下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是（    ）

A．最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去              B．都是强还原剂

C．都能在O2里燃烧生成过氧化物                         D．都能与水反应生成碱

6．LiH是一种氢气发生剂。在LiH+H2O==LiOH+H2↑反应中（    ）

A．水是氧化剂，LiH是还原剂                

B．LiH是氧化剂，水是还原剂

C．LiH既是氧化剂又是还原剂                

D．该反应是非氧化还原反应，不存在氧化剂和还原性

7．氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质与卤素X2很相似，化学上称之为拟卤素

[如：(SCN)2+H2O===HSCN+HSCNO]。已知还原性Cl-＜Br -＜CN-＜SCN-＜I-，请回答：

(1)(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式是                                 ；

(2)NaBr和KSCN的混合溶液中通入(CN)2反应的离子方程式是               。

【知识点填空答案】结构决定性质，性质反映结构；ⅠA；化合态；

；核电荷数递增，原子半径逐渐增大；随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是1个；最外层电子数相同，应该表现相似的化学性质；与氧气反应，与水反应；与氧气、水都能发生反应；钠先熔化，再剧烈燃烧，发出黄色火焰，得到淡黄色固体；燃烧更剧烈，发出紫色火焰；浮、熔、游、响、红；更剧烈；困难；碱金属元素的原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去，所以他们的化学性质相似，都能与氧气、水反应；；随着核电荷数递增，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，所以原子失电子能力增加，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即由锂到铯，金属性逐渐增强；从锂到铯，随着核电荷数的增大，碱金属单质的密度增大（钾反常），熔点和沸点都升高；从氟到碘，随着核电荷数的增大，卤族元素单质的颜色加深，密度增大，熔点和沸点都降低；随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是7个；都是活泼的非金属单质，在反应中表现一定的氧化性，例如：都可以与氢气或金属单质反应。从氟到碘，卤族元素的原子半径增大，得电子能力减弱，反应越来越困难；反应逐渐变得困难；稳定性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱；由无色变为橙色；2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl；2Br－+ Cl2 = Br2 + 2Cl－；氧化性：Cl2＞Br2；还原性：Br－＞Cl－；由无色变为橙红色；2KI + Cl2 = I2 + 2KCl；2I－+ Cl2 = I2 + 2Cl－；氧化性：Cl2＞I2；还原性：I－＞Cl－；由无色变为橙红色；2KI + Br2 = I2 + 2KBr；2I－+ Br2 = I2 + 2Br－；氧化性：Br2＞I2；还原性：I－＞Br－；氧化性：Cl2＞Br2＞I2；还原性：I－＞Br－＞Cl－；相似性和递变性；依次增加；逐渐增大；逐渐增强；逐渐减弱；逐渐增强；逐渐减弱；

【检测反馈答案】1．B   2．C   3．A   4．D   5．C   6．A   

7．（1）(CN)2+2KOH===KCN+ KCNO+H2O  （2）(CN)2+2SCN-===(SCN)2+2CN-