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人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表教学演示ppt课件
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表教学演示ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，随堂训练等内容，欢迎下载使用。
一、原子结构与元素性质的关系1.金属元素:原子最外层电子一般少于 4 个,在化学反应中容易 失去电子 ,具有 金属性 。 2.非金属元素:原子最外层电子一般多于 4 个,在化学反应中容易 得到电子 ,具有 非金属性 。
二、碱金属元素1.碱金属元素的原子结构。
结论:碱金属元素原子结构的共同点是 最外层电子数均为1 ,不同点是 电子层数和原子半径不同 ,其变化规律是随着核电荷数的增加,电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 。 微判断1(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8。( )(2)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。( )(3)碱金属元素原子的最外层电子数都是1。( )
2.碱金属的化学性质。(1)钠、钾与氧气反应的比较。①钠与氧气反应:常温下钠可被氧气氧化生成 氧化钠 ;加热时钠可在空气中燃烧发出黄色火焰,生成 淡黄 色粉末Na2O2。反应的化学方程式分别为 4Na+O2═2Na2O , 2Na+O2 Na2O2 。 ②钾与氧气反应:钾在空气中燃烧比钠更剧烈,产生紫色火焰,产物也比过氧化物复杂。
(2)钠、钾与水反应的比较。
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系。①碱金属化学性质的相似性。碱金属元素最外层电子数 相同 ,均为 1 个电子,因此它们的化学性质 相似 ,都能与氧气等非金属单质以及水反应。 ②碱金属元素化学性质的递变性。随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 ,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 。即从锂到铯,金属性逐渐 增强 。
3.碱金属单质的主要物理性质比较。(1)相似性:除铯略带金色光泽外,其余都呈 银白 色,它们都比较软,有延展性,密度较 小 ,熔点较 低 ,导电、导热性强。 (2)递变性:从锂到铯,密度逐渐 增大 (K的密度反常),熔点和沸点逐渐 降低 。
微思考 K比Na活泼,K可以从钠盐溶液中置换出Na吗?为什么?提示:不可以。钠、钾均与水反应,两者不能在溶液中发生金属间的置换反应。
三、卤族元素卤族元素(简称卤素)是典型的 非金属 元素,它们在自然界中都以 化合 态存在。
1.卤素单质的物理性质。
2.卤素的原子结构特点。(1)相同点:最外层均有7个电子。(2)递变性:从氟到碘核电荷数依次增大,电子层数依次增多,原子半径依次 增大 。
3.卤素单质的化学性质。(1)卤素单质与氢气的反应。
(2)卤素单质之间的置换反应。
4.卤族元素化学性质与原子结构的关系。(1)相似性:最外层均为7个电子,易得电子。(2)递变性:从F到I,随着核电荷数的增加,卤族元素原子的电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 ,原子核对最外层电子的引力逐渐 减弱 ,原子得电子的能力逐渐减弱 。即从F到I,非金属性逐渐 减弱 。
微判断2(1)卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深。( )(2)随核电荷数增加,卤素单质的熔、沸点逐渐降低。( )(3)随核电荷数增加,卤素单质的氧化性逐渐增强。( )(4)Cl2可以从KI溶液中置换出I2。( )
重难归纳碱金属元素原子结构与性质的关系
一 碱金属元素性质的相似性和递变性
1.相似性(R表示碱金属元素)。原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R+2H2O══2ROH+H2↑。
(3)与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。
碱金属是锂﹑钠﹑钾﹑铷﹑铯﹑钫六种金属元素的统称。除了氢氧化锂是中强碱之外,其余碱金属的氢氧化物均是强碱。(1)碱金属单质的化学性质为什么具有相似性?(2)如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强?(3)铯(Cs)位于元素周期表中第六周期第ⅠA族。铯投入CuCl2溶液中,能置换出Cu吗?为什么?
提示:(1)结构决定性质,碱金属元素的原子结构相似,最外层均有一个电子,均易失电子,化学性质活泼,故它们的单质具有较强的还原性,能与氧气等非金属单质及水反应。(2)从上到下,碱金属元素原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失电子变得越来越容易,故从上到下,金属性逐渐增强。(3)不能,Cs在溶液中先与H2O反应生成CsOH, 2CsOH+CuCl2══2CsCl+Cu(OH)2↓。
典例剖析下列各组比较不正确的是( )。A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性:K>Na>Li,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔点:Li>Na>KD.碱性:LiOH
解析:金属锂在空气中燃烧只生成氧化物。
2.铯是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述中,不正确的是( )。A.Cs的密度比水的小B.Cs与水反应十分剧烈,甚至会发生爆炸C.Cs2CO3加热时不易分解D.CsOH是强碱,其碱性比KOH的强答案:A解析:Cs的密度比水的大,A项错误。
重难归纳从原子结构角度认识卤素性质的递变规律
二 卤素的原子结构与化学性质的关系
1.相似性(X表示卤素)。卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构,它们的单质都是活泼的非金属单质,都具有较强的氧化性。(1)与H2在一定条件下反应。
(3)与H2O反应。①X2+H2O HX+HXO(X=Cl、Br、I);②例外:2F2+2H2O══4HF+O2。(4)与NaOH溶液反应。X2+2NaOH══NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。
2.递变性。(1)与H2反应越来越难,对应氢化物的热稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,即热稳定性HF>HCl>HBr>HI;还原性: HFHBrO4>HIO4。
3.卤素的特性。(1)氟元素无正价,无含氧酸。F-的还原性极弱。(2)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。(3)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉溶液遇I2变蓝色。(4)氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。
已知常温下KClO3与浓盐酸反应放出氯气,现按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴加过不同溶液的白色棉球,反应一段时间后①②③④处的颜色分别为黄绿色、橙色、蓝色、白色。
回答下列问题:(1)②处颜色变化的原因是什么?写出离子方程式。可得出的结论是什么?(2)③处变蓝的原因是什么?写出可能的离子方程式。可能得出的结论是什么?提示:(1)生成了Br2,Cl2+2Br-══Br2+2Cl-,Cl2的氧化性大于Br2的氧化性。(2)生成了I2,I2遇淀粉变蓝色。Cl2+2I-══I2+2Cl-或Br2+2I-══I2+2Br-。Cl2的氧化性比I2的强或Br2的氧化性比I2的强。
典例剖析下列说法正确的是( )。A.F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8B.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律C.酸性:HClO>HClO4D.密度:F2
学以致用1.下列关于卤素(用X表示)的叙述中正确的是( )。 A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O HXO+HX表示B.HX的热稳定性随卤素核电荷数的增加而增强C.卤素单质的颜色从F2到I2逐渐加深D.X-的还原性依次为F-
2.下列关于卤族元素的说法正确的是( )。A.F、Cl、Br、I的最高化合价都为+7价B.卤族元素的单质只有氧化性C.从F到I,原子的得电子能力依次减弱D.卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易答案:C
解析:卤素原子的最外层电子数都是7,除F元素外最高化合价均为+7价,F元素没有正价,A项错误。氯气、溴和碘等均既有氧化性又有还原性,B项错误。从F到I,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减弱,原子得电子能力逐渐减弱,C项正确。元素的非金属性越强,对应的单质越容易与氢气化合,卤素单质与H2化合由易到难的顺序为F2、Cl2、Br2、I2,D项错误。
1.下列不属于碱金属单质通性的是( )。A.都比较柔软,有延展性 B.导热、导电性能强C.焰色试验中火焰颜色相近D.强还原性答案:C解析:碱金属元素在焰色试验中火焰颜色并不相同,如钠为黄色、钾为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)等,C项符合题意。
2.锂单质化学性质与钠类似,活动性比钠略差。它的密度为0.534 g·cm-3,锂元素的焰色为紫红色。将绿豆大的锂投入水中,下列实验现象合理的有( )。①锂沉入水中 ②锂浮在水面上 ③水中有大量气泡 ④反应后在水中加入几滴紫色石蕊溶液,溶液变红 ⑤反应剧烈,发出紫红色火焰 ⑥锂四处游动A.②⑥B.①③C.②③⑤D.②④⑤⑥答案:A
解析:锂单质化学性质与钠类似,活动性比钠略差,密度为0.534 g·cm-3,比水的密度小,所以将绿豆大的锂投入水中,锂浮在水面上,与水反应生成LiOH和氢气,则锂四处游动,加入几滴紫色石蕊溶液,溶液变蓝,故②⑥正确。
3.部分卤族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示,则性质X可能表示( )。A.原子半径B.氢化物的稳定性C.原子核外的电子层数D.单质的密度答案:B
解析:从Cl到I,原子半径逐渐增大,A项不符合题意;从Cl到I,氢化物的稳定性逐渐减弱,B项符合题意;从Cl到I,原子的核外电子层数逐渐增多,C项不符合题意;从Cl到I,单质的密度逐渐增大,D项不符合题意。
4.下列有关碱金属元素的叙述正确的是( )。A.碱金属单质均为银白色,密度均小于水B.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高C.氢氧化铯的碱性比氢氧化钠的强D.碱金属元素形成的阳离子,从Li+到Cs+的氧化性依次增强答案:C
解析:Rb和Cs的密度大于水,Cs略带金色光泽,Li、Na、K和Rb都是银白色的,A项错误。碱金属单质从Li到Cs,熔点依次降低,还原性依次增强,形成的阳离子的氧化性依次减弱,对应的氢氧化物碱性依次增强,C项正确,B、D项错误。
5.向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量Cl2,充分反应后将溶液蒸干并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )。A.NaCl和KIB.NaCl、KCl、I2C.KCl和NaBrD.KCl和NaCl答案:D解析:过量的Cl2将I-、Br-从溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华,所得固体为NaCl和KCl。
6.下表为元素周期表的一部分。
(1)表中元素 (填元素符号,下同)的非金属性最强;元素 的金属性最强;元素 的单质在室温下呈液态。 (2)表中元素③的原子结构示意图是 。 (3)表中元素⑥⑦的氢化物的稳定性顺序为 (填写化学式,下同)> 。 (4)表中元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸的化学式是 。
一、原子结构与元素性质的关系1.金属元素:原子最外层电子一般少于 4 个,在化学反应中容易 失去电子 ,具有 金属性 。 2.非金属元素:原子最外层电子一般多于 4 个,在化学反应中容易 得到电子 ,具有 非金属性 。
二、碱金属元素1.碱金属元素的原子结构。
结论:碱金属元素原子结构的共同点是 最外层电子数均为1 ,不同点是 电子层数和原子半径不同 ,其变化规律是随着核电荷数的增加,电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 。 微判断1(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8。( )(2)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。( )(3)碱金属元素原子的最外层电子数都是1。( )
2.碱金属的化学性质。(1)钠、钾与氧气反应的比较。①钠与氧气反应:常温下钠可被氧气氧化生成 氧化钠 ;加热时钠可在空气中燃烧发出黄色火焰,生成 淡黄 色粉末Na2O2。反应的化学方程式分别为 4Na+O2═2Na2O , 2Na+O2 Na2O2 。 ②钾与氧气反应:钾在空气中燃烧比钠更剧烈,产生紫色火焰,产物也比过氧化物复杂。
(2)钠、钾与水反应的比较。
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系。①碱金属化学性质的相似性。碱金属元素最外层电子数 相同 ,均为 1 个电子,因此它们的化学性质 相似 ,都能与氧气等非金属单质以及水反应。 ②碱金属元素化学性质的递变性。随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 ,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 。即从锂到铯,金属性逐渐 增强 。
3.碱金属单质的主要物理性质比较。(1)相似性:除铯略带金色光泽外,其余都呈 银白 色,它们都比较软,有延展性,密度较 小 ,熔点较 低 ,导电、导热性强。 (2)递变性:从锂到铯,密度逐渐 增大 (K的密度反常),熔点和沸点逐渐 降低 。
微思考 K比Na活泼,K可以从钠盐溶液中置换出Na吗?为什么?提示:不可以。钠、钾均与水反应,两者不能在溶液中发生金属间的置换反应。
三、卤族元素卤族元素(简称卤素)是典型的 非金属 元素,它们在自然界中都以 化合 态存在。
1.卤素单质的物理性质。
2.卤素的原子结构特点。(1)相同点:最外层均有7个电子。(2)递变性:从氟到碘核电荷数依次增大,电子层数依次增多,原子半径依次 增大 。
3.卤素单质的化学性质。(1)卤素单质与氢气的反应。
(2)卤素单质之间的置换反应。
4.卤族元素化学性质与原子结构的关系。(1)相似性:最外层均为7个电子,易得电子。(2)递变性:从F到I,随着核电荷数的增加,卤族元素原子的电子层数逐渐 增多 ,原子半径逐渐 增大 ,原子核对最外层电子的引力逐渐 减弱 ,原子得电子的能力逐渐减弱 。即从F到I,非金属性逐渐 减弱 。
微判断2(1)卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深。( )(2)随核电荷数增加,卤素单质的熔、沸点逐渐降低。( )(3)随核电荷数增加,卤素单质的氧化性逐渐增强。( )(4)Cl2可以从KI溶液中置换出I2。( )
重难归纳碱金属元素原子结构与性质的关系
一 碱金属元素性质的相似性和递变性
1.相似性(R表示碱金属元素)。原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R+2H2O══2ROH+H2↑。
(3)与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。
碱金属是锂﹑钠﹑钾﹑铷﹑铯﹑钫六种金属元素的统称。除了氢氧化锂是中强碱之外,其余碱金属的氢氧化物均是强碱。(1)碱金属单质的化学性质为什么具有相似性?(2)如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强?(3)铯(Cs)位于元素周期表中第六周期第ⅠA族。铯投入CuCl2溶液中,能置换出Cu吗?为什么?
提示:(1)结构决定性质,碱金属元素的原子结构相似,最外层均有一个电子,均易失电子,化学性质活泼,故它们的单质具有较强的还原性,能与氧气等非金属单质及水反应。(2)从上到下,碱金属元素原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失电子变得越来越容易,故从上到下,金属性逐渐增强。(3)不能,Cs在溶液中先与H2O反应生成CsOH, 2CsOH+CuCl2══2CsCl+Cu(OH)2↓。
典例剖析下列各组比较不正确的是( )。A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性:K>Na>Li,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔点:Li>Na>KD.碱性:LiOH
解析:金属锂在空气中燃烧只生成氧化物。
2.铯是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述中,不正确的是( )。A.Cs的密度比水的小B.Cs与水反应十分剧烈,甚至会发生爆炸C.Cs2CO3加热时不易分解D.CsOH是强碱,其碱性比KOH的强答案:A解析:Cs的密度比水的大,A项错误。
重难归纳从原子结构角度认识卤素性质的递变规律
二 卤素的原子结构与化学性质的关系
1.相似性(X表示卤素)。卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构,它们的单质都是活泼的非金属单质,都具有较强的氧化性。(1)与H2在一定条件下反应。
(3)与H2O反应。①X2+H2O HX+HXO(X=Cl、Br、I);②例外:2F2+2H2O══4HF+O2。(4)与NaOH溶液反应。X2+2NaOH══NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。
2.递变性。(1)与H2反应越来越难,对应氢化物的热稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,即热稳定性HF>HCl>HBr>HI;还原性: HF
3.卤素的特性。(1)氟元素无正价,无含氧酸。F-的还原性极弱。(2)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。(3)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉溶液遇I2变蓝色。(4)氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。
已知常温下KClO3与浓盐酸反应放出氯气,现按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴加过不同溶液的白色棉球,反应一段时间后①②③④处的颜色分别为黄绿色、橙色、蓝色、白色。
回答下列问题:(1)②处颜色变化的原因是什么?写出离子方程式。可得出的结论是什么?(2)③处变蓝的原因是什么?写出可能的离子方程式。可能得出的结论是什么?提示:(1)生成了Br2,Cl2+2Br-══Br2+2Cl-,Cl2的氧化性大于Br2的氧化性。(2)生成了I2,I2遇淀粉变蓝色。Cl2+2I-══I2+2Cl-或Br2+2I-══I2+2Br-。Cl2的氧化性比I2的强或Br2的氧化性比I2的强。
典例剖析下列说法正确的是( )。A.F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8B.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律C.酸性:HClO>HClO4D.密度:F2
学以致用1.下列关于卤素(用X表示)的叙述中正确的是( )。 A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O HXO+HX表示B.HX的热稳定性随卤素核电荷数的增加而增强C.卤素单质的颜色从F2到I2逐渐加深D.X-的还原性依次为F-
2.下列关于卤族元素的说法正确的是( )。A.F、Cl、Br、I的最高化合价都为+7价B.卤族元素的单质只有氧化性C.从F到I,原子的得电子能力依次减弱D.卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易答案:C
解析:卤素原子的最外层电子数都是7,除F元素外最高化合价均为+7价,F元素没有正价,A项错误。氯气、溴和碘等均既有氧化性又有还原性,B项错误。从F到I,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减弱,原子得电子能力逐渐减弱,C项正确。元素的非金属性越强,对应的单质越容易与氢气化合,卤素单质与H2化合由易到难的顺序为F2、Cl2、Br2、I2,D项错误。
1.下列不属于碱金属单质通性的是( )。A.都比较柔软,有延展性 B.导热、导电性能强C.焰色试验中火焰颜色相近D.强还原性答案:C解析:碱金属元素在焰色试验中火焰颜色并不相同,如钠为黄色、钾为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)等,C项符合题意。
2.锂单质化学性质与钠类似,活动性比钠略差。它的密度为0.534 g·cm-3,锂元素的焰色为紫红色。将绿豆大的锂投入水中,下列实验现象合理的有( )。①锂沉入水中 ②锂浮在水面上 ③水中有大量气泡 ④反应后在水中加入几滴紫色石蕊溶液,溶液变红 ⑤反应剧烈,发出紫红色火焰 ⑥锂四处游动A.②⑥B.①③C.②③⑤D.②④⑤⑥答案:A
解析:锂单质化学性质与钠类似,活动性比钠略差,密度为0.534 g·cm-3,比水的密度小,所以将绿豆大的锂投入水中,锂浮在水面上,与水反应生成LiOH和氢气,则锂四处游动,加入几滴紫色石蕊溶液,溶液变蓝,故②⑥正确。
3.部分卤族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示,则性质X可能表示( )。A.原子半径B.氢化物的稳定性C.原子核外的电子层数D.单质的密度答案:B
解析:从Cl到I,原子半径逐渐增大,A项不符合题意;从Cl到I,氢化物的稳定性逐渐减弱,B项符合题意;从Cl到I,原子的核外电子层数逐渐增多,C项不符合题意;从Cl到I,单质的密度逐渐增大,D项不符合题意。
4.下列有关碱金属元素的叙述正确的是( )。A.碱金属单质均为银白色,密度均小于水B.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高C.氢氧化铯的碱性比氢氧化钠的强D.碱金属元素形成的阳离子,从Li+到Cs+的氧化性依次增强答案:C
解析:Rb和Cs的密度大于水,Cs略带金色光泽,Li、Na、K和Rb都是银白色的,A项错误。碱金属单质从Li到Cs,熔点依次降低,还原性依次增强,形成的阳离子的氧化性依次减弱,对应的氢氧化物碱性依次增强,C项正确,B、D项错误。
5.向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量Cl2,充分反应后将溶液蒸干并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )。A.NaCl和KIB.NaCl、KCl、I2C.KCl和NaBrD.KCl和NaCl答案:D解析:过量的Cl2将I-、Br-从溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华,所得固体为NaCl和KCl。
6.下表为元素周期表的一部分。
(1)表中元素 (填元素符号,下同)的非金属性最强;元素 的金属性最强;元素 的单质在室温下呈液态。 (2)表中元素③的原子结构示意图是 。 (3)表中元素⑥⑦的氢化物的稳定性顺序为 (填写化学式,下同)> 。 (4)表中元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸的化学式是 。
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