1、第四章 物质结构 元素周期律 第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律 第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 第第4 4课时课时 原子结构与元素性质原子结构与元素性质 第四章 物质结构 元素周期律 学习学习 目标目标 1以碱金属元素和卤族元素为例以碱金属元素和卤族元素为例，掌握同主族元素的相似性和递变性掌握同主族元素的相似性和递变性， 并能运用原子结构理论初步解释并能运用原子结构理论初步解释。 2认识原子结构与物质性质的因果关系认识原子结构与物质性质的因果关系，能够利用元素在周期表中的位能够利用元素在周期表中的位 置和原子结构置和原子结构，分析分析、预测预测、比较
2、元素及其化合物的性质比较元素及其化合物的性质。 3体会元素周期表在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作体会元素周期表在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作 用用。 第四章 物质结构 元素周期律 1原子结构特点原子结构特点 知识点一知识点一 碱金属元素碱金属元素() 元素元素 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图 最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 原子半原子半 径径/nm 锂锂(Li) _ _ 0.152 钠钠(Na) _ _ _ 0.186 3 1 2 11 3 第四章 物质结构 元素周期律 元素元素 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图
3、最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 原子半原子半 径径/nm 钾钾(K) _ _ 0.227 铷铷(Rb) _ _ 0.248 铯铯(Cs) _ _ _ 0.265 19 1 4 37 5 55 6 第四章 物质结构 元素周期律 2相似性相似性 (1)化学性质化学性质 最外层都有最外层都有_个电子个电子易易_电子电子单质具有强单质具有强_性性，都以都以 _态存在态存在 碱金属单质都能与碱金属单质都能与_等非金属单质反应等非金属单质反应。 碱金属单质都能与水反应碱金属单质都能与水反应，其通式为其通式为_。 (2)物理性质物理性质 _色金属色金属(Cs略带金色光泽略带金色光泽)，质地质
4、地_，有延展性有延展性，密度较小密度较小，熔熔 点较低点较低，电和热的良导体电和热的良导体。 1 失去失去1个个 还原还原 化合化合 氧气氧气 2R2H2O=2ROHH2 银白银白 较软较软 第四章 物质结构 元素周期律 3递变性递变性(LiCs) (1)化学性质化学性质 核电荷数逐渐增加核电荷数逐渐增加、 电子层数逐渐增加电子层数逐渐增加、 原子半经逐渐增大原子半经逐渐增大 原子核对电子的引力逐渐原子核对电子的引力逐渐 _、原子失去电子原子失去电子 的能力逐渐的能力逐渐_ 单 质 还 原 性 逐 渐单 质 还 原 性 逐 渐 _、元素金属元素金属 性逐渐性逐渐_ 减弱减弱 增强增强 增强增强
5、 增强增强 第四章 物质结构 元素周期律 与与O2的反应的程度越来越的反应的程度越来越_。 点拨点拨 产物更加复杂产物更加复杂，如如Li与与O2反应只能生成反应只能生成Li2O，Na与与O2反应还可以生成反应还可以生成 Na2O2，而而K与与O2反应能够生成反应能够生成KO2等等。 与与H2O的反应越来越的反应越来越_，如如K与与H2O反应可能会发生反应可能会发生_爆炸爆炸， Rb与与Cs遇水发生遇水发生_爆炸爆炸。 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐_，CsOH的碱性的碱性_。 (2)物理性质物理性质 密度逐渐密度逐渐_(K反常反常)，熔沸点逐渐熔沸点逐渐_。
6、增强增强 减弱减弱 剧烈剧烈 剧烈剧烈 轻微轻微 剧烈剧烈 增强增强 最强最强 增大增大 降低降低 第四章 物质结构 元素周期律 4特殊性特殊性 (1)Na、K通常保存在煤油中通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封通常用石蜡密封。 (2)碱金属元素的氢氧化物中只有碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶微溶，其他均为易溶于水的强碱其他均为易溶于水的强碱。 (3)碱金属元素从碱金属元素从Li到到Cs，密度逐渐增大密度逐渐增大，但但K的密度小于的密度小于Na。 第四章 物质结构 元素周期律 元素金属性强弱的判断标准元素金属性强弱的判断标准 (1)一般情况下一般情况下，单质从水单质从水(或酸或酸)中越易
7、置换出氢气中越易置换出氢气，对应元素的金属性越强对应元素的金属性越强。 (2)元素最高价氧化物的水化物的碱性越强元素最高价氧化物的水化物的碱性越强，元素的金属性越强元素的金属性越强。 (3)若金属甲能够从金属乙的盐溶液中把乙置换出来若金属甲能够从金属乙的盐溶液中把乙置换出来，则金属甲的金属性大于金则金属甲的金属性大于金 属乙属乙。 第四章 物质结构 元素周期律 角度一角度一 性质递变规律性质递变规律 1下列有关铯及其化合物的说法不正确的是下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( ) ACsOH的碱性比的碱性比KOH的强的强 B铯与水或酸溶液反应剧烈铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成都生成H2 CCs
8、的还原性比的还原性比Na的强的强，故故Na 的氧化性强于 的氧化性强于Cs 的 的 DNa的金属性比的金属性比Cs的强的强 答案答案 D 第四章 物质结构 元素周期律 解析解析 A项项，K、Cs的最外层电子数都为的最外层电子数都为1，Cs的电子层数比的电子层数比K的多的多，更容易失更容易失 去最外层电子去最外层电子，故故Cs的金属性比的金属性比K的强的强，CsOH的碱性比的碱性比KOH的强的强，正确正确。B项项， Cs的性质与的性质与Na的相似的相似，但与水或酸反应更剧烈但与水或酸反应更剧烈，都生成都生成H2，正确正确。C项项，Cs的还原的还原 性比性比Na的强的强，所以所以Na 得到电子的能
9、力比 得到电子的能力比Cs 的强 的强，即氧化性：即氧化性：Na Cs， ，正确正确。 D项项，Cs的金属性强于的金属性强于Na，错误错误。 第四章 物质结构 元素周期律 角度二角度二 金属性的比较方法金属性的比较方法 2探究钾和钠金属性的强弱探究钾和钠金属性的强弱，下列方法无效的是下列方法无效的是( ) A比较钾与钠的原子结构比较钾与钠的原子结构 B比较钾与钠的化合价比较钾与钠的化合价 C钾钾、钠在常用金属活动性顺序中的位置钠在常用金属活动性顺序中的位置 D在相同条件下在相同条件下，使钾使钾、钠分别与水反应钠分别与水反应，观察观察、比较反应快慢比较反应快慢 答案答案 B 解析解析 比较钾与钠
10、的化合价均为比较钾与钠的化合价均为1价价，不能说明金属钾比金属钠的活动性强不能说明金属钾比金属钠的活动性强 。 第四章 物质结构 元素周期律 角度三角度三 性质的预测与比较性质的预测与比较 3碱金属钫碱金属钫(Fr)具有放射性具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素根据碱金属元素 性质的递变规律预测其性质性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是其中不正确的是( ) A在碱金属元素中它具有最大的原子半径在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B钫在空气中燃烧时钫在空气中燃烧时，只生成化学式为只生成化学式为Fr2O的氧化物的氧化物 C它的氢氧化物化学式为它的氢氧
11、化物化学式为FrOH，这是一种极强的碱这是一种极强的碱 D它能跟水反应生成相应的碱和氢气它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸由于反应剧烈而发生爆炸 答案答案 B 第四章 物质结构 元素周期律 解析解析 根据同主族元素性质的递变规律根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增从金属锂到金属钫随原子序数的递增 ，原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性最高价氧化物对应的水化物的碱性 逐渐增强逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂与氧气反应的产物越
12、来越复杂，可以产可以产 生过氧化物生过氧化物、超氧化物等超氧化物等。 第四章 物质结构 元素周期律 知识点二知识点二 卤族元素卤族元素() 1原子结构原子结构 元素元素 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图 最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 原子原子 半径半径 氟氟(F) 9 2 氯氯(Cl) 17 _ 3 从上到下从上到下 由由_到到 _ 7 小小 大大 第四章 物质结构 元素周期律 元素元素 核电核电 荷数荷数 原子结构原子结构 示意图示意图 最外层最外层 电子数电子数 电子电子 层数层数 原子原子 半径半径 溴溴(Br) 35 4 碘碘(I) 53 _ 5 从
13、上到下从上到下 由由_到到 _ 7 小小 大大 第四章 物质结构 元素周期律 2. 相似性相似性 (1)物理性质物理性质 单质都有颜色单质都有颜色，密度较小密度较小，熔熔、沸点较低沸点较低。 (2)化学性质化学性质 最外层都有最外层都有_个电子个电子易得到易得到_电子电子单质具有较强单质具有较强_性性，都都 以以_态存在态存在。 7 1个个 氧化氧化 化合化合 第四章 物质结构 元素周期律 与与 H2反应：反应：X2H2= 一定条件一定条件2HX 与变价金属与变价金属(如如 Fe)反应反应 2Fe 3X2=2FeX3 XF、Cl、Br FeX2=FeX2 XI 与与 H2O 反应反应 X2 H
14、2OHXHXO XCl、Br、I 2F22H2O=4HFO2 第四章 物质结构 元素周期律 3递变性递变性 (1)物理性质物理性质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色：颜色： 浅黄绿色浅黄绿色 黄绿色黄绿色 深红棕色深红棕色 紫黑色紫黑色逐渐 逐渐_ 熔沸点：熔沸点： 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体 逐渐逐渐_ 水溶性：水溶性： 反应反应 溶解溶解 溶解溶解 微溶微溶 逐渐逐渐_ 密度：密度： 逐渐增大逐渐增大 加深加深 升高升高 减小减小 第四章 物质结构 元素周期律 (2)化学性质化学性质(F2I2) 核电荷数逐渐增加核电荷数逐渐增加、 电子层数逐渐增加电子层数逐渐增加、 原子半径逐
15、渐增大原子半径逐渐增大 子核吸引电子的能力逐渐子核吸引电子的能力逐渐 _、原子得到电子原子得到电子 的能力逐渐的能力逐渐_ 单 质 氧 化 性 逐 渐单 质 氧 化 性 逐 渐 _,非金属性逐非金属性逐 渐渐_ 减弱减弱 减小减小 减弱减弱 减弱减弱 与与H2反应越来越难反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱生成的氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强还原性逐渐增强。 第四章 物质结构 元素周期律 卤素单质的氧化性卤素单质的氧化性 a实验探究实验探究 实验操作实验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后， 液体分层，静置后， 液体分层， 上层上层_，下，下 层层_ _ 无色无色
16、 橙红色橙红色 2NaBrCl2=2NaClBr2 第四章 物质结构 元素周期律 实验操作实验操作 实验现象实验现象 化学方程式化学方程式 静置后， 液体分层，静置后， 液体分层， 上层上层_，下，下 层层_ _ 静置后， 液体分层，静置后， 液体分层， 上层上层_，下，下 层层_ _ 无色无色 紫红色紫红色 2KIBr2=2KBrI2 无色无色 紫红色紫红色 2KICl2=2KClI2 第四章 物质结构 元素周期律 b.实验结论：实验结论： 减弱减弱 增强增强 第四章 物质结构 元素周期律 4特殊性特殊性 (1)Br2在常温下是唯一的液态非金属单质在常温下是唯一的液态非金属单质，易挥发易挥发
17、。 (2)碘为紫黑色固体碘为紫黑色固体，易升华易升华，淀粉遇淀粉遇I2变蓝色变蓝色。 (3)F2能从水中置换出氧气能从水中置换出氧气。 第四章 物质结构 元素周期律 1同主族元素原子结构与性质的递变规律同主族元素原子结构与性质的递变规律 内容内容 同主族自上而下同主族自上而下 原子结构原子结构 电子层数增多，最外层电子数相同，原子半径电子层数增多，最外层电子数相同，原子半径 逐渐增大逐渐增大 原子得失电子能力原子得失电子能力 得电子能力减弱，失电子能力增强得电子能力减弱，失电子能力增强 元元 素素 性性 质质 金属性和非金属性金属性和非金属性 金属性增强，非金属性减弱金属性增强，非金属性减弱
18、单质性质单质性质 还原性增强，氧化性减弱还原性增强，氧化性减弱 离子性质离子性质 阳离子氧化性减弱，阴离子还原性增强阳离子氧化性减弱，阴离子还原性增强 最高正价最高正价 最高正价数主族序数最高正价数主族序数(O、F无最高正价无最高正价) 非金属元素气态氢化物的形成及性质非金属元素气态氢化物的形成及性质 形成由易到难，稳定性减弱，还原性增强形成由易到难，稳定性减弱，还原性增强 最高价氧化物对应的水化物酸碱性最高价氧化物对应的水化物酸碱性 酸性减弱，碱性增强酸性减弱，碱性增强 第四章 物质结构 元素周期律 2. 元素非金属性强弱的判断标准元素非金属性强弱的判断标准 (1)一般情况下一般情况下，单质
19、与氢气越易反应单质与氢气越易反应，形成气态氢化物的稳定性越强形成气态氢化物的稳定性越强，对应元对应元 素的非金属性越强素的非金属性越强。 (2)元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强元素的非金属性越强。 (3)若非金属甲能够从非金属乙的盐溶液中把乙置换出来若非金属甲能够从非金属乙的盐溶液中把乙置换出来，则非金属甲的非金属则非金属甲的非金属 性大于非金属乙性大于非金属乙。 第四章 物质结构 元素周期律 角度一角度一 性质递变规律性质递变规律 1按氟按氟、氯氯、溴溴、碘顺序碘顺序，下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ) A单质的熔沸点逐
20、渐升高单质的熔沸点逐渐升高 B原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大，单质氧化性逐渐增强单质氧化性逐渐增强 C单质的颜色逐渐加深单质的颜色逐渐加深 D气态氢化物的稳定性逐渐减弱气态氢化物的稳定性逐渐减弱 答案答案 B 第四章 物质结构 元素周期律 解析解析 A项项，从氟到碘的单质的熔从氟到碘的单质的熔、沸点逐渐升高沸点逐渐升高，正确；正确；B项项，氟氟、氯氯、溴溴 、碘同为第碘同为第A族元素族元素，同主族从上到下同主族从上到下，原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱 ，因此单质氧化性逐渐减弱因此单质氧化性逐渐减弱，错误；错误；C项项，从氟到碘的单质的颜色逐渐加深从氟到碘的
21、单质的颜色逐渐加深，正确正确 ；D项项，非金属性非金属性FClBrI，非金属性越强非金属性越强，氢化物越稳定氢化物越稳定，则气态氢化物的则气态氢化物的 稳定性逐渐减弱稳定性逐渐减弱，正确正确。 第四章 物质结构 元素周期律 角度二角度二 非金属性的比较方法非金属性的比较方法 2X、Y是元素周期表中是元素周期表中A族中的两种元素族中的两种元素，下列叙述中能说明下列叙述中能说明X的非金属的非金属 性比性比Y强的是强的是( ) AX原子的电子层数比原子的电子层数比Y原子的电子层数多原子的电子层数多 BX的氢化物水溶液的酸性一定比的氢化物水溶液的酸性一定比Y的氢化物水溶液的酸性强的氢化物水溶液的酸性强
22、 CX的气态氢化物比的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定的气态氢化物稳定 DY的单质能将的单质能将X从从NaX的溶液中置换出来的溶液中置换出来 答案答案 C 第四章 物质结构 元素周期律 解析解析 X原子电子层数多于原子电子层数多于Y，在同主族中在同主族中X位于位于Y的下一周期的下一周期，同主族由上向同主族由上向 下元素的非金属性减弱下元素的非金属性减弱，X的非金属性比的非金属性比Y弱弱，A不正确不正确。同主族由上到下同主族由上到下，元素最元素最 高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，而不是氢化物水溶液的酸性减弱而不是氢化物水溶液的酸性减弱，如酸性如酸性 ：HF碘碘
23、 B砹在常温下为白色固体砹在常温下为白色固体 C砹原子的最外电子层上有砹原子的最外电子层上有7个电子个电子 D砹能从砹能从NaCl溶液中置换出氯单质溶液中置换出氯单质 答案答案 C 第四章 物质结构 元素周期律 解析解析 从从F2到砹到砹，元素的非金属性逐渐减弱元素的非金属性逐渐减弱，与与H2化合能力逐渐减弱化合能力逐渐减弱，A不正不正 确；由确；由F2到到I2，单质的颜色依次加深单质的颜色依次加深，I2是紫黑色固体是紫黑色固体，则砹为黑色固体则砹为黑色固体，B不正确不正确 ；卤族元素的原子；卤族元素的原子，最外层上都有最外层上都有7个电子个电子，C项正确；因氧化性项正确；因氧化性Cl2砹砹，
24、所以砹不所以砹不 能从溶液中置换出能从溶液中置换出Cl2，D不正确不正确。 第四章 物质结构 元素周期律 1一个关系：原子的结构决定元素的性质一个关系：原子的结构决定元素的性质，元素的性质反映原子的结构元素的性质反映原子的结构。 2一个应用：根据同主族元素原子结构的相似性和递变性一个应用：根据同主族元素原子结构的相似性和递变性，可以预测和比较可以预测和比较 元素单质及其化合物的性质元素单质及其化合物的性质。 3两个规律：同主族元素两个规律：同主族元素，从上到下从上到下，金属性逐渐增强金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱 。 第四章 物质结构 元素周期律 4两个依据：两个依据： (1)判断元素金属性强弱的主要依据：判断元素金属性强弱的主要依据： 和水或酸反应的难易；和水或酸反应的难易；最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；置换反应置换反应 。 (2)判断元素非金属性强弱的主要依据：判断元素非金属性强弱的主要依据： 与与H2化合的难易程度及生成氢化物的稳定性；化合的难易程度及生成氢化物的稳定性；最高价氧化物对应水化物的最高价氧化物对应水化物的 酸性强弱；酸性强弱；置换反应置换反应。