1.1.2 元素的性质与原子结构
〖教学流程〗
提出问题 → 设计探究方案 → 理论探究(碱金属及卤素原子结构特点、规律) → 实验探究(碱金属及卤素性质递变规律) → 得出结论。
(问题创设)①元素周期表中为什么把锂、钠、钾等元素编在一个族呢?它们的原子结构和性质有什么联系呢?②元素的原子结构和元素的性质有什么关系呢?
〖板书〗二、元素的性质与原子结构
1.碱金属元素
(投影)碱金属元素的原子结构(P5表格)
〖科学探究〗
1.理论探究
原子结构相似性:原子最外层上都只有1个电子;
递变性:核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱。
2.实验探究
钾
钠
与氧气反应
燃烧比钠剧烈,生成
更复杂的氧化物
点燃后剧烈燃烧,生成淡黄色固体
2Na + O2 Na2O2
与水反应
反应比钠剧烈,轻微爆炸,产生H2
2K + 2H2O=2KOH + H2↑
剧烈反应,产生H2
2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑
(阅读)P6了解碱金属单质和氧气、水的反应。
(结论)碱金属元素的性质
①相似性:化学性质相似,原子均易失去1个电子,体现+1价,元素具有较强的金属性,单质体现较强的还原性;
②递变性:原子失电子能力增强,元素的金属性增强,单质的还原性增强。
(讨论)从哪些方面可判断元素金属性的强弱?
(结论)①利用原子结构判断,电子层数越多,最外层电子数越少,金属性越强;
②利用金属活动性顺序判断;
③单质与水或酸反应置换出氢的难易程度;
④最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。
(阅读)P7了解碱金属单质的物理性质。
相似性:①银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低 ③有较强的导电导热性。
递变性:①密度:由小到大,(K反常比Na小;锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中)。②熔沸点:由高到低。
(问题)卤族元素又如何呢?
〖板书〗2.卤族元素
〖学与问〗1.理论探究
原子结构相似性:原子最外层上都只有7个电子;
递变性:核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱。
(1)卤素单质与氢气反应
单质
反应条件及程度
方程式
氢化物稳定性
F2
反应条件渐苛刻剧烈程度依次减弱
H2 + F2 = 2HF(黑暗爆炸)
减
弱
Cl2
H2 + Cl2 2HCl
Br2
H2 + Br22HBr
I2
H2 + I22HI
2.实验探究
现象
化学方程式
静置后,液体分为两层,
上层为无色,下层分别呈橙红色和紫色
2NaBr + Cl2=2NaCl + Br2
2KI + Cl2=2KCl + I2
静置后,液体分为两层,
上层为无色,下层呈紫色
2KI + Br2=2KBr + I2
(结论)卤族元素的性质
①相似性:化学性质相似,原子均易得到1个电子,元素具有较强的非金属性,单质体现较强的氧化性;
②递变性:原子得电子能力减弱,元素的非金属性减弱,单质的氧化性减弱。
(讨论)从哪些方面可判断元素非金属性的强弱?
(结论)①利用原子结构判断,电子层数越少,最外层电子数越多,非金属性越强;
②利用非金属单质间的置换反应判断;
③利用单质与氢气反应的难易程度、反应条件及氢化物的稳定性判断;
④利用最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断。
(阅读)P8资料卡片了解卤素单质的物理性质。
相似性:都有颜色。
递变性:①颜色加深,状态由气态到液态到固态;②密度逐渐增大;③熔沸点逐渐升高。
(得出结论)在元素周期表中,同主族元素从上到下,核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,原子失电子能力增强,得电子能力减弱。元素的金属性增强,非金属性减弱,单质的还原性增强,氧化性减弱。
【课堂检测】
1.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( C )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的气态氢化物的沸点比Y的气态氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
2.不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是( B )
A.Cl2与H2S溶液发生置换反应
B.HCl是强酸,H2S是弱酸
C.单质S与Fe反应生成FeS,而Cl2与其反应生成FeCl3
D.HCl比H2S更稳定
3.(2020·舟山高一检测)某同学做同主族元素性质的相似性和递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验方案
实验现象
①将新制氯水滴加到NaBr溶液中,振荡后加入适量CCl4,振荡,静置
A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,随后消失
②将一小块金属钠放入冷水中
B.分层,上层无色,下层紫红色
③将溴水加到NaI溶液中,振荡后加入适量CCl4,振荡,静置
C.浮在水面上,熔成小球,四处游动,并伴有轻微的爆炸声,很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中
D.分层,上层无色,下层橙红色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的: 。
(2)实验用品:
①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1 NaBr溶液、0.1 mol·L-1NaI溶液、CCl4等。
②仪器: 、 、 、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容(请把表中与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式补写完整):
实验方案
实验现象
化学方程式
①
D
Cl2+2NaBrBr2+2NaCl
②
A
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
③
④
(4)实验结论: 。
答案:(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性
(2)试管 烧杯 胶头滴管
(3)
实验方案
实验现象
化学方程式
③
B
Br2+2NaII2+2NaBr
④
C
2K+2H2O2KOH+H2↑
(4)同主族元素性质相似,自上而下元素原子失电子能力增强,得电子能力减弱
【课堂小结】同主族元素的性质相似,但又具有一定的递变性,其根本原因在于其原子结构的相似性和递变性。
【作业设计】P11 1 3 9 10 11
【板书设计】二、元素的性质与原子结构
碱金属元素
卤族元素
原子
结构
相似性
原子最外层上都只有1个电子
原子最外层上都只有7个电子
递变性
核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱
元素化学性质
相似性
原子均易失去1个电子,体现+1价,元素具有较强的金属性,单质体现较强的还原性
原子均易得到1个电子,元素具有较强的非金属性,单质体现较强的氧化性
递变性
原子失电子能力增强,元素的金属性增强,单质的还原性增强
原子得电子能力减弱,元素的非金属性减弱,单质的氧化性减弱
同主族元素性质与原子结构的关系
在元素周期表中,同主族元素从上到下,核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,原子失电子能力增强,得电子能力减弱。元素的金属性增强,非金属性减弱,单质的还原性增强,氧化性减弱
单质物理性质
相似性
①银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低 ③有较强的导电导热性
都有颜色
递变性
①密度逐渐增大,(K反常比Na小)②熔沸点逐渐降低
①颜色加深,状态由气态到液态到固态;②密度逐渐增大;③熔沸点逐渐升高
元素金属性非金属性强弱的判断
金属性
①利用原子结构判断,电子层数越多,最外层电子数越少,金属性越强;②利用金属活动性顺序判断;③单质与水或酸反应置换出氢的难易程度;④最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱
非金
属性
①利用原子结构判断,电子层数越少,最外层电子数越多,非金属性越强;②利用非金属单质间的置换反应判断;③利用单质与氢气反应的难易程度、反应条件及氢化物的稳定性判断;④利用最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断。
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