高中化学 1.1.2 元素的性质和原子结构课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 · 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 · 必修2,物质结构 元素周期律,第一章,第一节 元素周期表,第一章,第2课时 元素的性质和原子结构,第一章,人体中的化学元素,我们人体是一个有机体，主要是由碳、氢、氧元素组成的，除此之外，在人体组织和体液中含有很多其他的元素，某些元素在人体中的含量虽然不高，但却都是人体中不能缺少的元素。 你知道人体中所含的各元素在周期表中的位置吗？它们具有什么样的性质呢？,学习目标 1了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。 2了解碱金属、卤素原子的结构特点，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。,新知预习 1碱金属元素原子的最外层都有_个电子，都是活泼的金属；且随核电荷数增加，电子层数逐渐_，原子半径逐渐_，金属性逐渐_。 2碱金属单质的物理性质：都有_的金属光泽，质_，密度_，熔点_，导电性和导热性都_；随着核电荷数增加，碱金属单质的熔、沸点逐渐_，密度逐渐 _ 特殊的(K)(Na)。,1,增多,增大,增强,银白色,软,小,低,很强,降低,增大,3卤素原子的最外层都有_个电子，易_1个电子形成8个电子的稳定结构，因此卤素具有较强的_性。卤素按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，与氢气反应的剧烈程度_，生成的氢化物的稳定性_，最高价氧化物对应的水化物的酸性_ (F没有氧化物)。卤素间的置换反应：Cl2、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序为_，并由此预测F2的氧化性比Cl2_。,7,获得,氧化,逐渐减弱,逐渐减弱,逐渐减弱,Cl2Br2I2,强,自主探究 1钾比钠的金属性强，钾能否把钠从NaCl溶液中置换出来？F2的氧化性比Cl2强，那么F2能否把Cl2从NaCl溶液中置换出来？ 提示：都不行，因为K、F2都能与H2O发生反应，2K2H2O=2KOHH2，2F22H2O=4HFO2。,2课本卤素单质的置换反应中有三组实验来说明Cl2、Br2、I2氧化性强弱，若只选两组，应是哪两组？各卤素离子的还原性又如何？ 提示：应选氯水与NaBr溶液和溴水与KI溶液。对应单质的氧化性越强，相应离子的还原性越弱，因氧化性Cl2Br2I2，故其离子的还原性为ClBrI。,碱金属,思维导图,1碱金属元素原子结构的相似性与递变性,教材点拨,2碱金属元素单质的物理性质的相似性和递变性 (1)相似性：除铯(略带金属光泽)外，其余均呈银白色，较柔软，有延展性，密度较小，熔点较低，导热性和导电性都很好。 (2)递变性：从Li到Cs密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔沸点逐渐降低。,3碱金属元素单质的化学性质的相似性和递变性 (1)相似性 与O2反应生成相应的氧化物，如Li2O、Na2O等。 与Cl2反应生成RCl，如NaCl、KCl等。 与H2O反应，能置换出H2O中的氢，反应通式为： 2R2H2O=2ROHH2。 与非氧化性酸反应，生成H2，反应通式为： 2R2H=2RH2(R表示碱金属元素)。,(2)递变性 从锂到铯，随核电荷数增多，其电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，使其性质表现差异性、递变性；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，还原性逐渐增强。 与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂。如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。,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、Cs遇水立即燃烧、爆炸，生成H2。 对应离子的氧化性依次减弱，即LiNaKRbCs。,温馨提示：因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故不能在溶液中置换不活泼的金属。 碱金属最高价氧化物的水化物都是强碱，碱性从上到下依次增强，即LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。 最外层电子数是1的不一定是碱金属元素，如氢元素。 锂的密度小于煤油，只能用石蜡封存，钠、钾密度均小于水，但钠的密度大于钾的密度，少量Na、K用煤油封存，大量Na、K用石蜡封存。,4元素的金属性强弱的比较 比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的能力，越易失电子，金属性越强。 (1)从元素原子结构判断 当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，就越易失电子，金属性越强。 当电子层数相同时，核电荷数越多越难失电子，金属性越弱(以后学)。,(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断 金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。 (3)根据金属活动性顺序表判断 一般来说排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。 (4)离子的氧化性强弱判断 离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。,温馨提示：金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而Mg失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。,5.拓展研究焰色反应及其应用 金属钠和钾在灼烧时都能使火焰呈现出特殊的颜色：钠黄色火焰、钾紫色火焰。实际上还有一些金属元素在灼烧时也能使火焰呈现出特殊的颜色，如下表： 几种金属元素焰色反应的火焰颜色,元素的这一特性在物质的检验或鉴定中具有重要的作用。中学化学中常用焰色反应鉴别或鉴定钠、钾元素的化合物。 利用焰色反应鉴别或鉴定物质，就是将试样在火焰上灼烧使其显示焰色，观察焰色作出判断。简单易操作的火焰有酒精灯火焰、酒精喷灯火焰、煤气灯火焰等。 要制成可靠的焰色通常需避免四项干扰： 一是燃料燃烧火焰的颜色。要调整出温度高、颜色浅或无色的火焰； 二是灼烧试样载体被灼烧的焰色的干扰。铂丝不产生干扰其他金属焰色的焰色，通常用铂丝蘸取试样溶液在火焰上灼烧；,三是试样与试样之间的干扰； 四是不同色光之间的干扰。黄色光对紫色光具有很强的掩蔽作用，含钴元素、呈蓝色的玻璃能将黄色光滤掉使紫色光透过，因此要透过(隔着)蓝色钴玻璃片观察火焰的紫色。,用铂丝作试样灼烧载体的焰色反应实验，一般要经过以下步骤： 洗丝用盐酸洗净铂丝(不用H2SO4洗涤铂丝是由于硫酸盐的熔沸点较高，难以挥发，会对后一个实验产生干扰)； 空烧将铂丝在火焰上灼烧出颜色浅而稳定的焰色(这又叫做空白实验)； 蘸烧用铂丝蘸取试样灼烧； 洗丝再次用稀盐酸洗涤铂丝。 可简单记为：洗烧蘸烧洗。,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 CCs的还原性比Na强，故Na的氧化性大于Cs DAl的金属性大于Cs的金属性,典例透析,【解析】 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。 【答案】 D,1(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 答案：AC,变式训练,点拨：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。,卤族元素,思维导图,教材点拨,(2)卤族元素原子结构的相似性和递变性。,(2)递变性 从上到下，卤素单质的氧化性逐渐减弱，阴离子还原性逐渐增强，即氧化性F2Cl2Br2I2，还原性IBrClF。 与H2反应越来越难，氢化物的稳定性逐渐减弱(HFHClHBrHI)；还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强。HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。 卤素单质与变价金属反应时(如Fe)，F2、Cl2、Br2生成FeX3(高价)，而I2只能生成FeI2(低价)。,卤素单质间的置换反应实验,4.卤素单质的特殊性质 (1)氟元素无正价，无含氧酸。 (2)Cl2易液化。 (3)Br2在常温下是中学阶段唯一的一种液态非金属单质。 (4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。 (5)2F22H2O=4HFO2。,温馨提示：卤素单质间的置换反应，也可以在单质与HX之间发生，如Cl22HBr=2HClBr2。 淀粉遇碘变蓝，此处的碘指的是碘单质(I2)，不是碘离子(I)，I2可以是新生成的如Cl22KI=2KClI2，也可以是本身存在的如碘水。,5元素非金属性强弱的判断 比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强。 (1)据元素周期表判断。 同一周期，从左到右：元素的非金属性逐渐增强。 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。 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。 最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。 (3)据非金属单质间的置换反应判断。 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Cl22Br=2ClBr2，则非金属性：ClBr。 (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：ClI，则非金属性：ClI。,温馨提示：元素金属性和非金属性强弱判断的根本依据是元素失去或得到电子的难易程度，与失去或得到电子的多少无关。如Na反应中失去1个电子，Mg反应中失去2个电子，但金属性：NaMg。 氟元素没有正价态，氟没有含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。,6氯、溴、碘在不同溶剂中的颜色,7.元素的性质与原子结构的关系 碱金属元素：原子最外层电子数同为1，都很少，元素都有很强的金属性；随着原子电子层数的增加，元素的金属性逐渐增强。 卤族元素：原子最外层电子数同为7，都很多，元素都有很强的非金属性；随着原子电子层数的增加，元素的非金属性逐渐减弱。,总之，元素的性质决定于原子的结构，主要决定于原子最外层上的电子数。原子结构不同，元素性质不同；原子结构相似，元素性质相似；原子结构发生规律性递变，元素性质发生规律性递变。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。,下列说法不正确的是( ) AHBr比HCl的还原性强 B卤素是较强的非金属元素，故其单质只有氧化性 C碘难溶于水，易溶于有机溶剂 D碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,典例透析,【解析】 同主族自上而下元素非金属性减弱，氢化物的还原性增强，A正确；卤素单质能够被氧化成正价化合物，如2可被氧化成HIO3，所以卤素单质除F2外，其他的也有还原性，B错误；碘难溶于水，易溶于有机溶剂，可使淀粉变蓝，C、D正确。 【答案】 B,(2014·西安市一中高一考试)某同学想通过比较最高价氧化物对应水化物酸性强弱来验证硫与碳的非金属性的强弱，他采用了如图所示的装置。请回答：,(1)仪器a的名称是_，应盛放下列试剂中的_。 A稀硫酸 B亚硫酸 C氢硫酸 D盐酸 (2)仪器b的名称是_，应盛放下列试剂中的_。 A碳酸钙 B硫酸钠 C氯化钠 D碳酸钠 (3)仪器c中应盛放的试剂是_，如果看到的现象是_，证明b中反应产生了_，即可说明_比_酸性强，_比_非金属性强，b中发生反应的离子方程式为_。,【解析】 (1)比较非金属性的强弱时用的是最高价氧化物的水化物，因此在分液漏斗中盛放的是稀硫酸，在圆底烧瓶中盛放的是碳酸盐。(2)碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶物，会附着在碳酸钙的表面，将阻止反应的进行。(3)只要证明圆底烧瓶中有二氧化碳生成，就能说明硫酸的酸性比碳酸的酸性强，即说明硫的非金属性比碳强。因此要用澄清石灰水检验二氧化碳的生成，现象是澄清石灰水变浑浊。,2关于卤素的下列叙述正确的是( ) A卤素是典型的非金属元素，因此不能与其他非金属元素化合 B卤素单质越活泼，其熔、沸点就越高 C卤素单质都能和水剧烈反应 D卤素单质都能和H2反应，且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强 答案：D 点拨：卤素能与其他非金属化合，如H、C、O等。卤素单质越活泼，其熔、沸点越低。卤素单质中只有氟能与水剧烈化合。,变式训练,3(2014·孝感七校高一期中)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是( ) HCl比H2S稳定 HClO氧化性比H2SO4强 HClO4酸性比H2SO4强 Cl2能与H2S反应生成S Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子 Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS。 A B C D,答案：A 点拨：解答本题要注意以下三点： (1)元素的非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力。 (2)非金属性的具体表现。 (3)判断非金属性强弱的依据。 具体分析如下：含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据；最外层电子数多，元素的非金属性不一定强，如非金属性：OCl，但最外层电子数：OCl。,1(2014·南京高一检测)下列关于碱金属元素的叙述错误的是( ) A随核电荷数递增，碱金属单质的熔、沸点逐渐减小 B随核电荷数递增，碱金属单质的密度逐渐增大(Na、K反常) C碱金属元素包括第A族中的所有元素 D碱金属元素的原子最外层都只有一个电子 答案：C,点拨：碱金属元素位于第A族，但不包括氢元素，C错；其原子结构的相同点是原子最外层都只有一个电子，D正确；随核电荷数递增，单质的熔、沸点逐渐减小，密度逐渐增大(NaK)，A、B正确。,2下列关于锂原子结构和性质的判断中，错误的是( ) 与水反应比钠剧烈 它的原子半径比钠原子小 它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 它的阳离子最外层电子数和钠离子的最外层电子数相同 它是强还原剂 锂应保存在煤油中以隔绝空气 Li在空气中燃烧生成Li2O2 A B C D,答案：A 点拨：Li与Na同属碱金属元素，性质相似，但又有差异，根据同主族元素性质的相似性和递变性可知，Li的金属性比Na弱，与水反应不如Na与水反应剧烈，与O2反应只能生成Li2O，不能生成Li2O2；其阳离子最外层只有2个电子；且Li的密度比煤油的密度小，不能保存在煤油中，应保存在石蜡中。,3(2014·经典习题选萃)下列关于F、Cl、Br、I的比较，说法正确的是( ) A原子最外层的电子数随核电荷数的增加而增多 B单质颜色随核电荷数的增加而加深 C氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D非金属性随核电荷数的增加而增强 答案：B,点拨：卤族元素最外层电子数都是7，A错；卤素单质颜色由F2I2依次为浅黄色、黄绿色、深红棕色、紫黑色，单质颜色随核电荷数的增加而加深，B正确；由FI，随核电荷数的增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性也逐渐减弱，C、D两项错误。,4(2014·试题调研)下列排列顺序正确的是( ) A热稳定性：HBrHClHF B原子半径：IBrCl C酸性：HClO4HBrO4HIO4 D非金属性：FClBr 答案：A 点拨：卤族元素按F、Cl、Br、I顺序，核电荷数逐渐增加，原子半径逐渐增大，即原子半径FClBrI，非金属性FClBrI，B、D错误；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氢化物的稳定性越强，A正确，C错误。,5(2013·深圳高一检测)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(见表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。,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：试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L1 NaBr溶液、0.1 mol·L1 NaI溶液、CCl4溶液等。 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)：,(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 胶头滴管 (3),(4)同主族元素性质相似；自上而下元素属于失电子能力增强，得电子能力减弱 点拨：本题是一个实验设计题，题目较灵活，考查基础知识和运用知识的能力。对实验目的的描述，要注意题中有效信息的提取，并注意语言的准确性；该同学的实验涉及了卤素的置换反应和碱金属钠、钾与水的反应，实验目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性；结合实验方案和实验现象可推测出所用到的仪器。结合元素及化合物的性质可写出、的反应方程式。,过渡元素简介 1过渡元素组成：元素周期表中第312列(B族B族、族和B族、B族)10个纵行的元素称为过渡元素，被称为“镧系”和“锕系”的两列元素也在过渡元素中。过渡元素都是金属元素，也包括了大部分的金属元素，因此过渡元素又称为过渡金属。,2过渡元素单质的性质：多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水反应缓慢或不反应。 大部分过渡元素的单质是坚硬的晶体，有光泽，延展性、导电性、导热性良好。汞(Hg)通常为光亮的液体，是熔点最低的金属；银是质地柔软的银白色晶体，是导电性最好的金属；金是质地柔软的黄色晶体，金和它的合金几乎能达到各种电子元件对稳定性、导电性、韧性、延展性等的要求；铜是硬度较小的紫红色晶体，导电性仅亚于银。铬是硬度最大的金属，钨是熔点最高的金属。,3过渡金属的重要用途：有关铁、铜的金属材料随处可见，且应用历史悠久。金、铂傲居贵重金属之高位；金的合金在电子工业、航空、航天工业等高科技领域里的应用范围正在不断扩大；银在有机合成、能源开发、材料制造等方面的应用越来越被重视。有关铁、铜、银、镍、锰、钒等元素的催化剂应用广泛而且重要。备受欢迎的不锈钢是镍、铬帮了铁的大忙。锌、铁、铜等元素在维持生物体的正常生理活动中有着重要的作用。钛因其具有耐腐蚀性强、熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、亲生物性好等优良的性能，被誉为“21世纪的金属”，是继铁、铝之后的“第三金属”。,从元素金属性或非金属性的方面来看，过渡元素全部是金属性不很活泼的金属元素，其前面是活泼的碱金属元素和碱土金属元素，后面的大部分是非金属元素。从元素周期表结构的方面来看，在过渡元素前面的是A族和A族，在过渡元素后面的是A族A族、0族，过渡元素将七个主族分割为“隔海相望”的两个区域。综合上述两个方面，能够感悟到“过渡”的一些涵义。,