4.1.3 原子结构与元素的性质-学案（含答案）

原子结构与元素的性质学案 【学习目标】 1.初步了解碱金属和卤族元素的结构特点。 2.以碱金属和卤族元素为例，通过实验探究从宏观层面归纳同主族元素性质变化规律。 3.结合原子结构，从微观角度探析元素性质变化规律的实质，并找出原子结构与元素性质的关系。 【学习过程】 [回顾旧知] 1.元素的化学性质由元素原子的 决定的。 2.一般地，金属元素原子最外层电子数 4，容易失电子，具有 。 非金属元素原子最外层电子数 4，容易得电子，具有 。 3.碱金属元素是第 除 之外的非常活泼的金属元素，在自然界都以化合态存在，包括 、 、 、 、 、钫。 4.钠原子的最外层只有1个电子，易失电子，具有强的还原性，易于O2、H2O反应。 钠与水反应的离子方程式为 。 钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为 、 。 [学习新知] 一、碱金属元素性质探究 活动一：观察表中的信息，思考碱金属物理性质有什么特点？ 碱金属单质 颜色（常态） 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃ Li 银白色 0.534 180.5 1347 Na 银白色 0.97 97.81 882.9 K 银白色 0.86 63.65 774 Rb 银白色 1.532 38.89 688 Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4 知识点归纳：碱金属的物理性质 Li Na K Rb Cs 相似性 颜色 硬度 密度 熔沸点 Li Na K Rb Cs 递变性 密度变化 熔沸点变化 思考：对碱金属的单质来说,若对应元素的原子序数越大,其单质的密度是否一定越大 活动二：钠、钾性质比较 ① 钠、钾与氧气的反应比较 钾 钠 实验操作 实验现象 原理 结论 金属活动性：K Na ② 钠、钾与水的反应比较 钾 钠 实验现象 钾浮于水面；迅速熔化成银色小球；四处游动；反应剧烈；有轻微 ；反应后滴入酚酞；溶液变红。 浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色 。 原理 2Na+2H2O= 2K+2H2O= 结论 金属活动性：K Na 总结：① 碱金属与氧气反应， ； ② 碱金属与水反应， ； 活动三：填写课本p表中的信息，并思考讨论下列问题。 问题一：在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？ 问题二：观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？ 【知识点归纳】 碱金属元素原子结构与性质的关系 [对点任务] 1. 请预测位于钾下方的铷和铯金属单质分别与水反应的现象及差异性，并解释其原因。 2. 已知镁分别能与氧气和水反应。 ①请预测钙的性质 ②请设计实验验证镁与钙金属性的强弱 二、卤族元素性质探究 [活动一] 观察表中的信息，思考卤族元素物理性质有什么特点？ 卤素单质 颜色（常态） 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 （易液化） 淡黄绿色气体 1.69g·L-1（15℃） －219.6 －188.1 Cl2 黄绿色气体 3.214g·L-1（0℃） －101 －34.6 Br2 深红棕色液体 3.119g·cm-3（20℃） －7.2 58.78 I2（易升化） 紫黑色固体 4.93g·cm-3 113.5 184.4 总结： [活动二]、根据卤族元素原子结构预测性质 元素名称 元素符号 质子数 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm 氟 F 9 1 2 0.152 氯 Cl 17 1 3 0.186 溴 Br 35 1 4 0.227 碘 I 53 1 5 0.248 [活动三]、认识卤族元素单质与氢气的反应 F2 Cl2 Br2 I2 与H2 反应条件 _____ _____或点燃 加热至一 定温度 不断加热 氢化物 稳定性 很稳定 较稳定 不如HCl 稳定 不稳定、 易分解 结论 F2→I2：与H2化合越来越_____，氢化物稳定性逐渐_____ [活动四]、卤素单质间的置换反应 实验名称 操作 现象 结论 氯置换溴 氧化性： 氯置换碘 氧化性： 溴置换碘 氧化性： [总结] 卤族元素的化学性质归纳 随着核电荷数增加，卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐 ，生成的气态氢化物的稳定性逐渐 ，卤素单质的氧化性逐渐 。即氧化性： 。 单质间 ... ...