碱金属和卤族元素.ppt

1869年门捷列夫的第一张周期表1871年门捷列夫（俄）的第二张周期表年门捷列夫（俄）的第二张周期表环式元素周期表环式元素周期表螺旋时钟式元素周期表螺旋时钟式元素周期表塔式元素周期表塔式元素周期表螺旋式元素周期表螺旋式元素周期表透视式元素周期表透视式元素周期表多用途元素周期表多用途元素周期表对对话话式式周周期期表表多用途元素周期表多用途元素周期表一一.碱金属的主要物理性质碱金属的主要物理性质元素元素名称名称元素元素符号符号核电核电荷数荷数颜色和状态颜色和状态密度密度 gcmgcm-3-3熔点熔点 沸点沸点 锂锂Li3银白色，柔软银白色，柔软0.534180.51347钠钠Na11银白色，柔软银白色，柔软0.9797.81882.9钾钾K19银白色，柔软银白色，柔软0.8663.65774铷铷Rb37银白色，柔软银白色，柔软1.53238.89688铯铯Cs55略带金色光泽，柔软略带金色光泽，柔软1.87928.40678.4思考：思考：碱金属在物性上有无相似点，不同之处有无碱金属在物性上有无相似点，不同之处有无一定规律？一定规律？相似性：色（铯略带金色）、软、轻、低、导相似性：色（铯略带金色）、软、轻、低、导 递变性：从锂到铯密度递变性：从锂到铯密度增大增大（K与与Na反常）；熔沸点反常）；熔沸点降低降低2 2+3+31 12 2+11+118 81 11 12 2+19+198 8 8 81 12 2+37+378 88 818181 12 2+55+558 88 818181818LiLiNaNaK KRbRbCsCs原原子子结结构构示示意意图图二、碱金属元素原子结构比较二、碱金属元素原子结构比较讨论：讨论：碱金属元素在原子结构上碱金属元素在原子结构上有什么相同之处，有什么相同之处，又有什么不同之处？又有什么不同之处？元素元素符号符号核电核电荷数荷数电子层结构电子层结构电子电子层数层数原子半径原子半径 (nm)(nm)Li3 2 12 0.152Na11 2 8 13 0.186K19 2 8 8 14 0.227Rb37 2 8 18 8 1 5 0.248Cs55 2 8 18 18 8 16 0.265碱金属元素的原子结构碱金属元素的原子结构 Li Na K Rb Cs递递变变性性最外层都只有最外层都只有1个电子个电子核电荷数逐渐增加核电荷数逐渐增加电子层数逐渐增多电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大相似性相似性思考：思考：根据碱金属的原子结构，推测碱金属化学性质根据碱金属的原子结构，推测碱金属化学性质的相似性和递变规律。的相似性和递变规律。推测一推测一:原子的最外层都只有原子的最外层都只有1 1个电子，因此，它们个电子，因此，它们可能具有与钠可能具有与钠相似相似的化学性质。的化学性质。推测二推测二:随着原子的电子层数增多，原子半径增大，随着原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子能力递原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子能力递增，元素的金属性增强。因此，钾、铷、铯与氧气或增，元素的金属性增强。因此，钾、铷、铯与氧气或水的反应，将比钠更水的反应，将比钠更剧烈剧烈。分析分析2 2：除了最外层电子，物质的化学性质可能还与除了最外层电子，物质的化学性质可能还与结构中的什么因素有关？结构中的什么因素有关？分析分析1 1：决定物质化学性质的主要因素是什么？决定物质化学性质的主要因素是什么？最外层电子数最外层电子数 与非金属反应与非金属反应 4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2 加热加热4Li+O2=2Li2O 加热加热三、化学性质三、化学性质 与水反应与水反应 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2K+2H2O=2KOH+H2 在碱金属中，随着核电荷数的增加，与水反应在碱金属中，随着核电荷数的增加，与水反应越来越剧烈。越来越剧烈。所以，所以，碱金属元素的金属性从锂到铯逐渐增强。碱金属元素的金属性从锂到铯逐渐增强。大量的实验证明，碱金属元素从锂到铯，物理性质和化学性质呈现出一定的相似性和递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次增加，随核电荷数的增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大，密度有增大趋势，熔原子半径依次增大，密度有增大趋势，熔沸点逐渐降低。碱金属元素金属性逐渐增沸点逐渐降低。碱金属元素金属性逐渐增强，单质还原性依次增强。强，单质还原性依次增强。卤族元素卤族元素卤族元素卤族元素(1)黄绿色气体黄绿色气体(2)有刺激性气味、有毒有刺激性气味、有毒(3)密度比空气大密度比空气大(4)易液化易液化（相比其它气体，（相比其它气体，Cl2的沸点高的沸点高,液液氯用钢瓶储运氯用钢瓶储运）(5)能溶于水能溶于水（常温常压下，常温常压下，1体积水约溶解体积水约溶解2体积的氯气体积的氯气,1：2）包括：色、态、味、密度、熔沸点包括：色、态、味、密度、熔沸点、水溶性等水溶性等回顾：氯气回顾：氯气Cl2 1、物理性质、物理性质2、化学性质、化学性质(强氧化性）强氧化性）（1）与金属反应）与金属反应如：3Cl2+2Fe=2FeCl3（2）与）与H2反应反应 Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸）（3）与水反应）与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO（4）与碱反应）与碱反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O氟气氟气物理性质：氟气常温下为淡黄绿色的气体，有剧毒。一、卤素的物理性质一、卤素的物理性质氯气氯气物理性质：氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1体积水能溶解2体积氯气，有毒。液溴液溴物理性质：液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水，挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。碘碘物理性质：碘在常温下为紫黑色固体，具有毒性，易溶于汽油、乙醇苯等溶剂，微溶于水。F Cl Br I物物理理性性质质单质颜色：单质颜色：单质状态：单质状态：单质密度：单质密度：单质熔沸点：单质熔沸点：逐渐加深逐渐加深气气 液液 固固逐渐增大逐渐增大逐渐升高逐渐升高单单质质颜色颜色状状态态密度密度熔、沸熔、沸点点溶解性溶解性(水水)毒性毒性F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2 浅浅 深深 小小 大大大大 小小 低低 高高气气气气液液固固大大 小小反应反应浅黄绿浅黄绿黄绿黄绿红棕红棕紫黑紫黑浅紫浅紫 紫红紫红深黄深黄 褐褐I2橙橙 橙红橙红黄黄 橙橙Br2汽油、苯、四氯汽油、苯、四氯化碳中化碳中水中水中溶剂溶剂溶质溶质溶解的量多少不一，颜色呈现深浅不一溶解的量多少不一，颜色呈现深浅不一汽油、苯比水轻，四氯化碳比水重汽油、苯比水轻，四氯化碳比水重溴、碘在几种溶剂中的颜色、溶解性溴、碘在几种溶剂中的颜色、溶解性可用萃取来分离溴水或碘水可用萃取来分离溴水或碘水碘碘二、卤素的化学性质二、卤素的化学性质 画画出出F、Cl、Br、I元元素素的的原原子子结结构构示意图示意图 氟氟氯氯溴溴At砹砹F Cl Br I相同点：相同点：最外层电子数均为最外层电子数均为不同点：不同点：原子核电荷数逐渐增多原子核电荷数逐渐增多核外电子层数逐渐增多核外电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大 1、X2与金属单质反应与金属单质反应 通式：通式：X2+金属金属 金属卤化物金属卤化物 2Na+Cl2=2NaCl 2Na+Br2=2NaBr 2Na+I2=2NaI特殊：特殊：I2与变价金属生成低价盐与变价金属生成低价盐 Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI 名称 反 应 条 件 方 程 式 生成氢化物的稳定性 F2 Cl2 Br2 I2 2、与非金属氢气反应、与非金属氢气反应光照或点燃H2+Cl2 2HCl光照或点燃H2+Br2 2HBrH2+F2 2HFH2+I2 2HI阴暗处爆炸加热条件下高温条件下加热高温很稳定稳定较不稳定很不稳定 3、与水反应、与水反应 相同相同:I2+H2O HI+HIO不同不同:2F2+2H2O 4HF+O24、与碱反应、与碱反应Br2+2NaOH NaBr+NaBrO+H2OI2+2NaOH NaI+NaIO+H2OCl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2OCl2+H2O HCl+HClOBr2+H2O HBr+HBrO 氯水与溴化钠溶液反应氯水与溴化钠溶液反应 （下层橙色）（下层橙色）NaBr溶液溶液氯水氯水溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液CCl45、卤素单质间的置换反应、卤素单质间的置换反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 氯水与碘化钾溶液反应氯水与碘化钾溶液反应 （下层紫色）（下层紫色）KI溶液溶液氯水氯水碘的四氯化碳溶液碘的四氯化碳溶液CCl4Cl2 +2 KI =2KCl +I2 溴水与碘化钾溶液反应溴水与碘化钾溶液反应 (下层紫色）下层紫色）KI溶液溶液溴水溴水碘的四氯化碳溶液碘的四氯化碳溶液CCl4Br2+2 KI=2 KBr+I2通过三个演示实验，能得出什么结论？通过三个演示实验，能得出什么结论？氧化性：氧化性：还原性：还原性：实验证明，氟的性质比氯、溴、碘更活泼。实验证明，氟的性质比氯、溴、碘更活泼。Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2 +2 KI =2KCl +I2Br2+2KI=2KBr+I2Cl2 Br2 I2I-Br-Cl-卤族元素性质为什么会出现这样的相似性卤族元素性质为什么会出现这样的相似性和递变性？和递变性？相似性：最外层均有七个电子相似性：最外层均有七个电子 递变性：电子层数逐渐增多，原子核对核外电递变性：电子层数逐渐增多，原子核对核外电子吸引能力减弱，得电子能力减弱，非金属子吸引能力减弱，得电子能力减弱，非金属性（氧化性）减弱。性（氧化性）减弱。总结：总结：同主族元素从上至下，最外层电子数相同，电子同主族元素从上至下，最外层电子数相同，电子层数逐渐增加。原子核对核外电子的吸引能力减层数逐渐增加。原子核对核外电子的吸引能力减弱，失电子能力增加，得电子能力减弱。金属性弱，失电子能力增加，得电子能力减弱。金属性（还原性）增强，非金属性（氧化性）减弱。（还原性）增强，非金属性（氧化性）减弱。