第1章第1节第2课时碱金属元素

化学必修化学必修2（人教版）（人教版）第一章原子结构第一章原子结构 元素周期律元素周期律第一节元素周期表第一节元素周期表第第2课时碱金属元素课时碱金属元素 情景导入情景导入碱金属元素的发现碱金属元素的发现碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫，它们被碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫，它们被发现的次序是钾、钠、锂、铷、铯、钫。发现的次序是钾、钠、锂、铷、铯、钫。钾和钠都是在钾和钠都是在1807年由戴维发现的。他在电解熔融年由戴维发现的。他在电解熔融的氢氧化钾时，发现阴极表面上出现有金属光泽、酷似的氢氧化钾时，发现阴极表面上出现有金属光泽、酷似水银滴的颗粒，有的颗粒刚形成就燃烧掉了，发出火焰，水银滴的颗粒，有的颗粒刚形成就燃烧掉了，发出火焰，并发生爆炸；有的颗粒逐渐失去光泽，表面形成一层白并发生爆炸；有的颗粒逐渐失去光泽，表面形成一层白色薄膜。这种小的金属颗粒投进水里，即出现火焰。戴色薄膜。这种小的金属颗粒投进水里，即出现火焰。戴维确定它是一种新的元素，因为是从钾碱维确定它是一种新的元素，因为是从钾碱(potash)制得的，制得的，所以定名为钾所以定名为钾(potassium)。同年，戴维又电解氢氧化钠而制得金属钠。同年，戴维又电解氢氧化钠而制得金属钠。1817年阿尔费特孙从矿石分析中确定了锂元素的存年阿尔费特孙从矿石分析中确定了锂元素的存在，锂的火焰颜色在在，锂的火焰颜色在1818年由格美林发现，但他们都没有年由格美林发现，但他们都没有能制出锂的单质。能制出锂的单质。1818年，布朗得斯和戴维电解氧化锂，年，布朗得斯和戴维电解氧化锂，制得了少量金属锂。一直到制得了少量金属锂。一直到1855年，本生和马提生用电解年，本生和马提生用电解氯化锂的方法才制得较多的锂。氯化锂的方法才制得较多的锂。1893年根茨提出在年根茨提出在 400 时电解熔融的时电解熔融的LiCl(55%)、KCl(45%)电解液制锂，这种原电解液制锂，这种原理应用到生产上，一直沿用到现在。理应用到生产上，一直沿用到现在。1860年克希荷夫和本生研究碱金属光谱时，发现蓝色年克希荷夫和本生研究碱金属光谱时，发现蓝色区域有明亮的光谱线，他们把显示这种光谱线的元素叫铯，区域有明亮的光谱线，他们把显示这种光谱线的元素叫铯，意思是意思是“天蓝天蓝”。1861年，克希荷夫和本生又在暗红色区域年，克希荷夫和本生又在暗红色区域发现新的光谱线，他们把显示这种光谱线的元素叫铷，意思发现新的光谱线，他们把显示这种光谱线的元素叫铷，意思是是“暗红暗红”。钫这种在碱金属中密度最大的元素，在理论上和性质钫这种在碱金属中密度最大的元素，在理论上和性质上都早就相当明了地被预见了。但一直到上都早就相当明了地被预见了。但一直到1939年，贝赫蕾才年，贝赫蕾才发现了这第发现了这第87号元素的一个半衰期很短的同位素号元素的一个半衰期很短的同位素223Fr，它是，它是从从235U衰变为衰变为227Ac，227Ac又经又经衰变而成的。贝赫蕾是法国衰变而成的。贝赫蕾是法国人，她为了祖国的荣誉命名它为钫，意思是人，她为了祖国的荣誉命名它为钫，意思是“法兰西法兰西”。碱金属元素在结构和性质上有什么相似性和递变性呢？碱金属元素在结构和性质上有什么相似性和递变性呢？栏目链接栏目链接课课 标标点点 击击1了解碱金属元素的原子结构及特点。了解碱金属元素的原子结构及特点。2了解碱金属元素化学性质的相似性及递变性。了解碱金属元素化学性质的相似性及递变性。3认识结构决定物质性质的因果关系。认识结构决定物质性质的因果关系。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接要点要点 碱金属元素碱金属元素知知 识识导导 学学1碱金属元素。碱金属元素。Li、Na、K的原子结构示意图分别为的原子结构示意图分别为_、_、_。(1)相同点：最外层都是相同点：最外层都是_个电子。个电子。(2)不同点：从不同点：从Li到到Cs电子层数电子层数_，原子半径，原子半径_。2碱金属元素性质的相似性。碱金属元素性质的相似性。(1)单质均呈单质均呈_色色(Cs除外除外)，有金属光泽，硬度，有金属光泽，硬度_，密度，密度_，熔点，熔点_，有良好的导电性，有良好的导电性和导热性。和导热性。1逐渐增多逐渐增多逐渐增大逐渐增大银白银白小小较小较小较低较低 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学(2)最高正价均为最高正价均为_价。价。(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为_。(4)单质均能与非金属单质发生反应。单质均能与非金属单质发生反应。(5)单质均能和水发生反应：单质均能和水发生反应：2M2H2O=2MOHH2(M代表碱金属代表碱金属)。3碱金属元素性质的递变性碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序按原子序数递增的顺序)。(1)单质的熔、沸点呈现单质的熔、沸点呈现_趋势。趋势。(2)元素的金属性逐渐元素的金属性逐渐_，单质的还原性逐渐，单质的还原性逐渐_。1碱性碱性降低降低增强增强增强增强 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学(3)与与O2反应的产物越来越复杂，反应程度越来反应的产物越来越复杂，反应程度越来越越_。(4)与水反应的程度越来越与水反应的程度越来越_，产物的碱性，产物的碱性逐渐逐渐_。4原子结构与性质之间的关系。原子结构与性质之间的关系。剧烈剧烈剧烈剧烈增强增强1 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学增大增大增强增强增强增强 栏目链接栏目链接【应用思考【应用思考】知知 识识导导 学学1结合钠、钾的性质，应如何保存单质钾？结合钠、钾的性质，应如何保存单质钾？2什么是元素的金属性？什么是元素的金属性？因因K与与O2、H2O等会发生反应，故应密闭保存，等会发生反应，故应密闭保存，又因为又因为K的密度比煤油大且二者不反应，所以和的密度比煤油大且二者不反应，所以和Na一一样，样，K也常保存在煤油中。也常保存在煤油中。解析解析金属性是指元素的原子失去电子难易程度的性质，金属性是指元素的原子失去电子难易程度的性质，即元素的原子越易失电子，元素的金属性就越强。即元素的原子越易失电子，元素的金属性就越强。解析解析 栏目链接栏目链接一、碱金属元素性质相似性与递变性的比较一、碱金属元素性质相似性与递变性的比较 知识拓展知识拓展知知 识识导导 学学 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学（续上表）（续上表）栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学特别提示：特别提示：Na、K与盐溶液的反应：与盐溶液的反应：因因Na、K等很活泼的金属易与等很活泼的金属易与H2O反应，故当反应，故当Na、K投入到盐溶液中时，不是从溶液中置换出相对不活泼的投入到盐溶液中时，不是从溶液中置换出相对不活泼的金属，而是先与水发生反应生成碱与氢气，然后生成的碱金属，而是先与水发生反应生成碱与氢气，然后生成的碱再与盐发生复分解反应再与盐发生复分解反应(若不符合复分解反应的条件，则若不符合复分解反应的条件，则只发生金属与水的反应只发生金属与水的反应)。栏目链接栏目链接二、金属性强弱的比较二、金属性强弱的比较知知 识识导导 学学1根据原子结构。原子半径越大，金属性越强，反之根据原子结构。原子半径越大，金属性越强，反之则越弱。则越弱。2根据元素在周期表中的位置。同周期元素，从左至根据元素在周期表中的位置。同周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐右，随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，金属增强；同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。3根据实验结论。根据实验结论。(1)与水或酸反应置换出氢的难易：金属单质与水或酸与水或酸反应置换出氢的难易：金属单质与水或酸(非氧化性酸非氧化性酸)反应置换出氢的速率越快反应置换出氢的速率越快(反应越剧烈反应越剧烈)，表明，表明元素金属性越强。元素金属性越强。栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，表明该元素金属性越强。表明该元素金属性越强。(3)置换反应：一种金属能把另一种金属从它的盐溶液置换反应：一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来，表明前一种金属元素比后一种金属元素的金属里置换出来，表明前一种金属元素比后一种金属元素的金属性强。性强。(4)单质的还原性强弱：还原性越强，则金属性越强。单质的还原性强弱：还原性越强，则金属性越强。(5)离子的氧化性强弱：离子的氧化性越强，则对应金离子的氧化性强弱：离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。属元素的金属性越弱。4根据金属活动性顺序表。一般来说，排在前面的金根据金属活动性顺序表。一般来说，排在前面的金属的金属性较强。属的金属性较强。栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学特别提示：特别提示：(1)如某金属元素金属性越强，则单质与如某金属元素金属性越强，则单质与水水(或酸或酸)反应就越剧烈，最高价氧化物的水化物碱性越反应就越剧烈，最高价氧化物的水化物碱性越强。强。(2)金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，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。如而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而失去一个电子，而Mg失失去两个电子，但去两个电子，但Na的金属性比的金属性比Mg强。强。栏目链接栏目链接 尝试应用尝试应用知知 识识导导 学学1(双选题双选题)金属钠比金属钾金属钠比金属钾()A金属性强金属性强B还原性弱还原性弱C原子半径大原子半径大 D熔点高熔点高BD 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学2下列四种演示金属钾与水反应的实验装置，正确下列四种演示金属钾与水反应的实验装置，正确的是的是()B由于金属钾与水反应过于剧烈，故应用玻璃片由于金属钾与水反应过于剧烈，故应用玻璃片盖住。盖住。解析解析 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学3下列各组比较中不正确的是下列各组比较中不正确的是()A锂与水反应不如钠与水反应剧烈锂与水反应不如钠与水反应剧烈B还原性：还原性：KNaLi，故，故K可以从可以从NaCl溶液中置换溶液中置换出金属钠出金属钠C熔、沸点：熔、沸点：LiNaKD碱性：碱性：LiOHNaOHKOHB 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接碱金属元素的性质碱金属元素的性质典典 例例精精 析析例例1关于碱金属单质的性质叙述错误的是关于碱金属单质的性质叙述错误的是()A在空气中燃烧的生成物都是过氧化物在空气中燃烧的生成物都是过氧化物B与盐溶液反应时都能生成碱和氢气与盐溶液反应时都能生成碱和氢气C熔沸点随原子序数增加而降低熔沸点随原子序数增加而降低D还原性随原子电子层数的增加而增加还原性随原子电子层数的增加而增加碱金属随着原子序数的增加，元素的碱金属随着原子序数的增加，元素的金属性逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，金属性逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，与氧气结合能力增强，熔沸点逐渐降低。与氧气结合能力增强，熔沸点逐渐降低。解析解析A答案答案 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析名师点睛：名师点睛：碱金属元素的个体差异：碱金属元素的个体差异：(1)Na、K通常保存在煤油中，通常保存在煤油中，Li通常用石蜡油密封。通常用石蜡油密封。(2)碱金属还原性最强的是碱金属还原性最强的是Cs，最弱的是，最弱的是Li。(3)第一主族并不全部是碱金属，还有氢元素。第一主族并不全部是碱金属，还有氢元素。(4)碱金属元素只有碱金属元素只有Li与与O2反应产物是一种反应产物是一种Li2O，其，其他元素与氧气反应的产物最少有两种。他元素与氧气反应的产物最少有两种。(5)碱金属元素从上到下密度逐渐增大，但是碱金属元素从上到下密度逐渐增大，但是K的密的密度比度比Na小。小。栏目链接栏目链接 变式应用变式应用典典 例例精精 析析1.碱金属钫碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是的元素，下列预言错误的是()A.在碱金属中它具有最大的原子半径在碱金属中它具有最大的原子半径 B.它的氢氧化物化学式为它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱，是一种极强的碱 C.钫在空气中燃烧时，只生成化学式为钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化的氧化物物 D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧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烈而发生爆炸C 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析例例2已知钡的活动性处于钾和钠之间，则下述说法已知钡的活动性处于钾和钠之间，则下述说法中可能实现的是中可能实现的是()A钡可从氯化钾溶液中置换出钾钡可从氯化钾溶液中置换出钾B钡可从冷水中置换出氢气钡可从冷水中置换出氢气C钡可从氯化钠溶液中置换出钠钡可从氯化钠溶液中置换出钠 D在溶液中钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子在溶液中钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析元素金属性的递变与其对应金属单质还原性元素金属性的递变与其对应金属单质还原性的递变规律是一致的，钡的活动性极强，所以在溶的递变规律是一致的，钡的活动性极强，所以在溶液中都是先与水进行反应产生氢气。液中都是先与水进行反应产生氢气。解析解析B答案答案名师点睛：名师点睛：从掌握的碱金属元素的相似性和从掌握的碱金属元素的相似性和递变性，逐渐推及到整个周期表的金属的相似性递变性，逐渐推及到整个周期表的金属的相似性和递变性。和递变性。栏目链接栏目链接 变式应用变式应用典典 例例精精 析析2.居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期第居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期第A族元素，下列关于镭的性质描述不正确的族元素，下列关于镭的性质描述不正确的()A在化合物中呈在化合物中呈2价价B单质能使水分解，放出氢气单质能使水分解，放出氢气C氢氧化物呈两性氢氧化物呈两性D碳酸盐难溶于水碳酸盐难溶于水C镭的性质可以类比钙，且金属性比钙强，故不镭的性质可以类比钙，且金属性比钙强，故不可能为两性金属。可能为两性金属。解析解析 栏目链接栏目链接