第2课时 碱金属元素的结构与性质
[学习目标定位] 1.知道碱金属元素的原子结构及特点。2.能说出碱金属元素化学性质的相似性及递变性。3.初步学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。
一 碱金属元素的原子结构
1．参考元素周期表，完成下列表格
元素 名称 锂 元素 符号 Li 核电 荷数 3 原子结构 示意图 最外层 电子数 1 电子 层数 2 原子半 径/nm 0.152 钠 碱 金 属 元 素 铷 钾 Na 11 1 3 0.186 K 19 1 4 0.227 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 2.通过分析上表可知，碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。 归纳总结
1．碱金属元素原子的最外层上都有1个电子，很容易失去，因此碱金属元素的化合价都是＋1价。
2．随着原子序数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。
1．下列关于碱金属元素的叙述中正确的是( )
A．原子的最外层电子数都是1，次外层电子数都是8 B．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应 C．除锂外均以化合态存在于自然界中 D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价 答案 D
解析 锂的次外层电子数为2，且锂在自然界中也不能以游离态存在，A、C项不正确；失去电子发生的是氧化反应，B选项错误。
2．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种，下列说法正确的是( ) A．和Li同一主族的都是金属元素 B．Na比Li多一个电子层
C．Li、Na、K的最外层都只有一个电子 D．Li是碱金属中原子半径最小的原子 答案 D
解析 锂在第ⅠA族，该族中还有非金属元素氢，A选项错误；Li、Na的原子结构示意图
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分别为、，B选项错误；K的原子结构示意图为
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，其最外层有8个电子，
C选项错误。
二 碱金属元素的性质
1．碱金属与O2反应
(1)已知1.4 g锂在空气中加热充分反应，可生成3.0 g氧化物，该反应的化学方程式是4Li＋O2=====2Li2O。
(2)钠、钾与氧气的反应：将一小块Na和K分别投入热坩埚中，观察现象。
△
2．碱金属与水反应
按下列实验操作完成实验，并填写下表：
碱金属 钾 钠 实验 操作 实验 现象 结论 实验 原理
3.碱金属物理性质的变化规律
物质名称 锂 钠 钾 铷 铯
碱金属单质具有硬度小、密度小、熔点低、沸点低的特点。在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低。
碱金属单质也有延展性，导电性、导热性也很好，液态钠可用作核反应堆的传热介质。 归纳总结
1．碱金属的结构与化学性质的关系
(1)相似性(R表示碱金属元素，不考虑放射性元素)
原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑。 (2)递变性
①随着原子序数的递增，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。它们和氧气的反应越来越容易，生成的氧化物越来越复杂；它们和水反应越来越剧烈。 ②碱金属都具有还原性，它们由弱到强的顺序是Li＜Na＜K＜Rb＜Cs。 2．碱金属单质物理性质变化规律
随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。 3．元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，或其最高价氧化物对
颜色和状态 银白色，柔软 银白色，柔软 银白色，柔软 银白色，柔软 略带金色光泽，柔软 密度/g·cm3 － 熔成小球，浮于水面，四处游动，熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后的溶液加酚酞变红 有“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞变红 钾比钠的活动性强 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 熔点/℃ 180.5 97.81 63.65 38.89 28.40 沸点/℃ 1 347 882.9 774 688 678.4 0.534 0.97 0.86 1.532 1.879 应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
3．下列关于碱金属的叙述中，不正确的是( ) A．钾元素比钠元素的金属性强 B．钾和钠的焰色分别为紫色和黄色
C．碱金属都能和水发生反应，生成氢氧化物并放出氢气 D．碱金属的熔点随着电子层数的增加而升高 答案 D
解析 D项，碱金属的熔点随电子层数的增加而逐渐降低。 4．下列各组比较不正确的是( ) A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠 C．熔、沸点：Li＞Na＞K D．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH 答案 B
解析 A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。 理解感悟 (1)因Na、K都是很活泼的金属易与H2O反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属。
(2)碱金属单质性质的相似性和递变性是其原子结构的相似性和递变性的必然结果。
1．随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是( ) A．原子半径逐渐增大 B．碱性逐渐减弱 C．单质熔、沸点逐渐升高 D．单质的氧化性逐渐增强 答案 A
解析 随着碱金属元素原子序数的增大，碱性逐渐增强，单质熔、沸点降低，单质的还原性逐渐增强。
2．下列关于碱金属的叙述正确的是( )
A．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈 B．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小
C．碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次减弱 D．碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强 答案 A
解析 B项，碱金属的密度随着原子序数的递增呈增大趋势(钾反常)；D项，碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱。
3．关于铯及其化合物的以下各种说法中不正确的是( ) 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 C．Cs的还原性比Na强，故Na的氧化性强于Cs D．Al的金属性大于Cs的金属性 答案 D
解析 A项，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，则CsOH的碱性比KOH强；B项，Cs与Na性质相似，其与水或酸反应更剧烈，都生成H2；C项，Cs的还原性比Na强，单质还原性越强，对应离子的氧化性越弱，所以Na的氧化性强于Cs；D项，因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性弱于Cs。
4．根据金属钠、钾与水反应的现象，推断锂、钠、钾、铷、铯各1 g分别与足量的水反应，其中反应最剧烈的金属是________(写名称，下同)；相同条件下，放出氢气的体积最大的是________；生成的碱碱性最弱的是________(写化学式)。 答案 铯 锂 LiOH
解析 碱金属元素从Li～Cs金属性依次增强，故反应最剧烈的金属是Cs；等质量的碱金属与足量水反应，摩尔质量越小的，与水反应放出H2越多，故应是锂放出H2最多。
40分钟课时作业
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