元素性质与原子结构：基础化学探索！

1.碱金属元素

■科学探究

（1）查阅元素周期表中的有关信息，填写下表。

通过观察碱金属的原子结构示意图，你能发现碱金属元素的原子结构有什么共同之处吗？

（2）实验探究

①将一干燥的坩埚加热，同时取一小块钠，擦干表面的煤油后，迅速投入到热坩埚中，观察现象。用钾重复上述实验，观察现象。对比两者与氧气的反应。

②在培养皿中放入一些水，然后取绿豆大的钠，用滤纸吸干表面的煤油，投入培养皿中，观察现象。用钾重复上述实验，观察现象。对比两者与水的反应。

图1-1-2　钾与水反应

图1-1-3　钠与水反应

思考与交流　通过对比和观察钠和钾的实验，思考并讨论钠和钾的性质有什么相似性和不同。你认为元素的性质与它们的原子结构有关系吗？

通过大量实验和研究，人们得出如下结论：

碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似，都能与氧气等非金属单质以及水反应。例如：

而且，上述反应的产物中，碱金属元素的化合价都是+1价。

随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。所以，碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯金属性逐渐增强，如它们与氧气或水反应时，钾比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈。

碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。例如，除铯外，其余的都呈银白色；它们都比较柔软，有延展性。碱金属的密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。

表1-1-1　碱金属的主要物理性质

2.卤族元素(www.xing528.com)

■资料卡片

卤素单质的物理性质

思考与交流

图1-1-4　卤族元素原子结构和原子大小

根据卤素原子结构，请你推测一下氟、氯、溴、碘在化学性质上所表现的相似性和递变性。

（1）卤素单质与氢气反应

随着核电荷数的增多，卤素单质与氢气的反应呈下述规律性变化：

剧烈程度：_____________________________

生成的氢化物的稳定性：_________________

（2）卤素单质间的置换反应

类似于通过金属与盐溶液的置换反应可以比较金属还原性的强弱，通过卤素间的置换反应实验，我们也可以比较出卤素氧化性的强弱。

【实验1-1】 完成下列实验，观察现象。写出有关反应的化学方程式。

随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性强弱顺序为：

通过比较碱金属单质与氧气、水的反应，以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应，我们可以看出，元素性质与原子结构有密切的关系，特别是最外层电子数有关。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。

在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。