原子结构与元素性质-碱金属

原子结构与元素性质的关系

• 金属元素

  原子最外层电子一般小于4，反应中较易失去电子，形成阳离子，具有金属性。

• 非金属元素

  原子最外层电子一般大于4个，反应中较易得到电子，形成阴离子，具有非金属性。

• 稀有气体元素

  原子最外层为8电子（氦为2电子）稳定结构，不易得失电子，通常表现为0价。

碱金属元素的原子结构

碱金属元素原子结构共同点：最外层电子数均为1。

碱金属元素原子结构不同点：电子层数和原子半径不同。电子层数越多，原子半径越大。

碱金属单质的化学性质

钠、钾与$O_2$的反应

• 反应装置

  

  切取绿豆大小为宜，过多易发生爆炸。使用前应用滤纸吸干金属表面的煤油。

• 实验现象

  钠剧烈燃烧，黄色火焰，生成淡黄色固体。

  钾燃烧更剧烈，火焰呈紫色。

• 结论

  $2Na + O_2 \xlongequal[]{\Delta} Na_2O_2$

  $K + O_2 \xlongequal[]{\Delta} KO_2$

  钾更活泼，金属性更强，反应更剧烈。

钠、钾与$H_2O$的反应

• 实验操作

• 实验现象

  浮、游、熔、响。

  钾与水反应更剧烈，该反应放出的热可能使生成的氢气燃烧或轻微爆炸。

• 结论

  $\ce{2Na + 2H2O = 2NaOH + H_2 ^}$

  $\ce{2K + 2H2O = 2KOH + H2 ^}$

  钾更活泼，金属性更强，反应更剧烈。

   

碱金属单质化学性质的相似性和递变性

相似性

容易失去最外层的唯一电子，具有较强的还原性。

都易与氧气、氯气等非金属反应。都易与水发生反应，生成碱及氢气。

递变性

从$Li$到$Cs$，与氧气反应产物越来越复杂，$Li_2O$, $Na_2O$, $Na_2O_2$, $KO_2$。

从$Li$到$Cs$，水反应越来越剧烈，$Rb, Cs$遇水甚至会发生爆炸。

从$Li$到$Cs$，与水反应生成的碱，碱性逐渐增强。$LiOH < NaOH < KOH$ $< RbOH$$< CsOH$

碱金属单质物理性质的相似性和递变性

单质	密度 $g\cdot cm^{-3}$	熔点$^oC$	沸点$^oC$
Li	0.534	180.5	1347
Na	0.971	97.81	882.9
K	0.856	63.65	774
Rb	1.532	38.89	688
Cs	1.879	28.84	678.4

• 相似性

密度都较小，熔沸点都较低。

均较柔软，除铯外，都为银白色。

• 递变性

密度从上到下，依次增大（K例外）。

熔沸点从上到下，依次降低。