文档内容
第四章《物质结构 元素周期律》教学设计
第一节 原子结构与元素周期表
第三课时 原子结构与元素的性质—碱金属
课题： 4.1.3 原子结构与元素的性质—碱金属 课时 1 授课年级 高一
课标 认识元素性质与元素在元素周期表中位置的关系，结合有关数据核实验事实认识元素性质
呈周期性变化的规律，建构元素周期律。以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及碱金属
要求 元素为例，了解同周期核同主族元素性质的递变规律。
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第四章第一节《原子建构与元素周期
表》内容，本节教学的主要目的是帮助学生能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实
质，未学习元素周期律打下基础。
本节内容新教材与旧教材基本相似，没有大的变化，但稍有调整，因此教学中可以按照旧
教材的思路展开教学。教材先介绍原子结构、质量数概念，然后介绍核外电子排布规律、原子
结构示意图。教材通过“思考与讨论”，引导学生观察稀有气体元素的原子核外电子排布，发
现规律，从而归纳1-20号元素的原子核外电子排布，这样的呈现方式，重在启发学生思考、培
养逻辑思维能力。再引入元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的
是要使学生了解和熟悉元素周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归
纳原子结构与元素周期表的关系，重点讨论准确表达族序数与原子核外电子排布的关系，为后
面讨论元素性质打下基础。初步了解元素周期表的结构后，结合原子结构示意图分析元素原子
结构与元素在周期表位置的关系；从同族元素原子结构示意图出发，比较最外层电子数，并突
出最外层电子数相同，认识族的概念，然后介绍核素和同位素的有关知识。再以碱金属和卤素
元素为代表，通过比较原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，突出最外层电子数的相
同，并通过实验和事实，探究同族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出
结论，形成元素性质与原子核外电子排布的关系。
本节内容教学重点是元素周期表的结构和元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规
律，教学难点是原子结构与元素性质的关系。体现“构”“位”“性”的关系，教材的呈现重
视知识的逻辑性，在“构”“位”的基础上，以“演绎、归纳”的方式得出性质及其变化规
律。从原子结构和元素周期表出发演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族
教材
元素性质的变化规律。元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，
分析 教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研
究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列
夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话
“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践
“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导
学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法
和科学态度。教材还突出了周期表能使学生能通过周期表的位置和元素的原子结构预测元素的
性质，发现新元素的重要作用。如卤族元素是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测—验证
（事实）—分析—结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作
用。同时，教材还在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法，有利于学生认识到科学方
法对以及和学习的意义。本节内容共分 4个课时完成。第一课时“原子结构 核外电子排
布”，第二课时“元素周期表 核素、同位素”，第三课时“原子结构与元素的性质—碱金
属”，第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”。
本课时是第三课时“原子结构与元素的性质—碱金属”的内容。这一课时是以碱金属元素
的结构和性质的关系讨论原子结构与元素的性质的相似性及递变性。初步学会根据原子结构的
特点，推测元素的化学性质。
本节课以碱金属元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。在前
面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本课时依托于元素周期表中的典型的金
属元素----碱金属元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的金属性与
元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问
题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教学时可以从分析同主族元素原子结构的相似性出发，以周期表的纵向结构为线索，学习碱金属的性质，由
此比较同族元素的原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，了解同族元素性质的相似性
和递变性，认识元素性质与原子核外电子排布的关系。
1.通过观察实验现象，分析实验原理、阅读教材内容，探究认识碱金属元素性质的递变规
律，能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，初步掌握元素性质与原子结
教学
构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
目标
2.通过碱金属元素的相关性质的图表信息，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、
归纳等方法对信息进行加工，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。
教学 重点：碱金属元素性质的相似性和递变性
重、 难点：原子结构与碱金属元素性质的关系
难点
宏观辨识与微观探析：从微观上理解同主族元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，
明确宏观上元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映
结构的基本规律。
核心
科学探究与创新意识：通过完成碱金属元素性质的探究实验，初步体验科学探究在化学学
素养 科的学习中的重要地位，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。
证据推理与模型认知：建立同主族元素原子结构变化的微观模型，理解根据该模型及相关
数据信息进行元素性质推理的科学思想。
学生在第二章中已经学习过碱金属的代表钠及其化合物的性质，在上几节课中又学习过同
学情 主族元素原子结构的相似性和递变性等知识，同时具备一定的对图表信息加工、处理和实验探
分析 究的能力，但对碱金属元素性质的相似性和差异性不清晰，缺乏规律性的认识，可能思维还不
够活跃，科学的思维方法有待进一步形成。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾1】元素周期表的结构有多少个纵列？各纵列的特点是什么？
【学生】元素周期表中共有 18 个纵列，分为 7 个主族， 7 个副族， 1个 0 族
（又名稀有气体元素）和1个第 Ⅷ 族（包括第 8、9、10 三个纵列）。其中第ⅠA
族（除 氢 外）又叫碱金属元素，第ⅦA族又叫卤族元素。
【回顾2】元素周期表中第ⅠA族有哪些元素，其原子结构有何特点？
【学生1】ⅠA族元素（除氢元素）的元素符号及名称，其原子结构示意图如下： 回顾旧
知，预
习新
知，创
Li（锂） 、Na（钠） 、K（钾） 、Rb（铷） 、 设元素
周期表
环
的发现
节
史情
一
境，激
Cs（铯）
、
发学习
生
情 活 【学生2】原子结构特点是最外层均只有一各电子，由锂→铯，随原子序数递增，电 兴趣和
景 情 子层数依次增多。 探究的
导 境 欲望。
入 【预习1】在元素周期表中，同一主族元素原子结构有何特点和规律？ 培养科
学探究
【学生】同主族元素原子结构具有相似性和递变性。如ⅠA和ⅦA族元素具有最外
的化学
层电子数都是1和7；从上到下，随核电荷数依次增多、电子层数依次增多、原子半 核心素
养。
径依次增大。【预习1】试简述碱金属元素性质的有哪些相似性和递变性？
【学生1】相似性：碱金属元素原子最外层有1个电子，化学性质相似，如最高价氧
化物对应水化物的化学式为 ROH，且均呈碱性，都能与氧气等非金属单质及水反应
等。
【学生 2】随核电荷数的增加，其原
子的 电子层数 逐渐增多，原子半径
逐渐 增大 ，化学性质也有 差异
性，如与水反应的剧烈程度 不同
等。
【引入】在上一节课的学习中，我们
知道门捷列夫绘制出了第一张元素周
期表。这第一张元素周期表实际是有
很多空格的（见图片），门捷列夫预
言其中很多未知元素的性质。那么门
捷列夫是根据什么在预言未知元素的
性质的呢？
【过渡】在上一课时的学习中，我们知道元素周期表中元素的排列是按照其原子结构
进行的，既然结构决定了性质，那么周期表的排列应该就能反映元素的一部分性质。
例如，同主族元素的结构特点是原子的最外层电子数相同，那么同主族元素是不是具
有性质上的相似性和递变性呢？下面我们选取周期表中比较有代表性的两个主族—碱
回固旧
金属元素和卤族元素，研究一下同主元素的性质。
知，为
【教师】在初中化学的学习中，同学们初步了解了物质的结构和性质，那么物质的结 引出新
知作铺
构和性质之间的关系是什么呢？
垫，使
【学生】结构决定性质，性质反映结构。 过渡更
自然。
【问题1】根据元素周期表的结构特点，回答原子结构与元素周期表有何关系？
【学生1】元素周期表有七个横行，每个横行叫做一个周期，即共分为七个周期，把
电子层数相同的元素，按原子序数递增顺序从左到右排列。
【学生2】元素周期表有十八个纵行，除8、9、10三个纵行叫第Ⅷ族外，每个纵行叫
活做一个族，即共分十六个族（七主七副），把最外电子层相同的元素，按电子层数递
动 增的顺序由上而下排列。
充分认
一 【教师】评价、补充。 识结构
决定性
、 【问题2】结合所学知识，思考元素化学性质与原子最外层电子数有何关系？由此可
质，性
原 得到什么结论？ 质反映
子 【学生1】元素分为金属元素和非金属元素（包括稀有气体元素）。 结构的
思想，
结 【教师】评价、强调：金属元素主要集中在元素周期表的左下方，非金属元素主要集 为后续
中在元素周期表的右上方，金属性最强的元素是铯（Cs不包括放射性元素)，非金属 探究学
构
属性最强的元素是氟（F）。 习提供
与 理论依
【学生2】金属元素的原子最外层电子数一般小于或等于4，容易失去电子形成稳定
据。
元 结构，化学性质活泼，表现出金属性。
素 【学生3】非金属元素的原子最外层电子数一般大于或等于4，容易得到电子形成稳周 定结构，化学性质活泼，表现出非金属性。
环 期 【学生4】稀有气体原子最外层电子数除氦为2个电子稳定结构外，都为8电子稳定
节 结构，既不易得到电子，也不易失去电子，化学性质稳定。
表
二
【教师】评价、强调：最外层电子数决定元素的化学性质。
、 的
【对应练习1】下列关于碱金属元素的说法正确的是( )
氧关
①原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1
碱 系
金 ②原子结构的不同点是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大
属 ③具有相似的化学性质，都是活泼金属
的 ④都具有强还原性，在化合物中显＋1价
巩固与
概 ⑤化学性质有差别，从Li到Cs，失电子能力逐渐增强 评价，
发现问
念 A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑤ D．全部
题，调
及 【答案】 D 控课
堂，提
原 【解析】 碱金属元素原子的最外层都有一个电子，都易失去一个电子，具有强还原
高效
子 性，在化合物中显＋1价，①③④正确；碱金属元素从 Li到Cs，原子半径逐渐增 率。
结
大，原子核对核外电子的束缚力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，②⑤正确。
构
【对应练习2】下列叙述中，正确的是( )
特
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
点
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排
布相同
【答案】C
【解析】两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，例如钠离
子和氟离子，A项错误；凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外
电子排布，例如H＋肯定不满足稀有气体的核外电子排布，B项错误；两原子，如果
核外电子排布相同，那么质子数相同，则一定属于同种元素，C项正确；阴离子是原
子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电
子排布相同，D项错误。
【过渡】碱金属元素都位于周期表的第ⅠA族（元素Fr是一种放射性元素，高中阶
段不探讨），化学性质很活泼，在自然界中都以化合态存在。
创设问
【问题1】阅读教材P98-99页第一自然段，思考什么是碱金属元素？其原子结构有何 题情
境，认
特点？可得到什么结论？
识碱金
【学生1】元素周期表中第ⅠA族元素（除氢外）又称碱金属元素，包括锂(Li)、钠 属元素
及原子
(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种元素。
结构特
【学生2】其原子结构具有相似性：最外层电子数都是1（小于4），从上到下即由 点。
Li→Cs，随着核电荷数增加，电子层数增多。
【教师】评价、强调：化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。
【问题2】结合教材P99页“思考与讨论”，回答在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？完成表格内容。 提供对
比分
【教师】投影表格，观察巡视。
活 析，深
动 【学生】外层表格内容、展示交流： 度认识
二 碱金属
、 元素 元素 原 子 结 构 最 外 层 电子层 元素原
核电荷数 原子半径/nm
碱 子结构
名称 符号 示意图 电子数 数
金 的相似
属 性和递
的 锂 Li 3 2 0.152 变性，
概 为后续
念 性质探
及 钠 Na 11 3 0.186 究作铺
原 垫。培
子 养证据
结 推理与
构 钾 K 19 4 0.227 模型认
特 知的后
点 续核心
1 素养。
铷 Rb 37 5 0.248
铯 Cs 55 6 0.265
①最外层电子数相等（均为1）；②从上到下，电子层数依次增加；
结论
③从上到下，原子半径依次增大。
【教师】评价、追问：从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化有什么特
点？
【学生】核电荷数递增，原子半径逐渐增大。
【教师】观察碱金属元素的原子结构示意图，他们的原子核外电子排布有什么特点？
【学生】随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是
1个。
【教师】继续追问：从哪一点可以推测出碱金属元素的化学性质具有相似性？
巩固与
【学生】最外层电子数相同，应该表现相似的化学性质 评价，
发现问
【对应练习1】以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是( )
题，调
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良 控课
导体 ④它们的密度依次增大，且都比水轻 ⑤它们的还原性依次增强 ⑥它们对应 堂，提
阳离子的氧化性依次增强 高效
率。
A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤
【答案】D
【解析】①碱金属从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，因此
氢氧化物中碱性最强的是CsOH，故①正确；②从上到下，金属的熔点逐渐降低，因
此单质熔点最高的是Li，故②错误；③碱金属是是热和电的良导体，故③正确；④碱
金属密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯密度比水大，故④错误；
⑤从上到下金属性增强，它们的还原性依次增强，故⑤正确；⑥从上到下金属性增
强，还原性增强，它们对应阳离子的氧化性依次减弱，故⑥错误；因此①③⑤正确，故D正确。故选D。
【对应练习2】已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下面
有关锂及其化合物的性质的叙述不正确的是( )
A.锂在过量氧气中燃烧，主要产物是LiO而不是LiO
2 2 2
B.Li CO 受热很难分解
2 3
C.在相同温度下，溶解度LiCO 小于LiHCO
2 3 3
D.少量的锂保存在固体石蜡中
【答案】B
【解析】碱金属中，锂最不活泼，密度最小，比煤油还轻，能浮在煤油上，故应保存
在固体石蜡中。锂及其化合物的许多性质与镁相似，MgCO 受热易分解，LiCO 受
3 2 3
热也易分解，B错误；MgCO 的溶解度小于Mg(HCO ) 的溶解度，故在相同温度下，
3 3 2
溶解度LiCO 小于LiHCO ，C正确。
2 3 3
【过渡】根据上述的分析，下面我们先来预测一下碱金属元素可能具有的化学性质。
【问题1】回忆第二章学过的知识，思考金属钠具有哪些化学性质？
【教师】提问：举例说明与非金属单质反应时，有哪些现象？并写出相应的化学方程
回归旧
式。
活 知碱金
【学生1】回答、板书：与氧气反应：新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中 属元素
很快变暗，失去金属光泽。在空气中点燃金属钠，钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧， 的代表
火焰呈黄色，生成淡黄色固体。反应的化学方程式：4Na＋O===2Na O或2Na＋ 钠的主
2 2
O=====NaO； 要化学
2 2 2
性质，
【学生2】板书：与氯气反应：金属钠在氯气中燃烧，产生大量白烟，产物为氯化
为预测
其它碱
钠。
金属元
化学方程式：2Na＋Cl 2 ===== 2NaCl。 素的性
质提供
【学生3】板书：与硫反应：钠与硫混合研磨可发生爆炸，火星四射，产物为硫化
参考依
钠。 据。
活化学方程式：2Na＋S=====NaS。
2
活 【教师】追问：与水反应的现象和化学方程式时说明？
动 【学生】回答、板书：浮于水面上（钠的密度小于水）、熔成一个小球（反应放热，
钠的熔点低）、四处游动（生成气体）、发出嘶嘶声（反应放热，热的钠使水蒸
一
发）、滴有酚酞的溶液变为红色（生成NaOH）。化学方程式：2Na + 2H O = 2NaOH
2
、 + H ↑
2
预 【教师、追问：与盐溶液反应呢？（以NaOH溶液与CuSO 溶液反应为例）
4
测 【学生】板书：先与水反应，生成的NaOH再与盐反应复分解反应。如与CuSO 溶液
4
碱
反 应 反 应 化 学 方 程 式 ： 2Na ＋ 2HO==2NaOH ＋ H↑ 、 2NaOH + 依据原
2 2
环 金 CuSO ==NaSO +Cu(OH) ↓，总反应式：2Na＋2HO + CuSO ==NaSO +Cu(OH) ↓＋ 子结构
4 2 4 2 2 4 2 4 2 的相似
节
属
三 H 2 ↑。 性，推
、 的 测元素
【教师】评价、强调：活泼金属（如钠）与盐溶液反应时，先与水反应，产物再与盐 性质的
碱化 发生复分解反应。 相似
金 学 【问题2】结合碱金属的的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学 性，培
养证据
性质？
属 性 推理与
元 质 【学生1】最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有强还原性，都以化合态 模型认
知的化素 存在。元素均具有较强的金属性，单质均体现较强的还原性； 学核心
素养。
的 【学生2】与非金属单质反应：如与O 反应生成相应的氧化物（LiO、KO)、与Cl
2 2 2 2
性 反应生成 LiCl和KCl、与HO反应，能置换出 HO中的氢，反应通式为：2R＋
2 2
质 2HO===2ROH＋H↑等。
2 2
【学生3】与非氧化性酸反应，生成H ，反应通式为：2R＋2H＋===2R＋＋H↑(R表示
2 2
碱金属Li、K，下同)。 巩固与
评价，
【学生4】与水反应生成相应的碱和氢气，其通式为2R＋2HO===2ROH＋H↑等。
2 2 发现问
【教师】评价、强调：锂、钠、钾的原子核外最外层电子数都是1个，应该表现相似 题，调
的化学性质，所以锂、钾与氧气、水应该都能发生反应 控课
堂，提
【对应练习1】下列关于钠的说法不正确的是( ) 高效
率。
A.金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B.钠长期置于空气中，表面不能形成致密氧化膜
C.钠与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动
D.由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
【答案】D
【解析】金属钠与氧气反应，常温生成氧化钠，加热生成过氧化钠，A项正确；钠长
期置于空气中，表面先生成氧化钠，会与空气中的水反应，最终生成碳酸钠，不能生
成致密氧化膜，B项正确；钠是活泼金属，熔点低，与水反应时，钠熔成小球在水面
四处游动，C项正确；钠与盐溶液反应时，先与水反应，不能从盐溶液中置换出金
属，D项不正确。
【对应练习2】下列叙述正确的是（ ）
A．Na在空气中燃烧会生成NaO，故Li在空气中燃烧也会生成LiO
2 2 2 2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．在熔融状态下，钠可以从MgCl 中置换出镁
2
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
【答案】C
【解析】A．Li在空气中燃烧只生成LiO，故A错误；B．碱金属元素是指ⅠA族除
2
氢外的金属元素，故B错误；C．钠比镁金属性强，能在熔融状态下置换出氯化镁中
的镁单质，故C正确；D．Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故 D错误；故
选：C。
活【过渡】根据上述的分析，下面我们来进行一些实验探究，探究一下其它碱金属（如
钾）元素的化学性质。
【问题1】结合教材P100页实验（1）完成实验，观察比较金属钠、钾与水反应的现
回归教
象，分析原理，完成表格内容。
材，通
【教师】演示实验或播放视频、引导分析、投影表格。 过实验
探究，
【学生】观察实验现象、思考原理、完成表格内容、展示交流：
验证猜
想。培
养宏观辨识与
微观探
析、证
活 实验操作 据推理
活 与模型
动 认知的
二 化学核
、 实验现象 在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈 心素
实 养。
验
化学方程 2Na＋O====NaO
探 2 2 2
究 式 K＋OΔ—\s\up 4()多种氧化物(产物中金属均为＋1价)
2—→ 通过对
碱
比实验
金 钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更容易失 探究，
属
认识碱
实验结论 去电子，同理，锂可以与 O 反应，但不如钠剧烈：4Li＋
的 2
金属元
化 O====2LiO。 素性质
2 2
学
的相似
性 【教师】评价、强调：钾也可在空气中燃烧，但燃烧更剧烈，发出紫色火焰。
性和递
质
【问题2】结合教材P100页实验（2）完成实验，观察比较金属钠、钾与水反应的现 变性，
体验科
象，分析原理，完成表格内容。
学探究
【教师】演示实验或播放视频、引导分析、投影表格。 的过程
与方
【学生】观察实验现象、思考原理、完成表格内容、展示交流：
法。
碱金属 钾 钠
实验操作 检测与
评价，
发现问
题，调
实 ①金属浮在水面上；②金属熔化成闪亮的小球；③小球四处游动； 控课
共同点
验 ④发出“嘶嘶”的响声；⑤反应后的溶液呈红色 堂，提
高效
现
率。
不同点 K与水反应更剧烈
象
化学方程式 2K＋2HO===2KOH＋H↑ 2Na＋2HO===2NaOH＋H↑
2 2 2 2
结论及原因分 失电子能力：K大于Na。K、Na最外层电子数目相同，但K比Na
析 电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子。
【教师】评价、强调：钾也能与水反应，但钾与水的反应更剧烈。
【对应练习1】下列说法错误的是( )
A．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价
B．碱金属元素原子的次外层电子数都是8
C．碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大
D．碱金属元素都位于元素周期表的第ⅠA族
【答案】B
【解析】A项，碱金属元素的原子最外层只有1个电子，因 此在化合物中的化合价均为＋1价，正确；B项，Li原子的次外层电子数为2，错误；C项，核电荷数越
大，电子层数越多，原子半径越大，正确；D项，碱金属元素都位于元素周期表的第
ⅠA族，正确。
【对应练习2】下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序叙述中不正确的是(
)
A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B．单质的熔点和沸点依次递减
C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
【答案】C
【解析】金属锂在空气中燃烧只生成氧化物。
【过渡】通过上述实验探究可知，碱金属元素原子结构的相似性和递变性决定了元素 利用数
的性质具有相似性和递变性。 据信
息，观
【问题1】观察教材P101页表4-2，分析表中数据，思考碱金属单质的物理性质表现
察分
出哪些相似性和递变性？ 析，总
结归
【学生】相似性：银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，
纳，认
熔点较低，均为电和热的良导体（如钠钾合金—室温呈液态）可用作核反应堆的传热 识碱金
属元素
介质。
活 物理性
【学生2】递变性：由Li→Cs，密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低；熔点、沸 质的相
动
似性和
点逐渐降低等。
三 递变
【教师】评价、补充完善。 性。
、
碱
【问题2】结合碱金属元素的原子结构的相似性和递变性，归纳总结其单质的化学性
金 质具有哪些相似性和递变性。 利用类
比分析
属 【教师】相似性：化学性质相似，原子均易失去1个电子，均体现+1价，表现在哪
方法，
性 些方面？ 结合实
验探
质 【学生1】板书：其单质都能与氧气等非金属单质反应：4Li＋O====2LiO、2Na＋
2 2 究，总
的 O====NaO。 结归纳
2 2 2
碱金属
相 【学生2】板书：其单质与水反应，体现较强的还原性：2R＋2H 2 O===2ROH＋H 2 ↑ 元素化
似 （R表示碱金属元素） 学性质
的相似
性 【教师】评价、强调：钾与氧气反应，在不同条件下可以生成多种氧化物，中学暂不 性和递
和 作讨论。 变性。
培养高
递 【教师】追问：递变性：碱金属元素原子的最外层电子数都相等，但从Li到Cs，随 阶思维
变 能力。
着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的吸引
性
能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。具体有哪些表现？
【学生1】由Li→Cs，单质的还原性逐渐增强，离子的氧化性逐渐减弱。
【学生2】由Li→Cs，与O 的反应的程度越来越剧烈。
2
【学生3】由Li→Cs，与HO的反应越来越剧烈，如K与HO反应可能会发生轻微
2 2
爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。【学生4】由Li→Cs，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最
强。
【教师】评价、讲解：钾与氧气反应生成多种氧化物，在中学阶段不作要求。
【教师】投影并强调：一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水（酸）反应
置换出氢气的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性强弱来
判断。
与金属单质 2R＋O 2 ＝R 2 O 2R＋Cl 2 ＝2RCl
相似性 水 2R＋2H 2 O＝2ROH＋H 2 ↑
非氧化性酸 2R＋2H＋＝2R＋＋H 2 ↑
从Li→Cs，与O 反应越来越剧烈，产物越来越复
2 检测与
杂，如Li与O 反应只能生成LiO，Na与O 反应
2 2 2 评价，
O 2 还可以生成Na 2 O 2 ，而K与O 2 反应能够生成KO 2 发现问
题，调
控课
从Li→Cs，与HO（或酸）反应越来越剧烈，如 堂，提
递变性 2
高效
HO（或酸） K与HO反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇
2 2 率。
水发生剧烈爆炸
最高价氧化物
碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH
对应水化物的碱性
【对应练习1】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( )
A．Li与HO反应最剧烈
2
B．碱金属元素的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
C．Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
【答案】D
【解析】A项，在碱金属元素中，Li是最不活泼的元素，错误；B项，碱金属阳离子
很稳定，不具有强氧化性，错误；C项，Rb先与水反应，不会置换出Na，错误；D
项，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，正确。
【对应练习2】据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆
转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五
周期IA族。下列说法不正确的是( )
A．铷的原子序数为37 B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO 反应 D．铷的氢氧化物是弱碱
2
【答案】D
【解析】A项，铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A正确；B项，铷的
原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B正
确；C项，铷的氧化物为碱性氧化物，则暴露在空气中易与CO 反应，C正确；D
2
项，铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D错误；故选D。
1．（易）下列关于同主族元素的说法错误的是( )A．同主族元素随原子序数递增，元素原子的得电子能力逐渐增强
B．同主族元素随原子序数递增，单质氧化能力逐渐减弱
C．同主族元素原子最外层电子数都相同
D．同主族元素的原子半径，随原子序数增大而逐渐增大
【答案】A
【解析】同主族元素，最外层电子数相同，随原子序数增大，原子半径逐渐增
大，得电子能力逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱，故A错误，B、C、D正确。
2．（易）下列说法中，正确的是（ ）
A．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属
B．碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C．随核电荷数增加，碱金属单质溶、沸点降低
D．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱
【答案】C
【解析】A．K、Na等过于活泼的碱金属先和水反应，生成强碱，而不是与盐溶
液发生置换反应，故A错误；B．金属Li在空气中燃烧生成氧化锂，金属钾在空气中
燃烧生成超氧化钾，只有金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠，故B错误；C．随核电
荷数增加，其阳离子半径越来越大，与自由电子的作用力越来越弱，所以碱金属单质
溶、沸点降低，故C正确；D．碱金属的原子半径越大，原子核对最外层电子的吸引
能力减弱，则越易失电子，其还原性越强，故D错误。答案选C。
及时巩
3．（易）下列有关碱金属的说法不正确的是( )
固、消
A．均为ⅠA族元素，最外层均有1个电子 化所
学，促
B．单质的还原性：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs 进掌握
必备知
C．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH
识，评
D．由Li到Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大 价教学
效果，
【答案】B
为后期
【解析】碱金属位于周期表第ⅠA族，主族序数等于原子最外层电子数，最外 优化教
环 学方案
节 层电子数为1，故A正确；同主族电子层数依次增加，失电子能力越来越强，还原性 提供依
四 据，培
增强，单质的还原性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs，故B错误；金属性越强形成的碱的碱性
、 养分析
课 越强，LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH，故C正确；同一主族，从上到下，电 问题和
后 作 解决问
子层数、原子半径依次增大，故D正确。
巩 业 题等关
固 设 4.（易）下列关于碱金属的叙述中，正确的是（ ） 键能
计 力。
A．碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B．碱金属随着原子序数增大，与水反应越剧烈
C．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱
D．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属
【答案】B
【解析】A．碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大，Na，K反常，故A错
误；B．碱金属随着原子序数增大，越易失电子，与水反应越剧烈，故B正确；C．
碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越强，故C错误；D．Na，K性质活泼，先和水反应，而不是与盐溶液发生置换反应，故D错误；故答案选B。
5．（中）借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(
)
A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH) 的碱性比Mg(OH) 的碱性弱
2 2
B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH 的稳定性比NH 的稳定性强
3 3
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧
烈
D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
【答案】D
【解析】由碱金属元素和卤族元素的递变性可知，同主族元素从上到下金属性递增，
非金属性递减，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强，非金属气态
氢化物稳定性减弱，A、B、C错误；同主族元素随核电荷数增大，原子半径递增，D
正确。
6.（中）下列关于碱金属的叙述中正确的是( )
A．碱金属单质与水反应都能生成碱和H
2
B．碱金属单质都是质软、电和热的良导体，焰色反应都呈现黄色
C．碱金属的密度都小于1 g/cm3，因此碱金属单质都可以保存在煤油中
D．碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物
【答案】A
【解析】碱金属性质较活泼，都能和水反应生成碱和氢气，故A正确；碱金属
单质都是质软、电和热的良导体，但只有钠焰色反应呈现黄色，故B错误；Li、Na、
K的密度小于1 g/cm3，Rb、Cs的密度大于1 g/cm3，故C错误；Li在空气中燃烧生成
氧化锂，Na在空气中燃烧生成过氧化钠，K在空气中燃烧生成超氧化钾，故D错
误。
7.（难）下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
A．CsOH的碱性比KOH的强
B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H
2
C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D．Li的金属性比Cs的强
【答案】D
【解析】根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强，A
项正确；Cs的性质与钠相似，Na能与水或稀盐酸反应产生H ，故Cs也能与水或稀
2
盐酸反应产生H ，且反应更剧烈，B项正确；Cs的还原性强于Na，则Na＋得电子能
2
力比Cs＋强，即氧化性：Na＋>Cs＋，C项正确；Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层
数多，更容易失去最外层电子，故金属性：Cs>Li，D项错误。
8．（中）(1)1807年，英国化学家戴维在研究中发现：电解条件下可把水分解成
H 和O。他设想用电解的方法从KOH、NaOH中分离出K和Na。最初，戴维用饱和
2 2
KOH溶液进行电解，不料还是得到H 和O 。这时，他考虑在无水条件下继续这项实
2 2
验，不料，实验中产生的金属液珠一接触空气就立即燃烧起来；这时，他又考虑在
________条件下电解熔融的KOH继续实验，最后他终于成功地得到了银白色的金属
钾。(2)最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在
量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据
材料回答下列问题：
Ⅰ.铷位于元素周期表的第________周期________族。
Ⅱ.关于铷的下列说法中正确的是________(填序号，下同)。
①与水反应比钠更剧烈 ②Rb O在空气中易吸收水和二氧化碳 ③Rb O 与水
2 2 2
能剧烈反应并释放出O ④它是极强的还原剂 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH
2
弱
Ⅲ.现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g，与足量水反应时生成标准状况下的气
体2.24 L，则另一碱金属可能是________(填元素符号)。
【答案】(1)隔绝O
2
(2)Ⅰ.五 第ⅠA Ⅱ.①②③④ Ⅲ.Na或Li
【解析】(1)有水或氧气存在的条件下，钾会被氧化。
(2)Ⅰ.Rb是碱金属的37号元素，位于K的下面，它位于第五周期ⅠA族。
Ⅱ.Rb的结构性质与Na相似，且更活泼，对应的Rb O、Rb O 、RbOH的性质分
2 2 2
别与NaO、NaO、NaOH相似，所以选①②③④。
2 2 2
Ⅲ.从碱金属与水反应通式2R＋2HO===2ROH＋H↑可知，生成0.1 mol H ，碱金
2 2 2
属的物质的量为0.2 mol，所以合金的平均摩尔质量＝＝25 g·mol－1，而M(Rb)>25
g·mol－1，则另一碱金属的M必小于25 g·mol－1，所以可能是Na或Li。
课堂
总结
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第三课时 原子结构与元素的性质—碱金属
一、碱金属的概念及原子结构特点
1、原子结构与元素周期表的关系
2、碱金属的概念及原子结构特点：第ⅠA族元素（除氢外），包括锂(Li)、钠(Na)、钾
(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种元素。最外层电子数都是1（小于4）。
二、碱金属元素的性质
1、预测碱金属的化学性质
2、实验探究碱金属的化学性质
3、碱金属性质的相似性和递变性
板书
物理性质相似性：银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，熔点设计 较低，均为电和热的良导体
化学性质相似性：都能与氧气等非金属单质以及水反应，体现较强的还原性。
物理性质递变性：由Li→Cs，密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低；熔点、沸点逐渐
降低等。
化学性质递变性：从Li到Cs，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，原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。
本课时以典型的金属元素钠所在的第ⅠA族为例，由点到面介绍同主族元素（碱金属）性
质的相似性和递变性。教学设计按照问题与预测→实验和观察→分析和结论的顺序展开，在预
测Li、K可能具有哪些与Na相似的化学性质时，只要学生能够说出预测的理由，不管预测正
确与否，教师可不予评价，让学生带着好奇心和任务进入实验和观察环节，教师要重点强调实
教学
验的安全性，通过实验探究不仅验证了前面的预测，同时还可以运用由个别到-般的归纳方
反思 法，归纳出碱金属化学性质的相似性和递变规律，提高课堂教学效率。
