《原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)》第二課時參考教案

1、.教 案課題：第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)（2）授課班級課 時教學目的知識與技能1、掌握原子半徑的變化規(guī)律2、能說出元素電離能的涵義，能應用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)3、進一步形成有關物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，初步認識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關系4、認識主族元素電離能的變化與核外電子排布的關系5、認識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關系，了解元素周期系的應用價值 過程與方法情感態(tài)度價值觀重 點電離能得定義及與原子結(jié)構(gòu)之間的關系難 點電離能得定義及與原子結(jié)構(gòu)之間的關系知識結(jié)構(gòu)與板書設計二、元素周期律1、原子半徑2、電離能（1）定義：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的最小能量叫做電離能.常用符號I表示，單位為

2、KJmol1 意義：通常用電離能來表示原子或離子失去電子的難易程度。（2）元素的第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去1個電子，生成+1價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第一電離能，常用符號I1表示。(5) 電離能的應用根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價。判斷元素的金屬性、非金屬性強弱教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動引入我們知道元素性質(zhì)是由元素原子結(jié)構(gòu)決定的，那具體影響哪些性質(zhì)呢？講元素的性質(zhì)指元素的金屬性和非金屬性、元素的主要化合價、原子半徑、元素的第一電離能和電負性。學與問元素周期表中，同周期的主族元素從左到右，最高化合價和最低化合價、金屬

3、性和非金屬性的變化規(guī)律是什么？投影小結(jié)同周期主族元素從左到右，元素最高化合價和最低化合價逐漸升高，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。講元素的性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性的遞變，稱為元素周期律。元素周期律的內(nèi)涵豐富多樣，下面，我們來討論原子半徑、電離能和電負性的周期性變化。板書二、元素周期律1、原子半徑投影觀察圖120分析：學與問1元素周期表中同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？2元素周期表中，同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？小結(jié)同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小。其主要原因是由于核電荷數(shù)的增加使核對電子的引力增加而帶來原子半

4、徑減小的趨勢大于增加電子后電子間斥力增大帶來原子半徑增大的趨勢。 同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。其主要原因是由于電子能層增加，電子間的斥力使原子的半徑增大。講原子半徑的大小取決于兩個相反的因素：一是電子的能層數(shù)，另一個是核電荷數(shù)。顯然電子的能層數(shù)越大，電子間的負電排斥將使原子半徑增大，所以同主族元素隨著原子序數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。而當電子能層相同時，核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引力也越大，將使原子半徑縮小，所以同周期元素，從左往右，原子半徑逐漸減小。問那么，粒子半徑大小的比較有什么規(guī)律呢？投影小結(jié)1、原子半徑大小比較：電子層數(shù)越多，其原子半徑越大。當電子層數(shù)相同時

5、，隨著核電荷數(shù)增加，原子半徑逐漸減小。最外層電子數(shù)目相同的原子，原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大2、核外電子排布相同的離子，隨核電荷數(shù)的增大，半徑減小。3、同種元素的不同粒子半徑關系為：陽離子<原子<陰離子，并且價態(tài)越高的粒子半徑越小。過渡那么，什么叫電離能呢，電離能與元素的金屬性間有什么樣的關系呢？板書2、電離能（1）定義：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的最小能量叫做電離能.常用符號I表示，單位為KJmol1 意義：通常用電離能來表示原子或離子失去電子的難易程度。講原子為基態(tài)原子，保證失去電子時消耗能量最低。電離能用來表示原子或分子失去電子的難易程度。電離能越大，表示原子或離

6、子越難失電子；電離能越小，表示原子或離子易失電子，點擊試題已知Na元素的I1=496 KJ·mol-1,則Na (g) -e- Na +(g) 時所需最低能量為 . 板書（2）元素的第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去1個電子，生成+1價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第一電離能，常用符號I1表示。講氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。上述表述中的“氣態(tài)”“基態(tài)”“電中性”“失去一個電子”等都是保證“最低能量”的條件。投影問讀圖l21。堿金屬原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞增有什么規(guī)律呢? 講從圖l2l可見，每個周期的第一個元素(氫和堿金屬)第一電離

7、能最小，最后一個元素(稀有氣體)的第一電離能最大；同族元素從上到下第一電離能變小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一電離能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一電離能也依次下降)。學與問1、金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯(lián)系?講第一電離能越小，越易失去電子，金屬的活潑性就越強。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強。講同周期元素：堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大；從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。短周期元素的這種遞變更為明顯，這是同周期元素原子電子層數(shù)相同，但隨著核電荷數(shù)增大和原子半

8、徑減小，核對外層電子的有效吸引作用依次增強的必然結(jié)果。同主族元素：自上而下第一電離能逐漸減小，表明自上而下原子越來越容易失去電子電子。這是因為同主族元素原子的價電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大，原子核對核外電子的有效吸引作用逐漸減弱。過渡元素的第一電離能的變化不太規(guī)則，隨元素原子序數(shù)的增加從左到右略有增加。這是因為對這些元素的原子來說，增加的電子大部分排布在(n-1)d軌道上，核對外層電子的有效吸引作用變化不是太大。板書(3)電離能的變化規(guī)律：同周期元素：從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。同主族元素：自上而下第一電離能逐漸減小，表明自上而下原子

9、越來越容易失去電子電子。講總之，第一電離能的周期性遞變規(guī)律是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果思考與交流 Be的第一電離能大于B，N的第一電離能大于O，Mg的第一電離能大于Al，Zn的第一電離能大于Ga？Be有價電子排布為2s2，是全充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，而B的價電子排布為2s22p1，、比Be不穩(wěn)定，因此失去第一個電子B比Be容易，第一電離能小講但值得我們注意的是：元素第一電離能的周期性變化規(guī)律中的一些反常：同一周期，隨元素核電荷數(shù)的增加，元素第一電離能呈增大的趨勢。主族元素：左-右：第一電離能依次明顯增大（但其中有些曲折）。反常的原因：多數(shù)與全空（p0、d0）、全滿（p6、d10）和半滿

10、（p3、d5）構(gòu)型是比較穩(wěn)定的構(gòu)型有關。當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空、半充滿和全充滿結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。故磷的第一電離能比硫的大，Mg的第一電離能比Al的第一電離能大。講在同周期元素中，稀有氣體的第一電離能最大。金屬越活潑，金屬元素的第一電離能越小，非金屬越活潑，非金屬元素的第一電離能越大。點擊試題不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量（設其為E）如圖所示，試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點，并回答下列問題。（1）同主族內(nèi)不同元素的E值的變化特點是 。各主族中E值的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的 變化規(guī)律。（2）同周期內(nèi)，

11、隨原子序數(shù)的增大，E值增大。但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，試預測下列關系中正確的是 （填寫編號）。E（砷）E（硒） E（砷）E（硒）E（溴）E（硒） E（溴）E（硒）（3）估計1mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍： E 。（4）10號元素E值較大的原因是 解析：此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和學生的歸納總結(jié)能力。（1）同主族元素最外層電子數(shù)相同，隨著原子核電荷數(shù)逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減小，所以失去最外層電子所需能量逐漸減小。（2）根據(jù)圖像可知，同周期元素E（氮）E（氧），E（磷）E（硫），E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。故可推知第四周期E（砷）E（硒）。但A族元素和

12、A族元素的E值未出現(xiàn)反常。所以E（溴）E（硒）。此處應填、。（3）1mol 氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子比同周期元素鉀要難，比同主族元素Mg要容易，故其E值應在419738之間。（4）10號元素是Ne，它的原子最外層已經(jīng)成為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故其E值較大。答案：（1）隨著原子序數(shù)的增大，E值變小周期性。（2）、（3）419、438或填E（鉀）、E（鎂）（4）10號元素是氖，該元素原子的最外層電子排布已達到8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。學與問2、下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能。為什么原子的逐級電離能越來越大?這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯(lián)系?講氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣

13、態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用I1表示)，從一價氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個電子所需消耗的能量叫做第二電離能(用I2表示)，依次類推，可得到I3、I4、I5同一種元素的逐級電離能的大小關系：I1<I2<I3<I4<I5即一個原子的逐級電離能是逐漸增大的。這是因為隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再要失去一個電子需克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多。Na的I1，比I2小很多，電離能差值很大，說明失去第一個電子比失去第二電子容易得多，所以Na容易失去一個電子形成+1價離子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失

14、去兩個電子形成十2價離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以A1容易失去三個電子形成+3價離子。而電離能的突躍變化，說明核外電子是分能層排布的。板書（4）第二電離能；由+1價氣態(tài)陽離子再失去1個電子形成+2價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第二電離能，常用符號I2表示，依次還有第三、第四電離能等。講通常，原子的第二電離能高于第一電離能，第三電離能又高于第二電離能。這是因為元素的原子失去電子后，原子核對核外電子的作用增加，再失去電子消耗能量增加，失電子變得困難。講根據(jù)電離能的定義可知，電離能越小，表示在氣態(tài)時該原子越容易失去電子；反之，電離能越大，表明在氣態(tài)時該原子越難失去電子。

15、因此，運用電離能數(shù)值可以判斷金屬原子在氣態(tài)時失電子的難易程度。板書(5) 電離能的應用、根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布講如Li I1<<I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上，且最外層上只有一個電子板書根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價。講如K元素 I1<<I2<I3，表明K原子易失去一個電子形成+1價陽離子。一般來講，在電離能較低時，原子失去電子形成陽離子的價態(tài)為該元素的常見的價態(tài)。如Na的第一電離能較小，第二電離能突然增大(相當于第一電離能的10倍)，故Na的化合價為+1，而Mg 在第三電離發(fā)生突變，故Mg的化合價為+2、

16、板書判斷元素的金屬性、非金屬性強弱講I1越大，元素的非金屬性越強，I1越小，元素的金屬性越強。講需要我們注意的是，金屬活動性表示的是在水溶液中金屬單質(zhì)中的原子失去電子的能力，而電離能是指金屬元素在氣態(tài)時失去電子成為氣態(tài)陽離子的能力，二者對應條件不同，所以排列順序不完全一致。過電離能主要針對的是金屬，對于非金屬我們通常用與其相對應的電子親和能，下面讓我們來簡單了解一下電子親和能知識拓展元素的電子親和能1、電子親和能：元素的一個氣態(tài)原子獲得1個電子成為氣態(tài)陰離子時所放出的能量稱為第一電子親和能2、電子親和能的符號和單位：E 單位為KJmol1 3、電子親和能的意義：電子親和能的大小反映了氣態(tài)原子獲

17、得電子成為氣態(tài)陰離子的難易程度。電子親和能大，該元素的原子就容易與電子結(jié)合4、影響因素： 電子親和能的大小 取決于原子核對外層電子的吸引以及電子和電子間的排斥這兩個相反的因素。隨著原子半徑的減小，原子核對核外電子吸引作用增強，電子親和能增大。但是，如果原子半徑減小的程度使核外電子的密度增加很大，電子之間的排斥作用增加，則可能使電子親和能減小，電子親和能無論是在同周期還是同主族都沒有簡單的變化規(guī)律。隨堂練習1、某元素的電離能(電子伏特)如下：I1I2I3I4I5I6I714.529.647.477.597.9551.9666.8此元素位于元素周期表的族數(shù)是A. IA B. A C. A D、A

18、E、A F、A G、 A2.下列說法正確的是（ ）A.第3周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C.在所有元素中，氟的電離能最大D.鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大解析：考查元素第一電離能的變化規(guī)律，一般同周期從左到右第一電離能逐漸增大，堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體最大故A正確C不正確；但有反常，第A和VA族元素比同周期相鄰兩種元素第一電離能都低。同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小。，由于核外價電子排布鎂為3S2，Al為3S23P1，故Al的第一電離能小于Mg的，所以B錯誤；根據(jù)同主族同周期規(guī)律可以推測：第一電離能K<Ca<Mg，所以D錯

19、誤。答案：A3、下列原子的價電子排布中，對應于第一電離能最大的是（ ） A、ns2np1 B、ns2np2 C、ns2np3 D、ns2np4解析：當原子軌道處于全滿、半滿時，具有的能量較低，原子比較穩(wěn)定，電離能較大。答案：C4.能夠證明電子在核外是分層排布的事實是（ ）A、電負性 B、電離能 C、電子親和能 D、電勢能解析：各級電離能逐級增大，I1，I2，I3。外層電子只有一個電子的堿金屬元素很容易失去一個電子變?yōu)?價陽離子，而達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，I1較小，但再失去一個電子變?yōu)?價陽離子卻非常困難。即I2突躍式升高，即I2I1，又如外層只有兩個的Mg、Ca等堿土金屬元素，I1和I2差別較小，但失去

20、2個電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，在失去電子變?yōu)?價陽離子卻非常困難，即I3突躍式變大，I3I2>I1，因此說電離能是核外電子分層排布的實驗佐證。答案：B5、下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學元素（1）下列 （填寫編號）組元素的單質(zhì)可能都是電的良導體。a、c、h b、g、k c、h、l d、e、f（2）如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響。原子核失去核外不同電子所需的能量（KJ·mol-1）鋰XY失去第一個電子519502580失去第二個電子7 2964 5701 820失去第三個電子

21、11 7996 9202 750失去第四個電子9 55011 600通過上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析，為什么鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量 。表中X可能為13種元素中的 （填寫字母）元素。用元素符號表示X和j形成的化合物的化學式 。Y是周期表中 族的元素的增加，I1逐漸增大。以上13種元素中， （填寫字母）元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。 解析：（1）從所給元素在周期表中的位置不難知道a、c、d、f分別為Na、Mg、Sr和Al，e處于過渡元素區(qū)也一定為金屬，它們都是電的良導體；h為碳元素，其單質(zhì)中的石墨也是電的良導體，故應選、兩組。（2）鋰原子核外共有3個電子，其中兩個在K層，1個在L層，當失去最外層的一個電子后，鋰離子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，根據(jù)題給信息可知，鋰離子再失去電子便會