202X學(xué)年高中化學(xué)專題2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二單元第2課時(shí)元素第一電離能和電負(fù)性的周期性變化課件蘇教版選修3

1、專題2第二單元 元素性質(zhì)的遞變規(guī)律1.能表述元素第一電離能、電負(fù)性的含義。2.熟知元素原子半徑、元素的第一電離能及元素電負(fù)性的周期性變化規(guī)律。3.能用元素的第一電離能、電負(fù)性說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。目標(biāo)導(dǎo)航根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)欄目索引一、 元素第一電離能的周期性變化 根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案氣態(tài)1.元素第一電離能的概念與意義(1)概念： 原子失去一個(gè)電子形成1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的_叫做該元素的第一電離能。元素第一電離能符號(hào)： 。(2)元素第一電離能的意義：可以衡量元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子的 。第一電離能數(shù)值越小，原子越 失去一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越 失去一個(gè)電子。能量I1難易

2、程度容易難最低答案2.元素第一電離能的變化規(guī)律(1)對(duì)同一周期的元素而言，堿金屬元素的第一電離能最小，_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 到 的變化趨勢(shì)，表示元素原子越來(lái)越難失去電子。(2)同主族元素，自上而下第一電離能逐漸 ，說(shuō)明自上而下原子越來(lái)越 失去電子。(3)具有全充滿、半充滿及全空的電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值 。如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。稀有氣體小大減小容易較大相關(guān)視頻答案議一議1.為什么鈉易形成Na，而不易形成Na2，Mg易形成Mg2，而不易形成Mg3？答案因?yàn)镹a、M

3、g2都到達(dá)了穩(wěn)定構(gòu)造，其電子排布式都為1s22s22p6，再失電子需要吸收的能量突然增大。答案2.為什么原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大？這些數(shù)據(jù)跟Na、Mg、Al的化合價(jià)有什么聯(lián)系？答案答案因?yàn)槭紫仁サ碾娮邮悄芰孔罡叩碾娮?，故第一電離能較小，以后再失去電子都是能量較低的電子，所需要的能量多；同時(shí)，失去電子后離子所帶正電荷對(duì)電子吸引更強(qiáng)，從而電離能越來(lái)越大。從Na、Mg、Al的電離能數(shù)值可知，Na的第一電離能較小，第二電離能突然增大(相當(dāng)于第一電離能的10倍)，故Na的化合價(jià)為1。而Mg的第三電離能、Al的第四電離能發(fā)生突變，故Mg、Al的化合價(jià)分別為2、3。答案3.為什么鎂的第一電離能比鋁大，磷的

4、第一電離能比硫的大？答案鎂的電子排布式為1s22s22p63s2，鋁的電子排布式為1s22s22p63s23p1，鎂的3s軌道上的電子為全充滿狀態(tài)，屬于相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)造，難失電子，所以它的第一電離能比鋁的大。磷 的 電 子 排 布 式 為 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3 ， 硫 的 電 子 排 布 式 為1s22s22p63s23p4，磷的3p軌道上的電子為半充滿，屬于相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)造，難失電子，所以它的第一電離能比硫的大。二、元素電負(fù)性的周期性變化答案1.電負(fù)性的意義電負(fù)性是用來(lái) 。元素的電負(fù)性越大，說(shuō)明元素原子在化合物中 ；反之，電負(fù)性越小，相應(yīng)原子在化合物中 。2.電

5、負(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)指定氟元素的電負(fù)性為 ，Li的電負(fù)性為 ，并以此為標(biāo)準(zhǔn)確定其他元素的電負(fù)性。衡量元素在化合物中吸引電子的能力吸引電子的能力越大吸引電子的能力越小4.01.0答案3.元素電負(fù)性的周期性變化規(guī)律(1)同一周期從左到右，元素的電負(fù)性 。(2)同一主族，自上而下，元素的電負(fù)性 。因此電負(fù)性大的元素集中在 ，電負(fù)性小的元素集中在 。逐漸增大減小周期表的右上角周期表的左下角4.電負(fù)性的應(yīng)用(1)元素的電負(fù)性可用于判斷一種元素是金屬還是非金屬，以及其活潑性強(qiáng)弱。一般認(rèn)為，電負(fù)性大于 的元素為非金屬元素，電負(fù)性小于_的元素為金屬元素。(2)利用電負(fù)性還可以判斷化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)： 。 (3)利

6、用電負(fù)性判斷化合物中化學(xué)鍵的類型：一般認(rèn)為：如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成 ；如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性的差值小于1.7，它們之間通常形成。答案1.81.8電負(fù)性大的元素呈現(xiàn)負(fù)價(jià)，電負(fù)性小的呈現(xiàn)正價(jià)離子鍵共價(jià)鍵答案議一議1.試比較以下兩組元素的(1)第一電離能(2)電負(fù)性(3)金屬性或非金屬性。第一組：Na、Mg、Al；第二組：Si、P、S、Cl。答案第一組：(1)MgAlNa，(2)AlMgNa，(3)NaMgAl；第二組：(1)ClPSSi，(2)ClSPSi，(3)ClSPSi。2.元素周期表中“對(duì)角線規(guī)那么 內(nèi)容是什么？答案在元素周期表中，處于左上至右下對(duì)角

7、線上的兩種元素的電負(fù)性的數(shù)值近似相等，兩者的化學(xué)性質(zhì)比較相似。如鈹和鋁(電負(fù)性均為1.5)、鋰和鎂等。Be(OH)2和Al(OH)3均具有兩性，LiOH和Mg(OH)2均難溶于水、受熱易分解。返回答案一、電離能規(guī)律及其應(yīng)用 重點(diǎn)難點(diǎn)探究1.影響電離能的因素及變化規(guī)律電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的核外電子的排布。(1)核電荷數(shù)、原子半徑對(duì)電離能的影響同周期元素具有一樣的電子層數(shù)，從左到右核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，I1總體上有增大的趨勢(shì)(而非逐漸增大，因A、A族元素出現(xiàn)特殊情況)。堿金屬元素的I1最小，稀有氣體元素的I1最大。同主族元素從上到下，原子半徑增大起主要作用

8、，元素的I1逐漸減小。(2)核外電子層排布對(duì)電離能的影響某原子或離子具有全充滿、半充滿的電子排布時(shí)，電離能較大。如A族元素、A族元素比同周期左右相鄰元素的I1都大，這是因?yàn)锳族的元素原子的最外層原子軌道為ns2全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，A族的元素原子的最外層原子軌道為np3半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)。各周期稀有氣體元素的I1最大，原因是稀有氣體元素的原子各軌道具有全充滿的穩(wěn)定構(gòu)造。當(dāng)相鄰逐級(jí)電離能突然變大時(shí)，說(shuō)明電子的電子層發(fā)生了變化，即同一電子層中電離能相近，不同電子層中電離能有很大的差距。2.電離能的應(yīng)用(1)比較元素金屬性的強(qiáng)弱一般情況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強(qiáng)。(2)確定元素原子的核外電子

9、層排布由于電子是分層排布的，內(nèi)層電子比外層電子難失去，因此元素的電離能會(huì)發(fā)生突變。(3)確定元素的化合價(jià) 即電離能在In與In1之間發(fā)生突變，那么元素的原子易形成n價(jià)離子，并且主族元素的最高化合價(jià)為n價(jià)(或只有n價(jià)、0價(jià))。某元素的逐級(jí)電離能，假設(shè)I2I1，那么該元素通常顯1價(jià)；假設(shè)I3I2，那么該元素通常顯2價(jià)；假設(shè)I4I3，那么該元素通常顯3價(jià)。解析答案例1請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：(1)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照右圖B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。解析同周期自左向右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但基態(tài)解析同周期自左向右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但基態(tài)N原

10、子的原子的2p軌道容納軌道容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，比較穩(wěn)定，氮元素的第一電個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，比較穩(wěn)定，氮元素的第一電離能高于同周期相鄰元素，故可標(biāo)出離能高于同周期相鄰元素，故可標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。三種元素的相對(duì)位置。答案答案解析答案(2)元素的第一電離能：Al_(填“或“)Si。解析解析同一周期元素自左向右第一電離能有增大趨勢(shì)，第一電離能AlSi。OS。NOS解題反思A族元素和A族元素的第一電離能只比同周期相鄰元素的第一電離能大。變式訓(xùn)練1分析以下圖表，答復(fù)以下問(wèn)題。(1)N、Al、Si、Ge四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下： 解析答案電離能I1I2I3I4

11、In/kJmol15781 8172 74511 578那么該元素是_(填寫元素符號(hào))。解析解析因?yàn)镮4I3，所以該元素原子最外層有3個(gè)電子，為鋁元素。Al解析答案(2)短周期某主族元素M的電離能情況如下圖。那么M元素位于周期表的第_族。解析元素解析元素M的各級(jí)電離能逐級(jí)增大，的各級(jí)電離能逐級(jí)增大，I1和和I2差異較小，但差異較小，但I(xiàn)3I2I1，I3突躍式變大，即失去突躍式變大，即失去2個(gè)電子后，再失去電子變?yōu)閭€(gè)電子后，再失去電子變?yōu)?價(jià)陽(yáng)離子卻非常價(jià)陽(yáng)離子卻非常困難，說(shuō)明元素困難，說(shuō)明元素M失去失去2個(gè)電子后到達(dá)穩(wěn)定構(gòu)造。個(gè)電子后到達(dá)穩(wěn)定構(gòu)造。A解題反思根據(jù)元素逐級(jí)電離能判斷元素化合價(jià)的方

12、法：假設(shè)I(n1)In，那么該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為n價(jià)。二、電負(fù)性規(guī)律及其應(yīng)用1.元素電負(fù)性的周期性變化隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性的變化。同周期從左到右，主族元素電負(fù)性逐漸增大；同主族從上到下，元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。2.元素電負(fù)性的應(yīng)用(1)判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱金屬的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬(如鍺、銻等)的電負(fù)性那么在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。金屬元素的電負(fù)性越小，元素的金屬性越強(qiáng)； 非金屬元素的電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)。(2)判斷元素的化合價(jià)電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力

13、弱，元素的化合價(jià)為正值；電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強(qiáng)，元素的化合價(jià)為負(fù)值。(3)判斷化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為：如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價(jià)鍵。(4)解釋元素“對(duì)角線規(guī)那么在元素周期表中，某些主族元素與其右方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的，被稱為“對(duì)角線規(guī)那么。這可以由元素的電負(fù)性得到解釋：Li、Mg的電負(fù)性分別為1.0、1.2；Be、Al的電負(fù)性分別為1.5、1.5；B、Si的電負(fù)性分別為2.0、1.8。它們的電負(fù)性接近，說(shuō)明它們對(duì)鍵合電子的吸引力相當(dāng)，表現(xiàn)出它們的性質(zhì)相似性，

14、如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為L(zhǎng)i2O、Li3N和MgO、Mg3N2；Be(OH)2、Al(OH)3均屬于難溶的兩性氫氧化物；B、Si的含氧酸都是弱酸等。例2下表是某些短周期元素的電負(fù)性(X)值：解析答案元素符號(hào)LiBeBCOFX值1.01.52.02.53.54.0元素符號(hào)NaAlSiPSClX值0.91.51.82.12.53.0(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納元素的電負(fù)性與原子吸引電子的能力的關(guān)系是_。解析由表中數(shù)據(jù)可知，電負(fù)性越大的元素，其非金屬性越強(qiáng)，在反響解析由表中數(shù)據(jù)可知，電負(fù)性越大的元素，其非金屬性越強(qiáng)，在反響中越易得到電子。中越易得到電子。元素的電負(fù)性越大，原子吸引電子的能力越強(qiáng)

15、(2) 通 過(guò) 分 析 X 值 變 化 規(guī) 律 ， 確 定 N 、 M g 最 接 近 的 X 值 范 圍 ：_X(Mg)_，_X(N)1.7時(shí)，它們之間通常形成離子鍵；X1.7時(shí)，通常形成共價(jià)鍵。結(jié)合以上問(wèn)題分析AlBr3中的化學(xué)鍵類型是_。解析解析Cl與Al的X為3.01.51.51.7，Br的X值小于Cl的X值，故AlBr3中成鍵的兩原子相應(yīng)元素的XCSi。OCSi(3)CH4中共用電子對(duì)偏向C，SiH4中共用電子對(duì)偏向H，那么C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開。解析答案解析解析由于元素電負(fù)性越大，吸引電子能力越強(qiáng)，根據(jù)電子對(duì)偏向情況可得電負(fù)性大小為CHSi。CHSi(4)基態(tài)鍺(G

16、e)原子的電子排布式是_，Ge的最高價(jià)氯化物分子式是_。該元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有_(填字母)。A.是一種活潑的金屬元素B.其電負(fù)性大于硫C.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料D.鍺的第一電離能高于碳而電負(fù)性低于碳解析答案解析解析鍺是32號(hào)元素，核外有32個(gè)電子，基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的外圍電子數(shù)為4，所以其最高價(jià)為4價(jià)，氯化物分子式是GeCl4。Ge是一種金屬元素，但最外層電子數(shù)為4，金屬性不強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；硫的電負(fù)性大于硅，硅的電負(fù)性大于鍺，所以鍺的電負(fù)性小于硫，故B錯(cuò)誤；鍺單質(zhì)是一種半導(dǎo)體材料，故C正確；D鍺的電負(fù)性低于碳，鍺的第一電離能

17、也低于碳，故D錯(cuò)誤。答案答案1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4C解析答案(5)溴與氯能以_鍵結(jié)合形成BrCl，BrCl分子中，_顯正電性。BrCl與水發(fā)生反響的化學(xué)方程式為_。解析解析Br與與Cl的電負(fù)性差異不大，所以的電負(fù)性差異不大，所以BrCl分子中化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，分子中化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，由于電負(fù)性由于電負(fù)性BrY，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.第一電離能Y可能小于XB.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY大于HnXC.最高價(jià)含氧酸的酸性：X對(duì)應(yīng)的酸的酸性強(qiáng)于Y對(duì)應(yīng)的酸的酸性D.X和Y形成化合物時(shí)，X顯負(fù)價(jià)，Y顯正價(jià)解析答案解析解析據(jù)電負(fù)性XY，可知原子序數(shù)XY，由于同周期元素

18、，所以第一電離能Y可能小于X，A正確；氫化物穩(wěn)定性HmY小于HnX，B錯(cuò)誤；最高價(jià)含氧酸的酸性X強(qiáng)于Y，C正確；電負(fù)性值大的吸引電子能力強(qiáng)，化合物中顯負(fù)價(jià)，電負(fù)性值小的吸引電子能力弱，化合物中顯正價(jià)。答案答案B5.答復(fù)以下問(wèn)題：(1)碳原子的核外電子排布式為_。與碳同周期的非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能，原因是_。解析答案解析解析O原子和原子和N原子的外圍電子排布分別為原子的外圍電子排布分別為2s22p4、2s22p3，N原子的原子的2p軌道半充滿，構(gòu)造比較穩(wěn)定，所以第一電離能大。軌道半充滿，構(gòu)造比較穩(wěn)定，所以第一電離能大。 1s22s22p2N原子的2p軌道到達(dá)半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)

19、定(2)A、B均為短周期金屬元素。依據(jù)下表數(shù)據(jù)，寫出B原子的電子排布式：_。解析答案電離能/kJmol1I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 540解析解析由A、B元素的各級(jí)電離能可看出，A、B兩元素容易失去兩個(gè)電子形成2價(jià)金屬陽(yáng)離子，故A、B元素屬于A族的元素，由同主族元素電離能變化規(guī)律可知，B元素為鎂元素，其原子的電子排布式為1s22s22p63s2。1s22s22p63s2(3)右表是第3周期局部元素的電離能單位：eV(電子伏特)數(shù)據(jù)。解析答案元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_(填字母)。A.甲的金屬性比乙強(qiáng)B.乙的化合價(jià)為1價(jià)C.丙不可能為非金屬元素D.丁一定為金屬元素解析解析甲的I2I1，所以甲最外層有1個(gè)電子，乙的I3I2，所以乙最外層有2個(gè)電子，故甲為Na元素，乙為Mg元素，第3周期共有3種金屬元素Na、Mg、Al，丙與丁的各級(jí)電離能都較高，故丙、丁不易失電子，應(yīng)為非金屬元素。 A(4)Mn、Fe