原子半徑、電離能與電負(fù)性【知識(shí)精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】 高二化學(xué)課件精講及好題精練（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2019人教版選擇性必修二第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí)原子半徑、電離能與電負(fù)性核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.分析原子結(jié)構(gòu)中原子核對(duì)核外電子作用力的變化,理解原子半徑、第一電離能和電負(fù)性的遞變規(guī)律及其原因,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)。2.通過(guò)原子半徑、第一電離能和電負(fù)性的數(shù)據(jù)和圖示,掌握相關(guān)規(guī)律,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。共價(jià)半徑范德華半徑金屬半徑rrr原子半徑，總是以相鄰原子的核間距為基礎(chǔ)而定義的。原子半徑依據(jù)量子力學(xué)理論，核外電子從原子核附近到離核很遠(yuǎn)的地方都有可能出現(xiàn)，因此原子并不是一個(gè)具有明確“邊界”的實(shí)體。這就是說(shuō)，原子并沒有經(jīng)典意義上的半徑。但是，由于核外電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域的大小對(duì)于元素原子的性質(zhì)有很大的影響，為了便于討論這方面的問題，人們便假定原子是一個(gè)球體，并采用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)測(cè)定它的半徑。元素周期表中的同周期主族元素從左到右、同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？應(yīng)如何理解這種趨勢(shì)？原子半徑電子的能層數(shù)核電荷數(shù)取決于核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小。電子的能層越多，電子之間的排除作用越大，將使原子的半徑增大。原子半徑粒子半徑的比較方法電子的能層數(shù)原子半徑_____越大能層數(shù)越多特例：rLi>rAl核電荷數(shù)能層數(shù)相同原子半徑_____越小核電荷數(shù)越大①②核外電子數(shù)原子半徑_____越大核外電子數(shù)越多核電荷數(shù)和能層數(shù)都相同③原子半徑試比較下列粒子的半徑：1.r(Na+)

r(Mg2+)

r(Al3+)2.r(Li+)

r(Na+)

r(K+)3.r(H-)

r(Li+)

r(Be2+)

4.r(S2-)

r(Cl-)

r(K+)

r(Ca2+)5.r(Fe)

r(Fe2+)

r(Fe3+)

6.r(Al3+)

r(O2-)

r(S2-)＞＞＜＜＞＞＞＞＞>>＜＜學(xué)以致用電離能氣態(tài)基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)陽(yáng)離子所需要的最低能量叫做第一電離能，用符號(hào)I1表示。符號(hào)：I單位：KJ/mol電離能在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，僅有定性的分析往往是不夠的，為此人們用電離能、電負(fù)性來(lái)定量的衡量或比較原子得失電子能力的強(qiáng)弱。保證“能量最低”M(g)=M+(g)+e-

I1（第一電離能）M+(g)=M2+(g)+e-I2（第二電離能）M2+(g)=M3+(g)+e-

I3（第三電離能）（2）電離能的差別大小反映了電子的分層排布電離能（1）電離能的數(shù)值逐級(jí)增大；結(jié)論：第二電離能：氣態(tài)正一價(jià)離子再失去一個(gè)電子成為氣態(tài)正二價(jià)離子所需的能量叫做第二電離能；原子序數(shù)第一電離能（kJ·mol-1）電離能的遞變規(guī)律對(duì)同一周期的元素而言，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隨原子序數(shù)遞增，同周期的第一電離能有什么規(guī)律？同一周期元素的第一電離能，從左到右總體上是呈增大趨勢(shì)過(guò)渡元素第一電離能變化不太大。原子序數(shù)第一電離能（kJ·mol-1）電離能的遞變規(guī)律隨原子序數(shù)遞增，同族元素的第一電離能有什么規(guī)律？同一主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小。HeNeArHLiNaBeBCNOFMgAlSiPSCl短周期元素的第一電離能在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一電離能大于相鄰的元素的第一電離能。為什么？ⅤA族ns2np3半充滿ⅡA族np全空電離能的遞變規(guī)律ⅥA族失去的電子為已配對(duì)電子，互斥ⅢA族失去的是np能級(jí)的電子，能量高易失去2s22p13s23p12s22p43s23p42s22p33s23p33s22s2影響電離能大小因素⑴核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多、半徑越小、核對(duì)外層電子引力越大、越不易失去電子，電離能越大。⑵原子半徑：同族原子半徑越大、原子核對(duì)外層電子的引力越小，越易失電子，電離能越小。⑶電子層結(jié)構(gòu)：穩(wěn)定的8電子結(jié)構(gòu)（同周期末層）電離能最大。電離能kJ·molNaMgAl第一電離能496738578第二電離能456214511817第三電離能691277332745第四電離能95431054011575第五電離能133531363014830第六電離能166101799518376第七電離能201142170323293電離能下圖是鈉、鎂、鋁的逐級(jí)電離能，為什么原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大？原子失去一個(gè)電子變成+1價(jià)陽(yáng)離子，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)變少，核對(duì)外層電子的吸引作用增強(qiáng)，使第二個(gè)電子比第一電子難失去，失去第二個(gè)電子比失去第一個(gè)電子需要更多的能量。電離能kJ·molNaMgAl第一電離能496738578第二電離能456214511817第三電離能691277332745第四電離能95431054011575第五電離能133531363014830第六電離能166101799518376第七電離能201142170323293電離能這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么聯(lián)系？同一元素的不同電離能變化規(guī)律：（1）逐級(jí)增大，且存在突躍。（2）根據(jù)主族元素原子不同級(jí)電離能的突躍性變化，判斷元素性質(zhì)（通常價(jià)態(tài)）、元素在周期表中的位置等。鈉、鎂、鋁的最高化合價(jià)分別是＋1、＋2、＋31.判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小、金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之越弱。2.判斷元素的化合價(jià)（I1、I2示各級(jí)電離能）如果某元素的In+1>In，則該元素的常見化合價(jià)為+n價(jià)。如鈉元素I2>I1，所以鈉元素的常見化合價(jià)為+1價(jià)。電離能應(yīng)用3.判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中，元素的各級(jí)電離能逐漸增大，有一定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí)，電子層數(shù)就有可能發(fā)生變化。4.反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)同周期元素從左向右，元素的第一電離能并不是逐漸增大的，當(dāng)能量相同的原子軌道在全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí)，第一電離能就會(huì)反常得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。電離能應(yīng)用I1I2I3I4X500102069009500Y5801800270011600Z4203100440059001、判斷X、Y、Z化合價(jià)+2+3+1學(xué)以致用2.具有下列價(jià)電子構(gòu)型的原子中,第一電離能最小的是(

)A.2s22p4

B.3s23p4

C.4s24p4

D.5s25p4A、B、C、D所對(duì)應(yīng)的元素依次是O、S、Se、Te元素,最外層電子結(jié)構(gòu)相同,原子半徑越大,原子核吸引電子的能力越弱,其第一電離能越小,故電離能大小順序是O>S>Se>Te,第一電離能最小的是Te原子,故選D。D學(xué)以致用3、將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列：①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na學(xué)以致用4、請(qǐng)完成下列各題：(1)Mg元素的第一電離能比Al元素的____，第2周期元素中，元素的第一電離能比鈹大的有____種。5大(2)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，原是。1s22s22p2N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定。(3)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：__________。1s22s22p63s2電離能I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540學(xué)以致用電負(fù)性電負(fù)性的周期性變化電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化電負(fù)性以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。電負(fù)性是相對(duì)值，沒單位。電負(fù)性逐漸增大電負(fù)性逐漸減小金屬元素的電負(fù)性較小，非金屬元素的電負(fù)性較大。電負(fù)性：用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小1、判斷元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱②非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8電負(fù)性的應(yīng)用電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越小,元素的非金屬性越弱①金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8③位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”,電負(fù)性在1.8左右,既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性。電負(fù)性的周期性變化2、判斷化學(xué)鍵的類型電負(fù)性相差很大(相差>1.7)電負(fù)性相差不大(相差<1.7)但也有特例（如HF）但也有特例（如NaH）電負(fù)性的應(yīng)用離子鍵共價(jià)鍵電負(fù)性的周期性變化3、判斷化學(xué)鍵的極性強(qiáng)弱若兩種不同的非金屬元素的原子間形成共價(jià)鍵，則必為極性鍵，且成鍵原子的電負(fù)性之差越大，鍵的極性越強(qiáng)。如極性：H—F>H—Cl>H—Br>H—I電負(fù)性的應(yīng)用電負(fù)性的周期性變化兩種非金屬元素形成的化合物中，通常電負(fù)性大的元素顯負(fù)價(jià)，電負(fù)性小的顯正價(jià)4、判斷共價(jià)化合物中元素的化合價(jià)電負(fù)性的應(yīng)用電負(fù)性的周期性變化判斷下列化合物中化合價(jià)為正價(jià)的元素

CH4

NF3

SiH4

NaAlH4

NaBH4

SiH4+2O2SiO2+2H2O甲硅烷是一種較強(qiáng)還原劑+4-1+1+4-2-20氧化產(chǎn)物CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃氧化產(chǎn)物-4+1+1+4-2-20電負(fù)性的應(yīng)用4、判斷共價(jià)化合物中元素的化合價(jià)在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。對(duì)角線相似是由于它們的電負(fù)性相近的緣故。5、解釋對(duì)角線規(guī)則相似性：例如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為L(zhǎng)i2O和MgO;鈹和鋁的氫氧化物均為兩性氫氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。電負(fù)性的應(yīng)用電負(fù)性的周期性變化1.元素電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增而增大的是(

)A.Na

K

Rb B.N

P

AsC.O

S

Cl D.Si

P

ClD

學(xué)以致用2.下列是幾種基態(tài)原子的電子排布式,電負(fù)性最大的原

子是(

)A.1s22s22p4

B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2

D.1s22s22p63s23p64s2A3、查閱下列元素的電負(fù)性數(shù)值，判斷：①NaF②AlCl3

③NO

④MgO⑤BeCl2

⑥CO2共價(jià)化合物（

）離子化合物（

）②③⑤⑥①④元素NaLiMgBeAlSiBPCSNCIOF電負(fù)性0.91.01.21.51.51.82.02.12.52.53.03.03.54.0學(xué)以致用4、在下列空格中，填上適當(dāng)?shù)脑?/p>