1.2.2元素周期律電離能課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二課時元素周期律知識回顧：元素周期律：元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化的規(guī)律元素周期律實質(zhì)：元素原子的核外電子排布周期性的變化是元素性質(zhì)的周期性變化的必然結(jié)果元素周期律具體表現(xiàn)：①元素主要化合價的周期性變化③元素金屬性、非金屬性的周期性變化②原子半徑元素周期律內(nèi)涵豐富多樣，除了以上幾點，還有……一、原子半徑及其變化規(guī)律影響原子半徑大小的因素電子的能層越多，電子之間的排斥作用越大，使原子半徑增大。核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用就越大，使原子半徑減小。①電子的能層數(shù)②核電荷數(shù)原子半徑大小的變化規(guī)律①同周期從左到右，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。②同主族從上到下，核電荷數(shù)越大，原子半徑越大。微粒半徑大小的比較方法電子層數(shù)同族：電子層數(shù)不同時，電子層數(shù)越多，半徑越大。核電荷數(shù)電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多，半徑越小。核外電子數(shù)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。例如：r(Cl-)

r(Cl)r(Fe)

r(Fe2+)

r(Fe3+)＞＞＞電子層相同時，“序大徑小”【思考】核電荷數(shù)、能層數(shù)均不同的離子，該怎么比較離子半徑大小？例如：比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照，r(K＋)

r(Na＋)

r(Mg2＋)＞＞【達(dá)標(biāo)檢測】

下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是()A.Na、K、Rb B.F、Cl、BrC.Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D.Cl-、Br-、I-2．具有下列核外電子排布式的原子，其半徑最大的是(

)A．

1s22s22p3

B．1s22s22p1C．

1s22s22p63s23p1

D．1s22s22p63s23p4C氮(N)硼(B)鋁(Al)硫(S)當(dāng)堂檢測課堂練習(xí)3、四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3

④1s22s22p5,則四種原子的半徑按由大到小的順序排列正確的是(

)。A.①>②>③>④B.②>①>③>④

C.②>①>④>③D.①>②>④>③B小結(jié)：比較方法——三看：①先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大②電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大,半徑越?、弁N元素不同粒子，電子數(shù)越多，半徑越大如：Li

Na

K

Rb

Cs<<<<如：O2-

F-

Na+

Mg2+

Al3+>>>>如：Fe3+Fe2+<取決于能層數(shù)越多能層數(shù)相同核電荷數(shù)越大導(dǎo)致越小原子半徑電子能層數(shù)核電荷數(shù)導(dǎo)致越大電子之間的排斥力也就越大核對電子的引力也就越大原子半徑____原子半徑____這兩個因素綜合的結(jié)果使原子半徑呈周期性的遞變越靠右，越靠上②非金屬性增強①原子半徑減?、蹎钨|(zhì)氧化性增強④離子還原性減弱⑥氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強⑦最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性增強⑤單質(zhì)與H2化合越來越容易越靠左，越靠下②金屬性增強①原子半徑增大③單質(zhì)還原性增強④離子氧化性減弱⑥最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性增強⑤單質(zhì)與H2O(或酸)反應(yīng)劇烈程度增加HF：最穩(wěn)定氫化物HClO4：最強含氧酸【復(fù)習(xí)回顧】1.下列事實能說明金屬性Mg＞Al的是()A、Al最外層有3個電子，Mg最外層有2個電子B、Mg能與熱水反應(yīng)，而Al卻只能與沸水微弱反應(yīng)C、堿性：Mg(OH)2中強堿，Al(OH)3兩性氫氧化物D、常溫下，Mg能與濃硝酸劇烈反應(yīng)，而Al遇濃硝酸沒有明顯變化當(dāng)堂檢測BC2.下列各組元素性質(zhì)的遞變規(guī)律錯誤的是(

)A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.B、C、N、O、F原子半徑依次增大C.Be、Mg、Ca、Sr、Ba的失電子能力依次增強D.P、S、Cl元素的最高正化合價依次升高B當(dāng)堂檢測3.應(yīng)用元素周期律的有關(guān)知識，可以預(yù)測我們不知道的一些元素及其化合物的性質(zhì)。下列預(yù)測不正確的是①Be的氧化物的水化物可能具有兩性②Tl能與鹽酸和NaOH溶液作用，均產(chǎn)生氫氣③At單質(zhì)為有色固體，At難溶于水易溶于四氯化碳④Li在氧氣中劇烈燃燒，產(chǎn)物是Li2O2，其溶液是一種強堿⑤SrSO4是難溶于水的白色固體⑥H2Se是無色、有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體A.①②③④

B.②④⑥

C.①③⑤

D.②④⑤B54下列四種粒子中，半徑按由大到小的順序排列的是①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖：

②基態(tài)Y的價電子排布式：3s23p5③基態(tài)Z2－的軌道表示式：

④W基態(tài)原子有2個能層，電子式：A.③>①>②>④ B.③>②>①>④C.①>③>④>② D.①>④>③>②A二、電離能1、概念：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。符號：I1

單位：kJ·mol-1能量最低的保證條件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)原子的+1價氣態(tài)基態(tài)離子再失去1個電子所需要的最低能量第二電離能第三電離能

……電離能越小，表示在氣態(tài)時該原子失去電子越

，即元素的_____性越強；電離能越大，表明在氣態(tài)時該原子失去電子

,即元素的________性越弱。容易越難金屬金屬2、電離能的意義I1越小，越容易失電子，元素的金屬性越強。2、第一電離能的周期性變化規(guī)律（1）同周期從左到右總體呈現(xiàn)增大趨勢（2）同主族從上到下總體呈現(xiàn)減小趨勢問題1：觀察課本P23圖1-22元素的第一電離能的周期性，總結(jié)同周期、同主族元素第一電離能變化有何規(guī)律？（3）特例（短周期）：第二周期：Be>BN>O第三周期：Mg>AlP>S(1)同周期原子半徑減小，核對最外層電子的吸引力增大，越不易失去電子，第一電離能越大。(2)同主族原子半徑增大，核對最外層電子的吸引力減小，越易失電子，第一電離能越小。

問題2：從原子結(jié)構(gòu)角度解釋為何呈現(xiàn)這樣的規(guī)律？(3)電離能大小反常原因主族元素Be、MgB、AlN、PO、S價層電子排布ⅤAⅥAⅡAⅢAns2np4ns2np1ns2ns2np3第二周期：Be>BN>O第三周期：Mg>AlP>S角度一從洪特規(guī)則特例方面:電離能大小反常的是B與Al、O與S。Be、Mg的2s、3s能級分別有2個電子,為全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以第一電離能是Be比B大,Mg比Al大。N、P的2p、3p能級分別有3個電子,為半充滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以第一電離能是N比O大,P比S大。角度二能量的高低及電子之間的排斥方面:B與Al的第一電離能失去的電子是np能級的電子,該能級的能量比左邊的位于ns能級的能量高;對于O與S這兩個鋸齒狀變化,是由于O與S失去的是已經(jīng)配對的電子,配對電子互相排斥,因而第一電離能較低。(3)電離能大小反常原因(2)同一周期從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢(3)同主族元素，自上而下第一電離能逐漸減小每個周期的第一種元素(氫和堿金屬)的第一電離能最小，

最后一種(稀有氣體)元素的第一電離能最大元素原子越來越難失去電子元素原子越來越易失去電子第一電離能的周期性變化規(guī)律歸納總結(jié):第一電離能:同周期，ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，存在異常(4)過渡元素:變化不太規(guī)則，同周期過渡元素，從左到右略有增大趨勢特別提醒——電離能的影響因素及特例(1)電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的電子構(gòu)型。(2)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)值較大，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。一般情況，第一電離能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。二、元素周期律越靠右，越靠上②非金屬性增強①原子半徑減?、蹎钨|(zhì)氧化性增強④離子還原性減弱⑥氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強⑦最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性增強⑤單質(zhì)與H2化合越來越容易越靠左，越靠下②金屬性增強①原子半徑增大③單質(zhì)還原性增強④離子氧化性減弱⑥最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性增強⑤單質(zhì)與H2O(或酸)反應(yīng)劇烈程度增加⑦第一電離能降低⑧第一電離能升高(但注意：同周期，ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA

)金屬活潑性越強，I1越小。跨越不同能層失去電子時，電離能出現(xiàn)突躍，可據(jù)此判斷原子價層電子數(shù)，推測其最高化合價。課本P24

隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越多，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，導(dǎo)致原子的逐級電離能越來越大。當(dāng)相鄰逐級電離能突然變大時，說明失去的電子所在電子層發(fā)生了變化電離能與化合價的聯(lián)系4066Na(g)Na+(g)+e-

Na+(g)Na2+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p61s22s22p61s22s22p5跨越不同能層失去電子時，電離能出現(xiàn)突躍，可據(jù)此判斷原子價層電子數(shù)，推測其最高化合價。電離能與化合價的聯(lián)系7136282Mg(g)Mg+(g)+e-

1s22s22p63s21s22s22p63s1Mg+(g)Mg2+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p6Mg2+(g)Mg3+(g)+e-

1s22s22p61s22s22p5難當(dāng)相鄰逐級電離能突然變大時，說明失去的電子所在電子層發(fā)生了變化電離能與化合價的聯(lián)系12399288830Al(g)Al+(g)+e-

1s22s22p63s23p11s22s22p63s2Al+(g)Al2+(g)+e-

1s22s22p63s21s22s22p63s1Al2+(g)Al3+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p6難1s22s22p61s22s22p5Al3+(g)Al4+(g)+e-

4、電離能的應(yīng)用①判斷元素金屬性的強弱規(guī)律：若某元素的In+1?In，則該元素的常見化合價為+n價。②判斷元素的化合價（I1、I2……表示各級電離能）多電子原子元素的電離能出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就有可能發(fā)生變化。③判斷核外電子的分層排布情況一般地，I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。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，第一電離能就會反常的大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。④

反映元素原子的核外電子排布特點1.下列各組元素中，第一電離能依次減小的是A.H

Li

Na

K B.Na

Mg

Al

SiC.I

Br

Cl

F D.F

O

N

CA2.Li、Be、B原子失去一個電子，所需的能量相差并不大，但最難失去第二個電子的原子是A.LiB.BeC.B D.相差不大A課堂檢測3.下表中：X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。元素I1I2I3I4X496456269129543Y5781817274511575根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)的判斷錯誤的是A.元素X是第ⅠA族的元素B.元素Y的常見化合價是＋3C.元素X與O形成化合物時，化學(xué)式可能是X2O2D.若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)D課堂練習(xí)4、現(xiàn)有核電荷數(shù)小于18的元素A,其電離能數(shù)據(jù)如表所示[I1表示失去第1個電子的電離能,In(n=2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)表示失去第n個電子的電離能,單位為kJ·mol-1]。(1)外層電子離核越遠(yuǎn),能量越高,電離能越

(填“大”或“小”);陽離子所帶電荷數(shù)越多,在失去電子時,電離能越

(填“大”或“小”)。

(2)上述11個電子分屬

個能層。

(3)失去11個電子后,該元素還有

個電子。

(4)該元素的最高價氧化物的水化物的化學(xué)式是

。

Mg(OH)2小大31元素相互化合，可理解為原子之間產(chǎn)生化學(xué)作用力，形象地叫做化學(xué)鍵，原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子。二、化學(xué)鍵與鍵合電子H×+FFH×HF化學(xué)鍵鍵合電子二、電負(fù)性(美國·鮑林)1954年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎1962年諾貝爾和平學(xué)獎鮑林在研究化學(xué)鍵鍵能的過程中發(fā)現(xiàn)，對于同核雙原子分子，化學(xué)鍵的鍵能會隨著原子序數(shù)的變化而發(fā)生變化，為了半定量或定性描述各種化學(xué)鍵的鍵能以及其變化趨勢，1932年首先提出用以描述原子核對電子吸引能力的電負(fù)性概念，并提出了定量衡量原子電負(fù)性的計算公式。描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。（2）意義：電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。表示該元素越容易接受電子，越不容易失去電子，形成陰離子的傾向越大，非金屬性越強。

（3）大小的標(biāo)準(zhǔn)：以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。(4)電負(fù)性的應(yīng)用①判斷元素金屬性和非金屬性的強弱電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑電負(fù)性＜1.8電負(fù)性≈1.8電負(fù)性＞1.8為金屬為“類金屬”為非金屬非金屬三角區(qū)邊界“類金屬”既有金屬性又有非金屬性對角線規(guī)則也可以通過元素的電負(fù)性進(jìn)行解釋：Li、Mg的電負(fù)性分別為1.0、1.2Be、Al的電負(fù)性分別為1.5、1.5B、Si的電負(fù)性分別為2.0、1.8電負(fù)性越小，金屬元素越活潑②判斷化合物中元素化合價的正負(fù)電負(fù)性小的元素在化合物中吸引電子能力弱，元素的化合價為正值；電負(fù)性大的元素在化合物中吸引電子能力較強，元素的化合價為負(fù)值。HClOBrClH—O—Cl-2+1Br—Cl+1-1HSiHHH甲硅烷SiH4+4顯正價顯負(fù)價-1HHCHH甲烷CH4-4顯負(fù)價顯正價+1

課堂練習(xí)5、請查閱下列化合物中元素的電負(fù)性值，指出元素的化合價+3+1+3+1+3PCl3NCl3ClO2SOCl2+4-2-1NF3

NaAlH4

NaBH4

+4-2-1-3+1NCl3+H2O=NH3+HClO-3+1+3-1-1-1(4)電負(fù)性的應(yīng)用：③判斷化學(xué)鍵的類型HCl3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl為共價化合物3.0－1.5＝1.5<1.7，故AlCl3為共價化合物；同理，BeCl2也是共價化合物。AlCl3(4)電負(fù)性的應(yīng)用：③判斷化學(xué)鍵的類型H2O3.5－2.1＝1.4<1.7HHH2電負(fù)性差0非極性共價鍵為共價化合物AlCl33.0－1.5＝1.5<1.7，故AlCl3為共價化合物(4)電負(fù)性的應(yīng)用：③判斷化學(xué)鍵的類型NaCl3.0－0.9＝2.1>1.7，故NaCl為離子化合物Al2O33.5－1.5＝2.0>1.7，故Al2O3為離子化合物(4)電負(fù)性的應(yīng)用：③判斷化學(xué)鍵的類型上述規(guī)則不能絕對化特別提醒如：NaH2.1－0.9＝1.2<1.7，但NaH為離子化合物再如：HF4.0－2.1＝1.9>1.7，但HF為共價化合物(1)電負(fù)性越大,非金屬性越強。(2)電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素的原子之間形成的化學(xué)鍵主要是共價鍵,當(dāng)電負(fù)性差值為零時通常形成非極性共價鍵;差值不為零時,形成極性共價鍵;而且差值越小,形成的共價鍵極性越弱。規(guī)律總結(jié)電負(fù)性用于衡量原子吸引鍵合電子的能力，電負(fù)性大的原子吸引電子的能力強，所以一般來說，電負(fù)性大的原子對應(yīng)元素的第一電離能也大。思考與討論：電負(fù)性與第一電離能的關(guān)系。說明其理由利用圖1-23的數(shù)據(jù)制作第三周期主族元素、第ⅠA和ⅦA族元素的電負(fù)性變化圖，并找出其變化趨勢。同周期主族元素：同主族元素：從左至右電負(fù)性逐漸變大從上至下電負(fù)性逐漸變小探究：課本P26性質(zhì)同一周期(從左到右)同一主族(從上到下)核外電子的排布能層數(shù)相同增加最外層電子數(shù)1→2或8相同金屬性減弱增強非金屬性增強減弱單質(zhì)的氧化性、還原性氧化性增強減弱還原性減弱增強最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性酸性增強減弱堿性減弱增強氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強減弱第一電離能增大(但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA)減小電負(fù)性變大變小1．同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律【歸納總結(jié)】2.電負(fù)性、第一電離能與金屬性和非金屬性的關(guān)系特別提醒第一電離能：ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA。【歸納總結(jié)】2、下列化合物中陽離子半徑與陰離子半徑比值最小的是（

）A.NaF B.MgI2

C.BaI2

D.KBrB1、下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是（

）A.Na、K、Rb B.F、Cl、BrC.Mg2＋、Al3＋、Zn2＋

D.Cl－、Br－、I－C課堂達(dá)標(biāo)3、具有下列價電子構(gòu)型的原子中，第一電離能最小的是()A．2s22p4

B．3s23p4

C．4s24p4

D．5s25p4D4、下列敘述中正確的是()A．第三周期所含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，氟的第一電離能最大D．鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大A5、下列元素按電負(fù)性由大到小順序排列的是()A．K、Na、Li

B．N、O、F

C．As、P、N

D．F、Cl、SD6、下列說法不正確的是()A.第ⅠA族元素的電負(fù)性從上到下逐漸減小，而第ⅦA族元素的電負(fù)性

從上到下逐漸增大B