2024-2025學(xué)年高二化學(xué)選擇性必修2（魯教版）教學(xué)課件 第1章 第3節(jié) 第1課時 原子半徑、電離能及其變化規(guī)律

1.了解原子半徑的意義及其測定方法，知道原子半徑與原子核外電子排布的關(guān)系，并能解釋原子半徑在周期表中的變化規(guī)律。第3節(jié)元素性質(zhì)及其變化規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)第1課時原子半徑、電離能及其變化規(guī)律一原子半徑及其變化規(guī)律1.影響因素

規(guī)律原因同主族元素（自上而下）原子半徑逐漸增大電子層數(shù)逐漸增多，雖然核電荷數(shù)也增大，但電子層數(shù)成為影響原子半徑的主要因素，原子半徑逐漸增大同周期元素（從左到右）原子半徑逐漸減?。ǔ∮袣怏w元素外）增加的電子產(chǎn)生的電子間的排斥作用小于核電荷數(shù)增加導(dǎo)致的核對外層電子的吸引作用，使原子半徑逐漸減小同周期過渡元素（從左到右）原子半徑逐漸減小，但變化幅度不大增加的電子都排布在（n-1）d軌道上，它對外層電子的排斥作用與核電荷增加帶來的核對電子的有效吸引作用大致相當(dāng)2.變化規(guī)律3.比較微粒半徑大小的方法（1）同周期元素，從左到右，原子半徑依次減小。（2）同主族元素，從上到下，原子或同價態(tài)離子半徑依次增大。（3）陽離子半徑小于相應(yīng)的原子半徑，陰離子半徑大于相應(yīng)的原子半徑，如r（Na+）<r（Na），r（S）<r（S2-）。（4）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，隨核電荷數(shù)增大，離子半徑減小，如r（S2-）>r（Cl-）>r（K+）>r（Ca2+）。（5）不同價態(tài)的同種元素的離子，核外電子多的半徑大，如r（Fe2+）>r（Fe3+），r（Cu+）>r（Cu2+）。例1下列微粒半徑大小比較錯誤的是（）A.K>Na>Li

B.Na+>Mg2+>Al3+

C.Mg2+>Na+>F-

D.Cl->F->F解析：A對，同主族元素，由上到下原子半徑逐漸增大。B對，核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。C錯，應(yīng)該為F->Na+>Mg2+。D對，同主族元素，由上到下離子半徑增大，同種元素的陰離子半徑大于相應(yīng)的原子半徑。答案：C例2具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是（）A.1s22s22p63s23p5

B.1s22s22p3C.1s22s22p2

D.1s22s22p63s23p4解析：由核外電子排布知識可知A為氯原子，B為氮原子，C為碳原子，D為硫原子。根據(jù)同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，同主族元素由上到下原子半徑逐漸增大，當(dāng)最外層電子數(shù)目相差不大時，一般電子層數(shù)越多，原子半徑越大，故原子半徑最大的是硫原子。答案：D二電離能及其變化規(guī)律{1}概念氣態(tài)基態(tài)原子或氣態(tài)基態(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，單位是kJ·mol-1。{2}逐級電離能（1）第一電離能是處于基態(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，符號為I1。表示為M（g）M+（g）+e-

I1（2）第二電離能是由+1價氣態(tài)陽離子再失去一個電子形成+2價氣態(tài)陽離子所需要的能量，符號為I2。表示為M+（g）M2+（g）+e-

I2（3）依次還有第三電離能I3，第四電離能I4等。I/（kJ·mol-1）NaMgAlSiPSClArI1496738577786101299912561520I245621451181715771903225122972665I369127733274532312912336138223931I49543105401157543564956456451585770I5133531363014830160916273701365407238I61661017995183761978422233849594588781I720114217032329323783253972710611020119953.逐級電離能的變化規(guī)律（1）同一元素的電離能按I1、I2、I3……順序逐級增大。（2）當(dāng)相鄰逐級電離能發(fā)生突變時，說明失去的電子所在電子層發(fā)生了變化（見下表）。4.第一電離能的變化規(guī)律元素第一電離能呈現(xiàn)周期性變化。（1）同周期從左到右，元素的第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢。（2）一般情況下，同主族自上而下，元素的第一電離能逐漸減小。（3）同周期從左到右，過渡元素的第一電離能變化不太規(guī)則，第一電離能略有增加。例3［2020·山東泰安高二期末］具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子，其第一電離能由大到小排列正確的是（）①3p能級上只有一對成對電子的原子②最外層電子排布為3s23p6的原子③其3p能級為半充滿的原子④正三價的陽離子結(jié)構(gòu)與氖相同的原子A.②③①④ B.③①②④ C.①②③④ D.②④①③解析：由已知條件可知，①為S、②為Ar、③為P、④為Al。同周期從左到右，第一電離能有逐漸增大的趨勢，但ⅡA、ⅤA族反常，比相鄰后一主族元素原子的第一電離能大，所以第一電離能由大到小排列為Ar>P>S>Al。答案：A5.電離能的應(yīng)用（1）判斷金屬原子在氣態(tài)時失去電子的難易程度一般情況下，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，表示在氣態(tài)時該原子越難失去電子。（2）確定元素原子的核外電子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發(fā)生突變。（3）確定元素的化合價如果

，即電離能在In與In+1之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成+n價離子，并且主族元素的最高化合價為+n（或只有+n、0）。某元素的逐級電離能，若I2>>I1，則該元素通常顯+1價；若I3>>I2，則該元素通常顯+2價；若I4>>I3，則該元素通常顯+3價。電離能I1I2I3I4……Im/（kJ·mol-1）7401500770010500……例4

［2020·山東臨沂高二期末］下表是某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)（用I1、I2……表示，單位為kJ·mol-1）。下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是（）A.R的最高正價為+3