2.2.1+原子核外電子排布的周期性+元素第一電離能的周期性變化+高二下學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修2

專題2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第二單元

元素性質(zhì)的遞變規(guī)律2.2.1原子核外電子排布的周期性元素第一電離能的周期性變化1.能從電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分，解釋主族元素第一電離能的一般規(guī)律；2.初步形成不同事物之間存在內(nèi)在聯(lián)系的觀點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)

元素的主要化學(xué)性質(zhì)由原子核外電子排布及價(jià)電子數(shù)目決定，因此原子核外電子排布的周期性變化導(dǎo)致元素的金屬性和非金屬性、元素的主要化合價(jià)、原子半徑以及元素的第一電離能、電負(fù)性等呈現(xiàn)周期性變化。金屬性和非金屬性元素的主要化合價(jià)原子半徑元素的第一電離能電負(fù)性最高價(jià)化合物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性單質(zhì)的氧化性還原性一、原子核外電子排布的周期性

原子核外電子排布的周期性變化導(dǎo)致元素性質(zhì)的周期性變化。你能根據(jù)原子核外電子排布的周期性變化規(guī)律，嘗試對(duì)第3周期的元素進(jìn)行歸納嗎？請(qǐng)?zhí)顚懴卤怼毓手略豊aMgAlSiPSCl主族原子核外價(jià)電子排布最高正化合價(jià)最低負(fù)化合價(jià)化合價(jià)的變化規(guī)律金屬性和非金屬性的變化規(guī)律原子半徑的變化規(guī)律ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA3s13s23s23p13s23p23s23p33s23p53s23p6+1+2+3+4+5+6+7-4-3-2-1最高正價(jià)由+1到+7，最低負(fù)價(jià)由-4到-1金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)由大到小下列排列順序中，不正確的是（

）A.原子半徑：Na>S>OB.熱穩(wěn)定性：PH3<H2S<H2OC.離子半徑：Al3+>Mg2+>Na+D.非金屬性：C<N<O理解應(yīng)用C同周期、同主族元素的遞變規(guī)律項(xiàng)目同周期（左－右）同主族（上－下）原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑性質(zhì)化合價(jià)元素的金屬性和非金屬性單質(zhì)的氧化性還原性最高價(jià)化合物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增大逐漸增多相同逐漸減小周期性變化金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)還原性減弱，氧化性增強(qiáng)堿性減弱，酸性增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)按周期元素種數(shù)增加相同依次遞增逐漸增大基本相同非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)氧化性減弱，還原性增強(qiáng)酸性減弱，堿性增強(qiáng)逐漸減弱觀察思考觀察元素周期表，分析元素周期表中元素原子的外圍電子排布有什么規(guī)律？第2、3周期ns1→ns2np6第4周期4s1→3d1~104s1~2→4s24p6第5周期元素原子的外圍電子排布與第4周期元素外圍電子排布有相似的變化規(guī)律。

除第1周期外，每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的最外層電子數(shù)重復(fù)出現(xiàn)從1逐漸增加到8的周期性變化。

核外電子排布的周期性變化規(guī)律也可以表示為：每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化。

根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個(gè)區(qū)域：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)，如圖2-11所示。鑭系和錒系較活潑的金屬元素（H外）全是金屬元素非金屬元素思考探究核外價(jià)層電子排布與族序數(shù)之間存在什么樣的關(guān)系？主族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價(jià)層電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51、主族元素主族元素的族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)。同主族元素原子的價(jià)電子排布相同，價(jià)層電子全部排布在ns或nsnp能級(jí)上2、

稀有氣體元素的價(jià)層電子排布為

ns2np6(He為1s2)。副族和第Ⅷ族ⅢBⅣBⅣBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB價(jià)層電子排布(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2(n-1)d3ns2(n-1)d5ns1(n-1)d5ns2(n-1)d6~8ns2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns23、過渡元素(副族和第Ⅷ族)同一縱列原子的價(jià)層電子排布基本相同。345678~101112理解應(yīng)用1、某元素在周期表的第3周期第ⅦA族的位置上，試寫出該元素的外圍電子排布式并分析元素所在區(qū)。3s23p5p區(qū)

理解應(yīng)用2、下列各元素是主族元素還是副族元素？位于周期表的第幾周期和哪個(gè)族？屬于哪個(gè)區(qū)？（1）1s22s22p63s23p5（2）[Kr]4d105s25p2（3）[Ar]3d34s2（4）[Ar]3d104s1（5）[Ar]4s1s區(qū)：ns1～2p區(qū)：ns2np1～6d區(qū)：(n－1)d1～9ds區(qū)：(n－1)d10ns1～2f區(qū)：(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2主族主族副族主族副族第三周期第ⅦA族p區(qū)第五周期第ⅣA族p區(qū)第四周期第ⅤB族d區(qū)第四周期第ⅠB族ds區(qū)第四周期第ⅠA族s區(qū)二、元素第一電離能的周期性變化1、定義某元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成+1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的最低能量。M(g)-e-

→M+(g)符號(hào)：I1單位：KJ/mol如：鈉元素的I1=496KJ/mol是指Na(g)-e－→Na＋(g)時(shí)所需的最小能量為496KJ/mol。2、意義衡量元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子的難易程度

第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個(gè)電子。1.根據(jù)1~36號(hào)元素第一電離能的相對(duì)大小，總結(jié)元素的第一電離能的變化規(guī)律。

（1）請(qǐng)以第2、3周期元素為例，總結(jié)同周期元素第一電離能的變化規(guī)律。學(xué)以致用從原子核外電子排布的角度分析原因：第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)

同一周期的主族元素具有相同的電子層數(shù)，隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)增加，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，故第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。學(xué)以致用（2）請(qǐng)以堿金屬元素、鹵族元素為例，總結(jié)同主族元素第一電離能的變化規(guī)律。第一電離能逐漸減小從原子核外電子排布的角度分析原因：

一般來說，同主族元素的原子最外層電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，故第一電離能逐漸減小。2.觀察圖2-13中第3周期各元素第一電離能的大小，可以發(fā)現(xiàn)鎂的第一電離能比鋁大，磷的第一電離能比硫大。從核外電子排布的規(guī)律來看，可能是什么原因？學(xué)以致用3s23p13s23p43s23p33s2p軌道處于半充滿狀態(tài)s軌道處于全充滿狀態(tài)反常：ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA

原因：通常情況下，當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空（p0、d0、f0）、半充滿（p3、d5、f7）和全充滿（p6、d10、f14）結(jié)構(gòu)時(shí)，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。理解應(yīng)用1.比較下列元素的第一電離能大?。海?）N、O、F_____________（2）He、Ne、Ar_____________（3）Na、Mg、Al____________（4）F、Cl、Br______________位置→規(guī)律→結(jié)論

F>N>OHe>Ne>ArMg>Al>NaF>Cl>Br第二周期元素第一電離能的大小關(guān)系為：Li＜B＜Be＜C＜O＜N＜F＜Ne第三周期元素第一電離能的大小關(guān)系為：Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar理解應(yīng)用2.(1)Mg元素的第一電離能比Al元素的第一電離能________，第2周期元素中，元素的第一電離能比鈹大的元素有______種。(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，原因是_______________。第二周期元素第一電離能的大小關(guān)系為：Li＜B＜Be＜C＜O＜N＜F＜Ne

N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定大51s22s22p23.已知下列元素基態(tài)原子的外圍電子排布式，其中第一電離能最小的是（

）A.2s22p3B.2s22p4C.2s22p5D.2s22p6B3、元素的第二、第三電離能+1價(jià)氣態(tài)離子失去1個(gè)電子，形成+2價(jià)氣態(tài)離子所需要的最低能量稱為該元素的第二電離能，用I2表示+2價(jià)氣態(tài)離子再失去1個(gè)電子，形成+3價(jià)氣態(tài)離子所需要的最低能量稱為該元素的第三電離能，用I3表示。同一元素的各級(jí)電離能逐級(jí)變大，即I1<I2<I3……

分析表2-2中的數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)囍忉專簽槭裁粹c元素的原子容易形成Na+，而不易形成Na2+，鎂元素的原子易形成Mg2+，而不易形成Mg3+？批判性思維Na的電子排布為1s22s22p63s1，易失去最外層的1個(gè)電子。Na+的電子排布為1s22s22p6，具有稀有氣體的電子層結(jié)構(gòu)，不易失去電子。Mg的電子排布為1s22s22p63s2，易失去最外層的2個(gè)電子。Mg2+的電子排布為1s22s22p6，具有稀有氣體的電子層結(jié)構(gòu)，不易失去電子。突變突變

當(dāng)電子層發(fā)生變化時(shí)，電離能突然變大。由此可以判斷該元素原子的電子層結(jié)構(gòu)和主要化合價(jià)。理解應(yīng)用1、某元素的第一至第七電離能（kJ·mol-1）如下：該元素最有可能位于元素周期表的族是（）A.ⅠAB.ⅡAC.ⅢAD.ⅣAC2、根據(jù)下表所列元素的各級(jí)電離能I/kJ·mol－1的數(shù)據(jù)，下列判斷中錯(cuò)誤的是（

）

理解應(yīng)用元素I1I2I3I4X