魯科版選修三 第1章 第3節(jié) 第1課時(shí)　電離能及其變化規(guī)律 學(xué)案.docx

第3節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第1課時(shí)電離能及其變化規(guī)律 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)間的關(guān)系規(guī)律。2.正確理解元素電離能的含義及其變化規(guī)律，會(huì)用電離能的概念分析解釋元素的某些性質(zhì)。一元素的電離能及其變化規(guī)律1元素的電離能(1)電離能的概念：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個(gè)電子所需要的最小能量叫做電離能，常用符號(hào)i表示，單位為kjmol1。電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子；反之，電離能越大，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越難失去電子。(2)第一電離能是處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子，生成1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量，符號(hào)為i1。m(g)=m(g)ei1原子為基態(tài)時(shí)，失去電子時(shí)消耗的能量最低。(3)第二電離能是由1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子再失去一個(gè)電子形成2價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量，符號(hào)為i2。依次還有第三電離能i3，第四電離能i4等。m(g)=m2(g)ei2m2(g)=m3(g)ei3同一元素的電離能按i1、i2、i3順序，變化規(guī)律是依次增大。2元素第一電離能變化規(guī)律(1)元素第一電離能的變化趨勢(shì)如下圖所示：(2)觀察分析上圖，回答下列問(wèn)題：同一周期元素的第一電離能有怎樣的變化規(guī)律？其原因是什么？答案同一周期，從左到右，第一電離能總體上逐漸增大，表示元素原子越來(lái)越難失去電子。原因：隨著核電荷數(shù)增大，原子半徑逐漸減小，核對(duì)外層電子的有效吸引作用依次增強(qiáng)。同一主族元素的第一電離能有怎樣的變化規(guī)律？其原因是什么？答案同一主族，自上而下，第一電離能逐漸減小，表明元素原子越來(lái)越容易失去電子。原因：同主族元素原子的價(jià)電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)核外電子的有效吸引作用逐漸減弱。過(guò)渡元素的第一電離能變化有何特點(diǎn)？其原因是什么？答案過(guò)渡元素的第一電離能變化不太規(guī)則，同一周期，從左到右，第一電離能略有增加。原因：對(duì)這些元素的原子來(lái)說(shuō)，增加的電子大部分排布在(n1)d或(n2)f軌道上，原子核對(duì)外層電子的有效吸引作用變化不是太大。氮、磷、鎂、鋅等元素的第一電離能的變化出現(xiàn)反常的原因是什么？答案能量相同的軌道具有全充滿(mǎn)、半充滿(mǎn)及全空的電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其第一電離能數(shù)值較大。如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，n、p的p軌道為半充滿(mǎn)，mg的p軌道為全空狀態(tài)，zn的d軌道為全充滿(mǎn)，其第一電離能均比同周期相鄰元素大。歸納總結(jié)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同周期元素，隨著z增大，i1增大。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。同主族元素，隨著n增大，i1減小。3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?；顚W(xué)活用1下列說(shuō)法中不正確的是()a同族元素，隨著電子層數(shù)的增加，i1逐漸增大b同周期元素，隨著核電荷數(shù)的增加，i1逐漸增大c通常情況下，電離能i1i23s，因而先失去3p軌道上的電子，而c項(xiàng)3s23p3中3p軌道半充滿(mǎn)，是較穩(wěn)定狀態(tài)，因而更難失去第1個(gè)電子。當(dāng)堂檢測(cè)1下列關(guān)于電離能的理解中錯(cuò)誤的是()a電離能可以表示原子或離子失去電子的難易程度b某原子的電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子c第二電離能是氣態(tài)1價(jià)陽(yáng)離子失去一個(gè)電子所需要的最小能量d電離能跟金屬活動(dòng)性順序是對(duì)應(yīng)的答案d解析電離能小的元素原子易失電子，大的易得電子，所以a、b對(duì)；c為第二電離能的定義，c對(duì)；d中，電離能有時(shí)并不和金屬活動(dòng)性順序一一對(duì)應(yīng)，像na和ca，因?yàn)槎叩沫h(huán)境不一樣。2下列各組元素，按原子半徑依次減小、元素第一電離能逐漸升高的順序排列的是()ak、na、libal、mg、nacn、o、cdcl、s、p答案a解析本題考查了元素第一電離能的遞變規(guī)律。由同周期從左到右，元素的第一電離能逐漸增大知，b、c、d選項(xiàng)中均逐漸降低；同主族中，從上到下，第一電離能逐漸減小，故a逐漸升高。a族中的be、mg、ca及a族的n、p、as第一電離能出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。3下列選項(xiàng)中，第二電離能最大的元素所具有的電子層結(jié)構(gòu)為()a1s2b1s22s1c1s22s2d1s22s22p1答案b解析i2最大的元素失去的應(yīng)是內(nèi)層上已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的電子層上的電子。4下表列出了某短周期元素r的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)(用i1、i2表示，單位為kjmol1)i1i2i3i4r7401500770010500下列關(guān)于元素r的判斷中一定正確的是()ar的最高正價(jià)為3價(jià)br元素位于元素周期表中第a族cr元素的原子最外層共有4個(gè)電子dr元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2答案b解析由表中數(shù)據(jù)i3i2知其最高正價(jià)為2價(jià)，r元素位于a族，最外層有2個(gè)電子，r不一定是be元素。5短周期元素x和y可形成離子化合物，x的陽(yáng)離子與y的陰離子相差一個(gè)電子層，下列敘述正確的是()ax和y一定位于周期表中同一周期bx一定是金屬元素，y一定是非金屬元素cx的最高價(jià)一定比y的最高價(jià)低dx的原子半徑不一定比y的大答案b解析題意沒(méi)有具體說(shuō)出x的陽(yáng)離子比y的陰離子多一個(gè)電子層，還是少一個(gè)電子層。例如，h和na是相差一個(gè)電子層，但不位于同一周期；形成離子型化合物，且是兩種原子形成，則其中一種必須是金屬元素，另一種為非金屬元素；金屬的價(jià)態(tài)(短周期)最高為3價(jià)，而非金屬價(jià)態(tài)最低為4價(jià)，最高為7價(jià)。40分鐘課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、電離能及其變化規(guī)律1下列有關(guān)電離能的說(shuō)法中，正確的是()a第一電離能越大的原子失電子的能力越強(qiáng)b第一電離能是元素的原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量c同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來(lái)越大d可通過(guò)一種元素各級(jí)電離能的數(shù)值，判斷元素可能的化合價(jià)答案d解析a項(xiàng)元素原子的第一電離能越大，表示該元素的原子越難失去電子；b項(xiàng)電離能是氣態(tài)原子或離子失去核外一個(gè)電子需要的最低能量；c項(xiàng)從總的變化趨勢(shì)上看，同一周期中第一電離能從左到右逐漸增大，但有反常，如no。2下列敘述中正確的是()a同周期元素中，a族元素的原子半徑最大ba族元素的原子，其半徑越大，越容易得到電子c同一元素的電離能i1i2i3i4d同一周期中，堿金屬元素的第一電離能最小答案d解析本題主要考查元素周期表中，同周期、同主族元素性質(zhì)的一些遞變規(guī)律。同周期，從左到右，原子半徑逐漸減小，得電子能力逐漸增強(qiáng)。a項(xiàng)錯(cuò)，在同周期元素中a族元素的原子半徑最??；b項(xiàng)不正確，因?yàn)樵谕髯逶刂?，原子半徑越大，越難得電子；同一元素的電離能逐漸增大，i1i2i3i1，i3突躍式變大，即失去2個(gè)電子后，再失去電子變?yōu)?價(jià)陽(yáng)離子卻非常困難，說(shuō)明元素m失去2個(gè)電子后達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(2)mn2為3d5的半充滿(mǎn)狀態(tài)，很難失去電子，而fe2為3d6，失去一個(gè)電子，即變?yōu)榘氤錆M(mǎn)的3d5狀態(tài)，所以fe2比mn2易失去電子。能力提升10如圖是部分元素原子的第一電離能i1隨原子序數(shù)變化的曲線(xiàn)圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，將naar之間六種元素用短線(xiàn)連接起來(lái)，構(gòu)成完整的圖像。(2)由圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能i1變化規(guī)律是_。(3)圖中5號(hào)元素在周期表中的位置是_。(4)圖中出現(xiàn)的元素中最活潑的金屬元素為_(kāi)。(5)寫(xiě)出圖中6號(hào)元素的價(jià)電子排布式_。答案(1)(2)從上到下依次減小(3)第3周期第a族(4)rb(5)3s23p5解析(1)參考第2周期line的圖像作圖。(2)同主族元素第一電離能i1變化規(guī)律是從上到下依次減小。(3)圖中5號(hào)元素在周期表中的位置是第3周期第a族。(4)因同主族元素隨著原子序數(shù)的增加i1逐漸減小，而1個(gè)周期中第a族元素的電離能最小，故圖中所列的最活潑的金屬為rb。(5)圖中6號(hào)元素為cl，電子排布式為1s22s22p63s23p5，故價(jià)電子排布式為3s23p5。11不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量i1如下圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線(xiàn)的變化特點(diǎn)，并回答下列問(wèn)題。(1)同主族內(nèi)不同元素原子的i1變化的特點(diǎn)是_，各主族中i1的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，i1增大。但個(gè)別元素的i1出現(xiàn)反常，試預(yù)測(cè)下列關(guān)系中正確的是_(填序號(hào))。i1(砷)i1(硒)i1(砷)i1(硒)i1(溴)i1(硒)，i1(溴)i1(硒)。(3)10號(hào)元素是稀有氣體元素氖，已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時(shí)失去一個(gè)電子就需要很高的能量。12下表是幾種短周期金屬元素原子的逐級(jí)電離能：元素xyz電離能(kjmol1)i1519502580i2729645701820i31179969202750i4955011600請(qǐng)仔細(xì)閱讀表中信息，回答下列問(wèn)題：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，從第一電離能到第四電離能，原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大，原因是_。(2)x的元素符號(hào)是_，z元素常見(jiàn)的最高正化合價(jià)是_。答案(1)隨著電子的逐漸失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來(lái)越大，消耗的能量也越來(lái)越多(2)li3解析(1)隨著核外電子的不斷失去，原子核對(duì)核外電子的吸引力逐漸增大，再失去電子越來(lái)越難，故電離能逐級(jí)增大。(2)x原子核外有3個(gè)電子故為li元素；z元素的i4i3i2i1，所以z元素原子容易失去3個(gè)電子，呈3價(jià)。拓展探究13下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。(1)下列_(填寫(xiě)編號(hào))組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。a、c、hb、g、kc、h、ld、e、f(2)如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開(kāi)該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：原子核對(duì)核外電子的吸引力；形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kjmol1)：鋰xy失去第一個(gè)電子519502580失去第二個(gè)電子729645701820失去第三個(gè)電子1179969202750失去第四個(gè)電子955011600通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)