高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu) 第3節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 第1課時課件 魯科版選修3-魯科版高二選修3化學(xué)課件

1、第1課時電離能及其變化規(guī)律第1章第3節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)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，會用電離能的概念分析解釋元素的某些性質(zhì)。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.元素第一電離能的概念與意義元素第一電離能的概念與意義(1)概念：電離能：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需的 能量。符號：I，單位： 。逐級電離能：第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為正一價氣態(tài)離子所需要的能量叫做第一電離能。元素第一電離能符號：I1。第二電離能：氣態(tài)正一價離子再失去一個電子成為氣態(tài)正二價離子所需的能量叫做第二電離能；第三電離能和第四、第五電離

2、能依此類推。通常情況下，第一電離能 第二電離能 第三電離能一、元素的電離能及其變化規(guī)律最小kJmol1小于小于(2)意義：可以衡量元素的原子失去一個電子的 。第一電離能數(shù)值越小，原子越 失去一個電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越 失去一個電子。難易程度容易難2.元素第一電離能變化規(guī)律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如右圖所示：(2)觀察分析右圖，回答下列問題：對同一周期的元素而言，從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從 到 的變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。小大相關(guān)視頻同主族元素，自上而下第一電離能逐漸 ，表明自上而下原子越來越 失去電子。具有全充滿、半充滿及全空的

3、電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值 。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。減小易較大1.電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的核外電子排布。(1)核電荷數(shù)、原子半徑對電離能的影響同周期元素具有相同的電子層數(shù)，從左到右核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，I1總體上有增大的趨勢。堿金屬元素的I1最小，稀有氣體元素的I1最大。同主族元素從上到下，原子半徑增大起主要作用，元素的I1逐漸減小。歸納總結(jié)歸納總結(jié)(2)核外電子排布對電離能的影響某原子或離子具有全充滿、半充滿或全空時的電子排布時，電離能較大。如第A族元素、第A族元素

4、比同周期左右相鄰元素的I1都大，原因是第A族元素最外層ns2全充滿，第A族元素最外層np3半充滿，比較穩(wěn)定。各周期稀有氣體元素的I1最大，原因是稀有氣體元素的原子各軌道具有全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Zn(3d104s2)比同周期相鄰元素的電離能大。2.元素第一電離能的周期性遞變規(guī)律是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果。例例1下列有關(guān)電離能的說法，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越大D.同主族元素，隨原子序數(shù)的遞增，第一電離能逐漸減小解析解析第一電離能是氣態(tài)電中性原子失去核外第一

5、個電子需要的能量；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；從總的變化趨勢上看，同一周期中元素的第一電離能從左到右逐漸增大，但有反常，如I1(N)I1(O)。答案解析例例2下列原子的價電子排布式中，對應(yīng)的第一電離能最大的是 A.3s23p1 B.3s23p2 C.3s23p3 D.3s23p4解析解析由于能量3p3s，因而先失去3p軌道上的電子，而C項(xiàng)3s23p3中3p軌道半充滿，是較穩(wěn)定狀態(tài)，因而更難失去第1個電子。答案解析(1)影響電離能大小的因素主要有核電荷數(shù)、原子半徑和核外電子排布。(2)比較元素電離能大小時，要特別注意原子軌道在全充滿、半充滿和全空時元素的電離能較大。方

6、法規(guī)律1.堿金屬元素隨核電荷數(shù)增大，元素的第一電離能 ，堿金屬元素的金屬性逐漸 ，一般來說，元素的第一電離能越小，元素的金屬性 。二、電離能的應(yīng)用減小增強(qiáng)越強(qiáng)元素電離能NaMgAlI1496738578I24 5621 4511 817I36 9127 7332 745I49 54310 54011 5752.右表為Na、Mg、Al的電離能(kJmol1)。分析右表中各元素電離能的變化，回答下列問題：(1)為什么同一元素的電離能逐級增大？答案答案原子失電子時，首先失去的是能量最高的電子，故第一電離能較小，原子失去電子后變成陽離子，離子半徑變小，原子核對電子的引力增強(qiáng)，從而使電離能逐級增大。(2

7、)鈉原子為什么容易失去1個電子成為1價的陽離子？答案答案鈉原子的I2I1，說明鈉原子很容易失去1個電子成為1價陽離子，形成Na為1s22s22p6穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，原子核對外層電子的有效吸引作用變得更強(qiáng)。因此，鈉元素常見價態(tài)為1價。(3)上表中能夠說明鎂、鋁原子通常分別形成Mg2、Al3的依據(jù)是什么？答案答案說明鎂原子通常形成2價陽離子的依據(jù)是I3I2。說明鋁原子通常形成3價陽離子的依據(jù)是I4I3。3.根據(jù)鋰元素逐級電離能數(shù)據(jù)可知，I1I2I1，I3突躍式變大，即失去2個電子后，再失去電子變?yōu)?價陽離子卻非常困難，說明元素M失去2個電子后達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測1.下列關(guān)于電離能的理解中錯誤的

8、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)時該原子越容易失去電子C.第二電離能是氣態(tài)1價陽離子失去一個電子所需要的最小能量D.電離能跟金屬活動性順序是對應(yīng)的12345答案解析解析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項(xiàng)正確；C項(xiàng)為第二電離能的定義，正確；D項(xiàng)，電離能有時并不和金屬活動性順序一一對應(yīng)。2.下列說法正確的是 A.第3周期所含的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答案解析12345解析解析同周期中堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣

9、體最大，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)不正確；由于Mg價電子排布為3s2，而Al為3s23p1，故鋁的第一電離能小于Mg的，B項(xiàng)不正確；D中鉀比鎂更易失電子，鉀的第一電離能小于鎂的，D項(xiàng)不正確。123453.下圖表示前18號元素的原子序數(shù)和氣態(tài)原子失去核外第一個電子所需的能量(kJmol1)的變化圖像。其中A、B、C各點(diǎn)表示的元素是 A.N、S、P B.F、Cl、OC.He、Ne、Ar D.Si、C、B解析解析A、B、C的第一電離能是各自周期中最大的，即最難失電子，故A、B、C是各自周期中的稀有氣體元素He、Ne、Ar。答案解析123454.元素周期表第3周期所含主族元素中，第一電離能最大和最小的兩元素形成的

10、化合物是 A.Na2S B.MgCl2C.NaCl D.AlCl312345解析解析第3周期主族元素中，第一電離能最大的元素為Cl，第一電離能最小的元素為Na，二者形成的化合物為NaCl。答案解析5.請完成下列各題：(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。12345答案5大解析解析Mg的價電子排布式為3s2,3s為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；Al的價電子排布式為3s23p1,3p軌道不是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。元素第一電離能MgAl。第2周期元素的第一電離能比Be元素第一電離能大的元素有C、N、O、F、Ne共5種。解析(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_。12345答案解析1s22s22p2解析解析O原子和N原子的價電子排布分別為2s22p4,2s22p3，N原子的2p軌道半充滿，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以第一電離能大。N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：_。答案1s22s22p63s2解析解析