原子半徑、電離能與電負性【知識精講+拓展提升+遷移訓練】 高二化學課件精講及好題精練（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結構與性質2019人教版選擇性必修二第二節(jié)原子結構與元素的性質第二課時原子半徑、電離能與電負性核心素養(yǎng)發(fā)展目標1.分析原子結構中原子核對核外電子作用力的變化,理解原子半徑、第一電離能和電負性的遞變規(guī)律及其原因,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。2.通過原子半徑、第一電離能和電負性的數(shù)據(jù)和圖示,掌握相關規(guī)律,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。共價半徑范德華半徑金屬半徑rrr原子半徑，總是以相鄰原子的核間距為基礎而定義的。原子半徑依據(jù)量子力學理論，核外電子從原子核附近到離核很遠的地方都有可能出現(xiàn)，因此原子并不是一個具有明確“邊界”的實體。這就是說，原子并沒有經(jīng)典意義上的半徑。但是，由于核外電子運動區(qū)域的大小對于元素原子的性質有很大的影響，為了便于討論這方面的問題，人們便假定原子是一個球體，并采用統(tǒng)計的方法來測定它的半徑。元素周期表中的同周期主族元素從左到右、同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？原子半徑電子的能層數(shù)核電荷數(shù)取決于核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小。電子的能層越多，電子之間的排除作用越大，將使原子的半徑增大。原子半徑粒子半徑的比較方法電子的能層數(shù)原子半徑_____越大能層數(shù)越多特例：rLi>rAl核電荷數(shù)能層數(shù)相同原子半徑_____越小核電荷數(shù)越大①②核外電子數(shù)原子半徑_____越大核外電子數(shù)越多核電荷數(shù)和能層數(shù)都相同③原子半徑試比較下列粒子的半徑：1.r(Na+)

r(Mg2+)

r(Al3+)2.r(Li+)

r(Na+)

r(K+)3.r(H-)

r(Li+)

r(Be2+)

4.r(S2-)

r(Cl-)

r(K+)

r(Ca2+)5.r(Fe)

r(Fe2+)

r(Fe3+)

6.r(Al3+)

r(O2-)

r(S2-)＞＞＜＜＞＞＞＞＞>>＜＜學以致用電離能氣態(tài)基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)陽離子所需要的最低能量叫做第一電離能，用符號I1表示。符號：I單位：KJ/mol電離能在科學研究和生產(chǎn)實踐中，僅有定性的分析往往是不夠的，為此人們用電離能、電負性來定量的衡量或比較原子得失電子能力的強弱。保證“能量最低”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）（2）電離能的差別大小反映了電子的分層排布電離能（1）電離能的數(shù)值逐級增大；結論：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；原子序數(shù)第一電離能（kJ·mol-1）電離能的遞變規(guī)律對同一周期的元素而言，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隨原子序數(shù)遞增，同周期的第一電離能有什么規(guī)律？同一周期元素的第一電離能，從左到右總體上是呈增大趨勢過渡元素第一電離能變化不太大。原子序數(shù)第一電離能（kJ·mol-1）電離能的遞變規(guī)律隨原子序數(shù)遞增，同族元素的第一電離能有什么規(guī)律？同一主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小。HeNeArHLiNaBeBCNOFMgAlSiPSCl短周期元素的第一電離能在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一電離能大于相鄰的元素的第一電離能。為什么？ⅤA族ns2np3半充滿ⅡA族np全空電離能的遞變規(guī)律ⅥA族失去的電子為已配對電子，互斥ⅢA族失去的是np能級的電子，能量高易失去2s22p13s23p12s22p43s23p42s22p33s23p33s22s2影響電離能大小因素⑴核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多、半徑越小、核對外層電子引力越大、越不易失去電子，電離能越大。⑵原子半徑：同族原子半徑越大、原子核對外層電子的引力越小，越易失電子，電離能越小。⑶電子層結構：穩(wěn)定的8電子結構（同周期末層）電離能最大。電離能kJ·molNaMgAl第一電離能496738578第二電離能456214511817第三電離能691277332745第四電離能95431054011575第五電離能133531363014830第六電離能166101799518376第七電離能201142170323293電離能下圖是鈉、鎂、鋁的逐級電離能，為什么原子的逐級電離能越來越大？原子失去一個電子變成+1價陽離子，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)變少，核對外層電子的吸引作用增強，使第二個電子比第一電子難失去，失去第二個電子比失去第一個電子需要更多的能量。電離能kJ·molNaMgAl第一電離能496738578第二電離能456214511817第三電離能691277332745第四電離能95431054011575第五電離能133531363014830第六電離能166101799518376第七電離能201142170323293電離能這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯(lián)系？同一元素的不同電離能變化規(guī)律：（1）逐級增大，且存在突躍。（2）根據(jù)主族元素原子不同級電離能的突躍性變化，判斷元素性質（通常價態(tài)）、元素在周期表中的位置等。鈉、鎂、鋁的最高化合價分別是＋1、＋2、＋31.判斷元素金屬性的強弱電離能越小、金屬越容易失去電子，金屬性越強；反之越弱。2.判斷元素的化合價（I1、I2示各級電離能）如果某元素的In+1>In，則該元素的常見化合價為+n價。如鈉元素I2>I1，所以鈉元素的常見化合價為+1價。電離能應用3.判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中，元素的各級電離能逐漸增大，有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就有可能發(fā)生變化。4.反映元素原子的核外電子排布特點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得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。電離能應用I1I2I3I4X500102069009500Y5801800270011600Z4203100440059001、判斷X、Y、Z化合價+2+3+1學以致用2.具有下列價電子構型的原子中,第一電離能最小的是(

)A.2s22p4

B.3s23p4

C.4s24p4

D.5s25p4A、B、C、D所對應的元素依次是O、S、Se、Te元素,最外層電子結構相同,原子半徑越大,原子核吸引電子的能力越弱,其第一電離能越小,故電離能大小順序是O>S>Se>Te,第一電離能最小的是Te原子,故選D。D學以致用3、將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列：①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na學以致用4、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。5大(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，原是。1s22s22p2N原子的2p軌道達到半充滿結構，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：__________。1s22s22p63s2電離能I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540學以致用電負性電負性的周期性變化電負性隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化電負性以氟的電負性為4.0和鋰的電負性為1.0作為相對標準，得出各元素的電負性。電負性是相對值，沒單位。電負性逐漸增大電負性逐漸減小金屬元素的電負性較小，非金屬元素的電負性較大。電負性：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小1、判斷元素金屬性和非金屬性的強弱②非金屬元素的電負性一般大于1.8電負性的應用電負性越大,元素的非金屬性越強,電負性越小,元素的非金屬性越弱①金屬元素的電負性一般小于1.8③位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”,電負性在1.8左右,既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性。電負性的周期性變化2、判斷化學鍵的類型電負性相差很大(相差>1.7)電負性相差不大(相差<1.7)但也有特例（如HF）但也有特例（如NaH）電負性的應用離子鍵共價鍵電負性的周期性變化3、判斷化學鍵的極性強弱若兩種不同的非金屬元素的原子間形成共價鍵，則必為極性鍵，且成鍵原子的電負性之差越大，鍵的極性越強。如極性：H—F>H—Cl>H—Br>H—I電負性的應用電負性的周期性變化兩種非金屬元素形成的化合物中，通常電負性大的元素顯負價，電負性小的顯正價4、判斷共價化合物中元素的化合價電負性的應用電負性的周期性變化判斷下列化合物中化合價為正價的元素

CH4

NF3

SiH4

NaAlH4

NaBH4

SiH4+2O2SiO2+2H2O甲硅烷是一種較強還原劑+4-1+1+4-2-20氧化產(chǎn)物CH4+2O2CO2+2H2O點燃氧化產(chǎn)物-4+1+1+4-2-20電負性的應用4、判斷共價化合物中元素的化合價在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的，被稱為“對角線規(guī)則”。對角線相似是由于它們的電負性相近的緣故。5、解釋對角線規(guī)則相似性：例如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為Li2O和MgO;鈹和鋁的氫氧化物均為兩性氫氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。電負性的應用電負性的周期性變化1.元素電負性隨原子序數(shù)的遞增而增大的是(

)A.Na

K

Rb B.N

P

AsC.O

S

Cl D.Si

P

ClD

學以致用2.下列是幾種基態(tài)原子的電子排布式,電負性最大的原

子是(

)A.1s22s22p4

B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2

D.1s22s22p63s23p64s2A3、查閱下列元素的電負性數(shù)值，判斷：①NaF②AlCl3

③NO

④MgO⑤BeCl2

⑥CO2共價化合物（

）離子化合物（

）②③⑤⑥①④元素NaLiMgBeAlSiBPCSNCIOF電負性0.91.01.21.51.51.82.02.12.52.53.03.03.54.0學以致用4、在下列空格中，填上適當?shù)脑?/p>