1.2.2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)（第2課時原子半徑和電離能）課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

組織建設(shè)第二節(jié)

原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第2課時

元素周期律第一章

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)衡陽市八中高二化學備課組

何燁【憶往昔】我們學過哪些元素周期律？1.核外電子排布周期性變化規(guī)律3.原子半徑周期性變化規(guī)律2.主族元素主要化合價周期性變化規(guī)律4.金屬性和非金屬性周期性變化規(guī)律1.核外電子排布周期性變化規(guī)律3.原子半徑周期性變化規(guī)律2.主族元素主要化合價周期性變化規(guī)律ns1遞增到ns2np6－4－10＋1＋7方法:首先畫出結(jié)構(gòu)示意圖，然后“三看”：一看電子層數(shù)

二看核電荷數(shù)三看電子數(shù)（1）電子層數(shù)不同時,電子層數(shù)越多,原子半徑越大。（2）電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。（3）電子層數(shù)、核電荷數(shù)都相同時,電子數(shù)越多,原子半徑越大。4、元素的金屬性與非金屬性周期性變化規(guī)律

金屬性：元素的原子失去電子的能力非金屬性：元素的原子得到電子的能力同周期的主族元素從左至右:

同主族元素從上至下:

金屬性減弱，非金屬性增強金屬性增強，非金屬性減弱金屬性和非金屬性強弱判斷依據(jù)金屬性強弱的判斷依據(jù):①金屬單質(zhì)與水(或酸)反應置換出H2的難易程度②最高價氧化物的水化物的堿性強弱③金屬活動性順序表④金屬單質(zhì)之間的置換⑤金屬陽離子氧化性的強弱⑥原電池的正負極⑦元素在周期表中的位置非金屬性強弱的判斷依據(jù):①單質(zhì)與H2化合的難易程度②形成的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性③最高價氧化物的水化物酸性的強弱④非金屬單質(zhì)之間的置換⑤非金屬陰離子還原性的強弱⑥元素在周期表中的位置元素周期律越靠右，越靠上②非金屬性增強①原子半徑減小③單質(zhì)氧化性增強④離子還原性減弱⑥氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強⑦最高價氧化物對應水化物酸性增強⑤單質(zhì)與H2化合越來越容易越靠左，越靠下②金屬性增強①原子半徑增大③單質(zhì)還原性增強④離子氧化性減弱⑥最高價氧化物對應水化物堿性增強⑤單質(zhì)與H2O(或酸)反應劇烈程度增加HF：最穩(wěn)定氫化物HClO4：最強含氧酸1.下列事實能說明金屬性Mg＞Al的是()A、Al最外層有3個電子，Mg最外層有2個電子B、Mg能與熱水反應，而Al卻只能與沸水微弱反應C、堿性：Mg(OH)2中強堿，Al(OH)3兩性氫氧化物D、常溫下，Mg能與濃硝酸劇烈反應，而Al遇濃硝酸沒有明顯變化當堂檢測BC2.下列各組元素性質(zhì)的遞變規(guī)律錯誤的是(

)A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.B、C、N、O、F原子半徑依次增大C.Be、Mg、Ca、Sr、Ba的失電子能力依次增強D.P、S、Cl元素的最高正化合價依次升高B當堂檢測3.應用元素周期律的有關(guān)知識，可以預測我們不知道的一些元素及其化合物的性質(zhì)。下列預測不正確的是①Be的氧化物的水化物可能具有兩性②Tl能與鹽酸和NaOH溶液作用，均產(chǎn)生氫氣③At單質(zhì)為有色固體，At難溶于水易溶于四氯化碳④Li在氧氣中劇烈燃燒，產(chǎn)物是Li2O2，其溶液是一種強堿⑤SrSO4是難溶于水的白色固體⑥H2Se是無色、有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體A.①②③④

B.②④⑥

C.①③⑤

D.②④⑤B金屬性強弱的判斷依據(jù):①金屬單質(zhì)與水(或酸)反應置換出H2的難易程度②最高價氧化物的水化物的堿性強弱③金屬活動性順序表④金屬單質(zhì)之間的置換⑤金屬陽離子氧化性的強弱⑥原電池的正負極⑦元素的第一電離能⑧元素的電負性⑨元素在周期表中的位置非金屬性強弱的判斷依據(jù):①單質(zhì)與H2化合的難易程度②形成的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性③最高價氧化物的水化物酸性的強弱④非金屬單質(zhì)之間的置換⑤非金屬陰離子還原性的強弱⑥元素的第一電離能⑦元素的電負性⑧元素在周期表中的位置電子的能層數(shù)核電荷數(shù)原子半徑是被哪些因素決定的？1234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，電子之間的排斥作用越大，將使原子的半徑增大一、原子半徑深入學習原子半徑減小原子半徑增大原子半徑的遞變規(guī)律電子能層增加，電子間斥力使半徑增大能層占主導核電荷數(shù)遞增，核對電子吸引力增大，半徑減小核電荷數(shù)占主導粒子半徑大小的比較影響因素：電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)原子半徑的比較離子半徑的比較1.先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大2.電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小如：Li

Na

K

Rb

Cs<<<<如：Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl>>>>>>1.先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大如：Ca2+Na+>2.電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小電子層相同時，“序大徑小”如：O2—

F—

Na+

Mg2+

Al3+>>>>3.同種元素不同粒子，電子數(shù)越多，半徑越大如：Fe3+Fe2+<方法規(guī)律粒子半徑比較的一般思路(1)“一層”：先看能層數(shù)，能層數(shù)越多，一般微粒半徑越大。(2)“二核”：若能層數(shù)相同，則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小。(3)“三電子”：若能層數(shù)、核電荷數(shù)均相同，則看核外電子數(shù)，電子數(shù)多的半徑大。練習：1.比較原子（離子）半徑大小的方法(1)r(Na)

r(Mg)

r(Al)

r(Si)

r(P)

r(S)

r(Cl)(2)

r(Li)

r(Na)

r(K)

r(Rb)

r(Cs)(3)

r(K)

r(Al)>>>>>><<<<>(4)

r(Cl－)

r(Cl)，

r(Fe)

r(Fe2＋)

r(Fe3＋)(5)

r(O2－)

r(F－)

r(Na＋)

r(Mg2＋)

r(Al3＋)(6)

r(Li＋)

r(Na＋)

r(K＋)

r(Rb＋)

r(Cs＋)；r(O2-)

r(S2-)

r(Se2-)

r(Te2-)(7)

r(K＋)

r(Na＋)

r(Mg2＋)>>>>>>><<<<<<<>>2.下列四種粒子中，半徑按由大到小的順序排列的是①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖：②基態(tài)Y的價電子排布式：3s23p5③基態(tài)Z2－的軌道表示式：

④W基態(tài)原子有2個能層，電子式：A.③>①>②>④ B.③>②>①>④C.①>③>④>② D.①>④>③>②A二、電離能1、第一電離能（I1）氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量，用符號I1表示。元素原子失去電子所需的最低能量（氣態(tài)、基態(tài)、電中性）2、符號：I單位：KJ/molM(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）結(jié)論（1）電離能的數(shù)值逐級增大；（2）電離能的差別大小反映了電子的分層排布同一元素的逐級電離能是逐漸增大的，即I1<I2<I3<…NaMgAl各級電離能(KJ/mol)49673857845621415181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293②鈉、鎂、鋁失去與化合價對應的電子后，電離能突躍?！緦Ρ扰c發(fā)現(xiàn)】通過觀察左圖的逐級電離能，你發(fā)現(xiàn)了什么？原子失去電子后形成陽離子，所帶正電荷對電子的吸引力更強，所以原子的逐級電離能越來越大。3、逐級電離能：元素原子逐級失去電子所需的最低能量。①原子的逐級電離能越來越大。原子失去電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，很難繼續(xù)失電子。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解釋：原子失去電子后形成陽離子，所帶正電荷對電子的吸引力更強，所以原子的逐級電離能越來越大。元素的逐級電離能數(shù)據(jù)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結(jié)論：同一能層的電子的電離能相差較??；不同能層的電子電離能相差較大。元素的逐級電離能數(shù)據(jù)原子的第一電離能與元素性質(zhì)有何關(guān)聯(lián)？

【思考與討論】電離能越小，表示在氣態(tài)時該原子失去電子越

，即元素的_____性越強；

電離能越大，表明在氣態(tài)時該原子失去電子

,即元素的________性越弱。容易越難金屬金屬意義：表示氣態(tài)原子失去電子難易程度物理量。2、判斷原子失去電子的數(shù)目或形成的陽離子的電荷1、第一電離能可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。

第一電離能越小，越易失電子，金屬的活潑性就越強。因此

堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強。（1）第一電離能影響因素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。（1）第一電離能【思考】：圖中，同周期或同主族的元素原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞增有什么規(guī)律？①以ⅡA、ⅦA族為例，同主族元素的第一電離能變化有何規(guī)律？②以二、三周期為例，同周期元素的第一電離能變化有何規(guī)律？【思考與討論】①以ⅡA、ⅦA族為例，同主族元素的第一電離能變化有何規(guī)律？②以二、三周期為例，同周期元素的第一電離能變化有何規(guī)律？（1）同主族元素的原子，隨著核電

荷數(shù)的增大，I1逐漸減小。（2）同周期元素的原子，隨著核電荷數(shù)的增大，I1呈增大趨勢?！舅伎寂c討論】從原子結(jié)構(gòu)角度解釋為何呈現(xiàn)這樣的規(guī)律？（1）同主族原子半徑增大，核對最外層電子的吸引力減小，I1逐漸減小。（2）同周期原子半徑減小，核對最外層電子的吸引力增大，I1呈增大趨勢。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？（1）所失電子的能級：能量：3s2<3p1（2）價層電子排布：全空、半滿、全滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所需能量高。（1）判斷下列元素間的第一電離能的大小

Na

KN

PF

NeCl

SMg

AlO

N>>>><<（2）將元素按第一電離能由大到小排列①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na課堂檢測第一電離能變化規(guī)律小結(jié)⑴金屬元素的第一電離能都較小；

非金屬元素和稀有氣體元素的第一電離能都較大。⑵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。

同一主族元素的第一電離能，從上到下逐漸減小。⑶過渡元素第一電離能變化不太規(guī)則，隨原子序數(shù)增加略有增加。思考：如何從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋電離能的變化規(guī)律？電子層結(jié)構(gòu)、核電荷數(shù)、原子半徑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(jié)構(gòu)：全充滿（穩(wěn)定的8電子結(jié)構(gòu)）、半充滿5、電離能的應用：表示氣態(tài)原子失去電子難易程度的物理量。(1)判斷元素金屬性的強弱規(guī)律：若某元素的In+1?In，則該元素的常見化合價為+n價。(2)

判斷元素的化合價（I1、I2……表示各級電離能）鈉元素I2?I1，其常見化合價為+1價多電子原子元素的電離能出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就有可能發(fā)生變化。（3）判斷核外電子的分層排布情況如Al：I1＜I2＜I3?

I4，表明Al原子易失去3個電子形成＋3價陽離子。一般地，I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。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的大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)?！拘≡嚺５丁肯铝杏嘘P(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.可通過一種元素各級電離能的數(shù)值，判斷元素可能的化合價D（4）反映元素原子的核外電子排布特點注：①稀有氣體電離能為同周期中最大。

②第一電離能:ⅡA族>ⅢA族,ⅤA族>ⅥA族。

【再來一刀】已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯誤的是(

)元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常見化合價是＋1價B.元素Y是ⅢA族元素C.元素X與氯形成化合物時，化學式可能是XClD.若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應D【第三刀】有5種元素A、B、C、D、E，其中有三種金屬元素，一種稀有氣體元素，其I1～I3分別如下表。元素I1/eVI2/eVI3/eVA13.023.940.0B4.331.947.8C5.747.471.8D7