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。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、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原子半徑元素的第一電離能電負(fù)性最高價化合物對應(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，嘗試對第3周期的元素進行歸納嗎？請?zhí)顚懴卤怼毓手略豊aMgAlSiPSCl主族原子核外價電子排布最高正化合價最低負(fù)化合價化合價的變化規(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最高正價由+1到+7，最低負(fù)價由-4到-1金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強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)化合價元素的金屬性和非金屬性單質(zhì)的氧化性還原性最高價化合物對應(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，非金屬性增強還原性減弱，氧化性增強堿性減弱，酸性增強逐漸增強按周期元素種數(shù)增加相同依次遞增逐漸增大基本相同非金屬性減弱，金屬性增強氧化性減弱，還原性增強酸性減弱，堿性增強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電子排布相同，價層電子全部排布在ns或nsnp能級上2、

稀有氣體元素的價層電子排布為

ns2np6(He為1s2)。副族和第Ⅷ族ⅢBⅣBⅣBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB價層電子排布(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族？屬于哪個區(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)原子失去一個電子形成+1價氣態(tài)陽離子所需要的最低能量。M(g)-e-

→M+(g)符號：I1單位：KJ/mol如：鈉元素的I1=496KJ/mol是指Na(g)-e－→Na＋(g)時所需的最小能量為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電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。1.根據(jù)1~36號元素第一電離能的相對大小，總結(jié)元素的第一電離能的變化規(guī)律。

（1）請以第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

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。學(xué)以致用（2）請以堿金屬元素、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，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，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價氣態(tài)離子失去1個電子，形成+2價氣態(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價氣態(tài)離子再失去1個電子，形成+3價氣態(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。同一元素的各級電離能逐級變大，即I1<I2<I3……

分析表2-2中的數(shù)據(jù)，請試著解釋：為什么鈉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，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。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電離能I/kJ·mol－1的數(shù)據(jù)，下列判斷中錯誤的是（

）

理解應(yīng)用元素I1I2I3I4X