《四川省德阳五中高中化学人教选修三：第一章 第二节原子结构与元素的性质（2）学生》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川省德阳五中高中化学人教选修三：第一章 第二节原子结构与元素的性质（2）学生（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（复习）我们知道元素性质是由元素原子结构决定的，那具体影响哪些性质呢？ 小结小结元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，称为元素周期律。元素周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。二、元素周期律二、元素周期律1、原子半径、原子半径观察图 120 分析：学与问学与问1元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？理解这种趋势？2元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如
2、何理解这种趋势？趋势？小结小结同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。其主要原因是由于核电荷数的增加使核对电子的引力增加而带来原子半径减小的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来原子半径增大的趋势。同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。其主要原因是由于电子能层增加，电子间的斥力使原子的半径增大。小结小结原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个是核电荷数。显然电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，所以同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。而当电子能层相同时，核电荷数越大，核对电子的吸引力也越大，将使原子半径缩小，所以同周期元素，从左往
3、右，原子半径逐渐减小。思考思考那么，粒子半径大小的比较有什么规律粒子半径大小的比较有什么规律呢？小结小结1、原子半径大小比较：电子层数越多，其原子半径越大。当电子层数相同时，随着核电荷数增加，原子半径逐渐减小。最外层电子数目相同的原子，原子半径随核电荷数的增大而增大来源:学科网2、核外电子排布相同的离子，随核电荷数的增大，半径减小。3、同种元素的不同粒子半径关系为：阳离子原子阴离子，并且价态越高的粒子半径越小。2、电离能、电离能（1）定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能）定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能.常用符号常用符号 I 表示，单位为
4、表示，单位为 KJmol1 意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。强调强调原子为基态原子，保证失去电子时消耗能量最低。电离能用来表示原子或分子失去电子的难易程度。电离能越大，表示原子或离子越难失电子；电离能越小，表示原子或离子易失电子，点击试题点击试题已知 Na 元素的 I1=496 KJmol-1,则 Na (g) -e- Na +(g) 时所需最低能量为 . （2）元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去）元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去 1 个电子，生成个电子，生成+1 价气态阳价气态阳离子所需要的能量称为第一
5、电离能，常用符号离子所需要的能量称为第一电离能，常用符号 I1表示。表示。注意注意气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。问问读图l21。碱金属原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢? 规律规律从图l2l可见，每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一个元素(稀有气体)的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一电离能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能也依次下降)。学与问学与问1、金属的
6、电离能与碱金属的活泼性存在什么联系、金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系?同周期元素：碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大；从左到右， 元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。短 周期元素的这种递变更为明显，这是同周期元素原子电子层数相同，但随着核电荷数增大和 原子半径减小，核对外层电子的有效吸引作用依次增强的必然结果。同主族元素：自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越容易失去电子电子。这是因为同主族元素原子的价电子数相同，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐减弱。过渡元素的第一电离能的变化不太规则，随元
7、素原子序数的增加从左到右略有增加。这是因为对这些元素的原子来说，增加的电子大部分排布在(n-1)d 轨道上，核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。(3)(3)电离能的变化规律：电离能的变化规律：思考与交流思考与交流 Be 的第一电离能大于 B，N 的第一电离能大于 O，Mg 的第一电离能大于Al，Zn 的第一电离能大于 Ga？小结小结但值得我们注意的是：元素第一电离能的周期性变化规律中的一些反常：同一周期，随元素核电荷数的增加，元素第一电离能呈增大的趋势。主族元素：左-右：第一电离能依次明显增大（但其中有些曲折） 。反常的原因：多数与全空（p0、d0） 、全满（p6、d10）和半满（p3、d
8、5）构型是比较稳定的构型有关。当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半充满和全充满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。故磷的第一电离能比硫的大，Mg 的第一电离能比 Al 的第一电离能大。在同周期元素中，稀有气体的第一电离能最大。金属越活泼，金属元素的第一电离能越小，非金属越活泼，非金属元素的第一电离能越大。点击试题不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为点击试题不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为 E）如图所示，）如图所示，试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的
9、变化特点，并回答下列问题。（1）同主族内不同元素的）同主族内不同元素的 E 值的变化特点是值的变化特点是 。各主族中。各主族中 E 值的这种变化特值的这种变化特点体现了元素性质的点体现了元素性质的 变化规律。变化规律。（2）同周期内，随原子序数的增大，）同周期内，随原子序数的增大，E 值增大。但个别元素的值增大。但个别元素的 E 值出现反常现象，试预值出现反常现象，试预测下列关系中正确的是测下列关系中正确的是 （填写编号）（填写编号） 。E（砷）（砷）E（硒）（硒） E（砷）（砷）E（硒）（硒）E（溴）（溴）E（硒）（硒） E（溴）（溴）E（硒）（硒）同周期元素：从左到右，元素的第一电离能在总
10、体上呈现从小到大的变化趋势，同周期元素：从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。表示元素原子越来越难失去电子。同主族元素：自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越容易失去同主族元素：自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越容易失去电子电子。电子电子。小结小结总之，第一电离能的周期性递变规律是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果Be 有价电子排布为 2s2，是全充满结构，比较稳定，而 B 的价电子排布为 2s22p1， 、比Be 不稳定，因此失去第一个电子 B 比 Be 容易，第一电离能小（3）估计）估计 1mol 气态气态
11、Ca 原子失去最外层一个电子所需能量原子失去最外层一个电子所需能量 E 值的范围：值的范围： E 。（4）10 号元素号元素 E 值较大的原因是值较大的原因是 学与问学与问2 2、下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。为什么原子的逐、下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。为什么原子的逐级电离能越来越大级电离能越来越大? ?这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系? ?（4 4）第二电离能；由）第二电离能；由+1+1 价气态阳离子再失去价气态阳离子再失去 1 1 个电子形成个电子形成+2+2 价气态阳离子所需价气态阳离子所需要的能量
12、称为第二电离能，常用符号要的能量称为第二电离能，常用符号I I2 2表示，依次还有第三、第四电离能等。表示，依次还有第三、第四电离能等。通常，原子的第二电离能高于第一电离能，第三电离能又高于第二电离能。这是因为元素的原子失去电子后，原子核对核外电子的作用增加，再失去电子消耗能量增加，失电子变得困难。根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子越容易失去电子；反之，电离能越大，表明在气态时该原子越难失去电子。因此，运用电离能数值可以判断金属原子在气态时失电子的难易程度。(5)(5) 电离能的应用电离能的应用、根据电离能数据，确定元素核外电子的排布、根据电离能数据，确定元素核外电子的排布
13、1 1如 Li I1I2I3，表明 Li 原子核外的三个电子排布在两个能层上，且最外层上只有一个电气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(用 I1表示)，从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需消耗的能量叫做第二电离能(用 I2表示)，依次类推，可得到 I3、I4、I5同一种元素的逐级电离能的大小关系：I1I2I3I4I5即一个原子的逐级电离能是逐渐增大的。这是因为随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多。Na 的 I1，比 I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第
14、二电子容易得多，所以 Na 容易失去一个电子形成+1 价离子；Mg 的 I1和 I2相差不多，而 I2比 I3小很多，所以 Mg 容易失去两个电子形成十 2 价离子；Al 的 I1、I2、I3相差不多，而 I3比 I4小很多，所以 A1 容易失去三个电子形成+3 价离子。而电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。子根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。2 2如 K 元素 I1I2I3，表明 K 原子易失去一个电子形成+1 价阳离子。一般来讲，在电离能较低时，原子失去电子形成阳离子的价态为该元素的常见的价态。如 Na 的第一电离能较小，第二
15、电离能突然增大(相当于第一电离能的 10 倍)，故 Na 的化合价为+1，而 Mg 在第三电离发生突变，故 Mg 的化合价为+2、判断元素的金属性、非金属性强弱判断元素的金属性、非金属性强弱3 3I1越大，元素的非金属性越强，I1越小，元素的金属性越强。需要我们注意的是，金属活动性表示的是在水溶液中金属单质中的原子失去电子的能力，而电离能是指金属元素在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，二者对应条件不同，所以排列顺序不完全一致。来源:Zxxk.Com电离能主要针对的是金属，对于非金属我们通常用与其相对应的电子亲和能，下面让我们来简单了解一下电子亲和能知识拓展元素的电子亲和能知识拓展元素的电子亲和能1、电子亲和能：元素的一个气态原子获得 1 个电子成为气态阴离子时所放出的能量称为第一电子亲和能2、电子亲和能的符号和单位：E 单位为 KJmol1 1、某元素的电离能(电子伏特)如下：此元素位于元素周期表的族数是A. IA B. A C. A D、A E、A F、A G、 A2.下列说法正确的是（ ）A.第 3 周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大3、电子亲和能的意义：电子亲和能的大小反映了气态原子获得电子成为气态阴离子的难易程度。电子亲和能大，该元素的原子就容易与电子结合4、影
