【课件】原子结构与元素性质课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

原子结构与元素的性质2选择性必修2 物质结构与性质 第一章 原子结构与性质同周期主族元素从左到右，得电子能力增强，非金属性增强二、元素周期律AALiNaMgKRbCs0AAAAAAlSiPSClAr 金属性增强同主族元素从上到下，失电子能力增强s 区ns1-2p 区ns2np1-6主族元素原子半径的周期性变化二、元素周期律 1.原子半径原子半径随原子序数的递增呈现周期性变化原子半径随原子序数的递增呈现周期性变化减小减小增增大大原子半径原子半径同周期同周期同主族同主族从左到右，随核电荷数增大从左到右，随核电荷数增大，原子半径，原子半径减小减小。从上到下，随电子的能层数增多从上到下，随电子的能层数增多，原子半径，原子半径增大增大。原原子子半半径径取决于取决于电子的能层数电子的能层数核电荷数核电荷数原子半径原子半径越越大大能层数越多能层数越多能层数相同能层数相同核电荷数越大核电荷数越大核对电子的引核对电子的引力也就越大力也就越大导致导致原子半原子半径径越越小小(1)(1)影响因素影响因素(2)2)递变规律递变规律（1 1）定义定义：气态气态/电中性电中性/基态基态原子原子失去一个电子失去一个电子转化为气态转化为气态基态正离子基态正离子所需要所需要的的 最低最低能量叫做第一电离能能量叫做第一电离能。用符号I1表示，单位：kJ/mol。2.电离能电离能（2 2）意义：）意义：电离能电离能是表示气态原子是表示气态原子失去电子难易失去电子难易程度的物理量。程度的物理量。第一第一第一第一电离能电离能电离能电离能可以衡量元素的原子可以衡量元素的原子失去一个电子失去一个电子失去一个电子失去一个电子的难易程度。的难易程度。第一第一电离能电离能越小越小，原子越易，原子越易失电子失电子（最外层的一个电子）（最外层的一个电子）第一电离能有怎样的变化规律？原子序数第一电离能/kJmol1 原子序数第一电离能：Li Na K Rb Cs 第一电离能/kJmol1 已知碱金属已知碱金属元素（元素（LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs）位于周期表位于周期表s s区区IAIA族，价电子为族，价电子为nsns1 1。随着碱金属原子序数增随着碱金属原子序数增大，大，原子半径增大原子半径增大原子半径增大原子半径增大，原子核原子核对最外层电子的引力越小对最外层电子的引力越小，越容易失去电子，第一电离越容易失去电子，第一电离能逐渐减少。能逐渐减少。AALiNaMgKRbCs0AAAAAAlSiPSClArs 区ns1-2p 区ns2np1-6 同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，失电子能力逐渐增强，第一电离能逐渐减小。思考：为什么思考：为什么同周期同周期IIAIIA族族元素原子的第一电离能比元素原子的第一电离能比IAIA族族的更大的更大？同周期原子同周期原子的电子层数相的电子层数相同，随着同，随着核电荷数增大核电荷数增大核电荷数增大核电荷数增大，原子，原子核对最外层电子的引力增强，核对最外层电子的引力增强，越难失去电子，第一越难失去电子，第一电离能逐电离能逐渐增大渐增大。第二周期第二周期第三周期第三周期第四周期第四周期元素的第一电离能的周期性元素的第一电离能的周期性（3 3 3 3）变化规律变化规律对同一周期的元素而言，对同一周期的元素而言，碱金属碱金属元素的第一电离能最小，元素的第一电离能最小，稀有气稀有气体体元素的第一电离能最大元素的第一电离能最大同一周期同一周期；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小小到到大大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子的变化趋势，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同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，减小，表明自上而下原子表明自上而下原子越来越越来越易易失去电子失去电子元素的第一电离能元素的第一电离能元素的第一电离能元素的第一电离能的呈现周期性变化的呈现周期性变化的呈现周期性变化的呈现周期性变化但有反常现象！但有反常现象！反常现象反常现象的背后，的背后，必然存在必然存在隐藏的影隐藏的影响因素。响因素。【思考与讨论思考与讨论】如前图：如前图：B B 和和 Al Al 的的第一电离能第一电离能反常反常（偏低）（偏低）的原因的原因?练习、请练习、请先写出先写出BeBe与与B B、MgMg与与AlAl的核外电子排布式：的核外电子排布式：Be Be 1s 1s2 22s2s2 2B B 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1 Mg 1sMg 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 2Al 1sAl 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1解析：解析：B B、AlAl最外层的最外层的npnp电子能量比左边电子能量比左边BeBe、MgMg最外层的最外层的nsns电子高，电子高，更容易失去，电离能更小。更容易失去，电离能更小。【思考与讨论思考与讨论】O O 和和 S S 的的第一电离能第一电离能反常（偏低）的原因？反常（偏低）的原因？练习、请练习、请先写出先写出N N与与P P、O O与与S S的价层电子排布图（轨道表示式）：的价层电子排布图（轨道表示式）：2s2s2p2pO O3s3s3p3pS S OO、S S失去的为已配对电子，失去的为已配对电子，配对电子相互排斥，更容易失配对电子相互排斥，更容易失去，造成第一电离能偏低。去，造成第一电离能偏低。2s2s2p2pN N3s3s3p3pP P N N、P P的的p p能级电子处于半充能级电子处于半充满稳定状态，造成第一电离能满稳定状态，造成第一电离能偏高。偏高。I1表示失去1个电子，并不能完全体现金属性。比如I1(Mg)I1(Al)，但镁的金属性反比铝强。【思考与讨论思考与讨论】（1 1）碱金属）碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？碱金属元素的第一电离能越小，原子越容易失电子，碱金属的活泼性越强。BeBe(g)g)=Be Be+(g)g)+e e -I I1 1（第一电离能）（第一电离能）Be Be+(g)g)=Be Be 2 2+(g)(g)+e e -I I2 2（第二电离能）（第二电离能）Be Be 2 2+(g)(g)=Be Be 3 3+(g)(g)+e e -I I3 3（第三电离能）（第三电离能）同一元素的逐级电离能电离能I I3 3I I2 2I I1 1铍原子的三级电离能比较示意图元素NaMgAl电离能kJmol14967385784 5621 4511 8176 9127 7332 7459 54310 54011 57513 35313 63014 83016 61017 99518 37620 11421 70323 293思考与讨论（2）下表的数据从上到下是Na、Mg、Al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的原因是什么?逐级电离能与钠、镁、铝的化合价有什么关系?元素NaMgAl电离能kJmol14967385784 5621 4511 8176 9127 7332 7459 54310 54011 57513 35313 63014 83016 61017 99518 37620 11421 70323 293 同一元素逐级电离能关系 I1 I2 I3 I I2 2、I I4 4 I I3 3I In n+1+1 I In n。Na(g)Na(g)=NaNa+(g)+e(g)+e-NaNa+(g(g)=)=NaNa2+2+(g)+e(g)+e-40664066NaMgAl电离能（kJmol1）I1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575I5133531363014830I6166101799518376I7201142170323293结论：结论：同一元素逐级电离能同一元素逐级电离能判断元素判断元素的主要的主要化合价化合价;如果I2I1，则原子易形成+1价阳离子而不易形成+2价阳离子；如I3I2I1，即I在I2和I3之间突然增大，则元素易形成+2价阳离子。解析解析: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，所以原子的逐级电离能越来越大。钠的第一电离能比第二电离能小很多，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以钠容易失去一个电子形成1价钠离子；镁的第一电离能和第二电离能相差不多，但第二电离能比第三电离能小很多，说明镁容易失去两个电子形成2价镁离子；铝的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不多，但第三电离能比第四电离能小很多，说明铝容易失去三个电子形成3价铝离子。判断元素金属性的强弱判断元素金属性的强弱 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。判断元素的化合价（判断元素的化合价（I I1 1、I I2 2示各级电离能）示各级电离能）如果某元素的如果某元素的I In+1n+1IIn n，则该元素的常见化合价为，则该元素的常见化合价为+n+n价。价。如钠元素如钠元素I I2 2II1 1，所以钠元素的常见化合价为所以钠元素的常见化合价为+1+1价。价。(4(4(4(4）电离能的应用判断元素金属性的强弱判断元素金属性的强弱 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。判断元素的化合价（判断元素的化合价（I I1 1、I I2 2示各级电离能）示各级电离能）如果某元素的如果某元素的I In+1n+1IIn n，则该元素的常见化合价为，则该元素的常见化合价为+n+n价。价。如钠元素如钠元素I I2 2II1 1，所以钠元素的常见化合价为所以钠元素的常见化合价为+1+1价。价。2.2.下表中：下表中：X X、Y Y是主族元素，是主族元素，I I为电离能，单位是为电离能，单位是kJmolkJmol1 1。元素I1I2I3I4X4964 5626 9129 543Y5781 8172 74511 575根据表中所列数据的判断错误的是（根据表中所列数据的判断错误的是（）A.A.元素元素X X是第是第AA族的元素族的元素B.B.元素元素Y Y的常见化合价是的常见化合价是3 3C.C.元素元素X X与与O O形成化合物时，化学式可能是形成化合物时，化学式可能是X X2 2OO2 2D.D.若元素若元素Y Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应处于第三周期，它可与冷水剧烈反应D DB B4.第一电离能I1是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。请回答以下问题:(1)认真分析右图中同周期元素第一电离能的变化规律,将NaAr之间六种元素用短线连接起来,构成完整的图像。(2)从上图分析可知,同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是 。(3)N元素的第一电离能比C、O元素的第一电离能大的原因是 。(4)气态锂原子失去核外不同电子所需的能量分别为:失去第一个电子为519 kJmol-1,失去第二个电子为7 296 kJmol-1,失去第三个电子为11 799 kJmol-1,由此数据分析锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量的原因:。从上到下依次减小从上到下依次减小N N原子原子2p2p能级半充满能级半充满,相对稳定相对稳定LiLi原子失去一个电子后变成原子失去一个电子后变成LiLi+,Li,Li+已形成稳定结构已形成稳定结构,再失去电子很困难再失去电子很困难鲍林3.电负性（1 1）化学键：）化学键：元素相互化合，相邻的原子之间元素相互化合，相邻的原子之间产生化学产生化学作用力作用力，形象形象地叫做化学键。地叫做化学键。（2 2）键合电子：键合电子：原子中用于形成化学键的电子称为键合原子中用于形成化学键的电子称为键合