《新教材2023_2024学年高中化学第1章原子结构与元素性质第3节元素性质及其变化规律第2课时电离能与电负性课件鲁科版选择性必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材2023_2024学年高中化学第1章原子结构与元素性质第3节元素性质及其变化规律第2课时电离能与电负性课件鲁科版选择性必修2（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、素养目标1.通过了解电离能的定义及其内涵,认识主族元素电离能的变化规律,知道电离能与元素化合价的关系,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.通过知道主族元素电负性与元素性质的关系,认识主族元素电负性的变化规律,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升目录索引基础落实必备知识全过关自主梳理一、元素的电离能“气态”“基态”“失去一个电子”等是保证“最小能量”的条件1.电离能气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量。符号:I。单位:kJmol-1。2.元素的逐级电离能(1)定义:元素原子失去一个电子的电离能称为第一电离能,符号为I1;在此基
2、础上再失去一个电子的电离能称为第二电离能,符号为I2;以此类推,还有第三、第四电离能等。同一原子的各级电离能之间存在关系:I1I2I3M(g)M+(g)+e-I1(第一电离能)M+(g)M2+(g)+e-I2(第二电离能)M2+(g)M3+(g)+e-I3(第三电离能)(2)意义:可以利用元素的电离能数据来判断元素的原子或离子失去电子的。电离能数值越小,表示在气态时该元素的原子(或离子)越失去电子;电离能数值越大,表示在气态时该元素的原子(或离子)越失去电子。难易程度容易难3.元素第一电离能的变化规律其中A与A族、A与A族之间出现反常现象(1)对同一周期的元素而言,从左到右,元素的第一电离能在
3、总体上呈现从到的变化趋势,表示元素原子越来越难失去电子。(2)同主族元素,总体上自上而下第一电离能逐渐,表明自上而下原子越来越失去电子。(3)过渡元素的第一电离能的变化不太规则,同一周期随着元素原子序数的增加,第一电离能从左到右总体上略有增加。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或(n-2)f轨道上,原子核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。小大减小容易【微点拨】具有全充满、半充满及全空的电子排布的元素稳定性较高,其电离能数值较大。如稀有气体的电离能在同周期元素中最大,N元素原子2p能级为半充满、Mg元素原子3s能级为全充满状态,其电离能均比同周期相邻元素大。当相
4、邻逐级电离能突然变大时,说明其电子层发生了变化,即同一电子层中各级电离能相近,不同电子层中电离能有很大的差距。二、元素的电负性1.电负性(1)定义:用来描述在形成化学键时的相对强弱。鲍林给元素的电负性下的定义是“电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度”。稀有气体元素未计(2)意义:元素的,表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力;反之,相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的能力。两个不同原子吸引电子能力电负性越大越强电负性越小越弱2.电负性的变化规律(1)对主族元素,同一周期从左到右,电子层数相同,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,元素电负性逐渐增大。
5、(2)同一主族从上到下,核电荷数逐渐增大,随电子层数的增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,元素的电负性逐渐减小。(3)电负性大的元素集中在元素周期表的右上角,电负性小的元素集中在元素周期表的左下角。3.电负性的应用(1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱。金属的电负性一般2,非金属的电负性一般2。金属元素的电负性,金属元素越活泼;非金属元素的电负性,非金属元素越活泼。(2)判断元素的化合价。电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力,元素的化合价易呈现。电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力,元素的化合价易呈现。小于大于越小越大弱正价强负价(3)判断化学键的性质。电负
6、性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键;电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是共价键。【微思考】电负性最大的元素和电负性最小的元素分别在元素周期表中的哪个位置?提示电负性最大的元素位于元素周期表的右上方(稀有气体除外),F元素的电负性最大;电负性最小的元素位于周期表的左下方,Fr元素电负性最小。自我检测1.正误判断:(1)同周期元素中A族元素的第一电离能最大。()(2)在同一主族中,自上而下元素的第一电离能逐渐减小。()(3)A、A族元素的原子,其原子半径越大,第一电离能越大。()(4)元素的电负性越大,原子在化合物中吸引电子的能力越强。()(5)主族元素的电负性越大
7、,元素原子的第一电离能一定越大。()(6)在同一周期中,主族元素电负性从左到右呈递增的趋势(稀有气体元素除外)。()2.下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是()A重难探究能力素养全提升问题探究探究探究1电离能的影响因素及应用电离能的影响因素及应用1.观察并分析下表电离能数据回答问题:为什么Li原子易形成Li+,而不易形成Li2+;Mg原子易形成Mg2+,而不易形成Mg3+?提示从表中数据可知,Li元素的I2远大于I1,因此Li原子容易失去第一个电子,而不易失去第二个电子,即Li原子易形成Li+,而不易形成Li2+。镁元素的I1、I2相差不大,I3远大于I1和I2,说明镁原子容易失
8、去两个电子,而不易失去第三个电子,因此镁原子易形成Mg2+,而不易形成Mg3+。2.观察并分析下图元素第一电离能的变化情况,回答下列问题:(1)总体上,金属元素的第一电离能都较小,非金属元素和稀有气体元素的第一电离能都较大。为什么?提示因为金属元素原子的最外层电子数都比较少,容易失去电子,所以金属元素的第一电离能都比较小;而非金属元素原子的最外层电子比较多,不容易失去电子,稀有气体元素原子价电子排布式为ns2np6(He为1s2),是稳定结构,更难失去电子,因此它们的第一电离能都比较大。(2)为什么第2周期中的Be元素和N元素及第3周期中的Mg元素和P元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电
9、离能?提示当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半充满或全充满结构时原子处于能量较低状态,所以失电子所需能量较大,即I1较大。而Be、N、Mg、P元素的原子结构恰好满足这一点,所以导致它们的第一电离能大于同周期相邻元素。归纳拓展电离能的应用(1)根据电离能数据,确定元素核外电子的排布。判断元素原子核外电子的分层排布,这是由于层与层之间电离能相差很大,电离能数值在不同电子层之间发生突变,而相同电子层内电离能数值差别相对较小,如Na的第一到第七电离能(单位kJmol-1)分别为:496、4562、6912、9543、13353、16610、20114。从中明显看出在第一、第二电离能之间有突
10、跃,故可判断Na最外层只有1个电子。(2)根据电离能数据,确定元素在化合物中的化合价。如K元素I1I2MgAlNa,故B错误;I、Br、Cl、F属于同一主族元素且原子序数依次减小,同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,所以I、Br、Cl、F第一电离能依次增大,故C错误;F、O、N、C属于同一周期主族元素且原子序数依次减小,同一周期中A族元素的第一电离能大于A族的,所以其第一电离能大小顺序是FNOC,故D错误。4.下列说法正确的是()A.第3周期元素中氯的第一电离能最大B.氮的第一电离能比氧小C.在所有的元素中氦的第一电离能最大D.硼的第一电离能比铍大C解析第3周期元素中Ar的第一电
11、离能最大,A错误;N、Be原子最外层某能级电子具有半充满或全充满结构,其元素第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,故B、D错误;根据元素性质的递变规律可知,He的第一电离能在所有元素中最大,C正确。视角3电离能的应用5.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电子的分子,且第一电离能YZ。W的各级电离能(单位:kJmol-1):I1=500、I2=4600、I3=6900、I4=9500、I5下列说法错误的是()A.Y、Z还均可与X形成含18个电子的分子B.这四种元素位于3个不同周期C.简单离子半径:YZWD.电负性:YZXD解析X、Y、Z、W为原子序数
12、依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电子的分子,X是H元素;第一电离能YZ,则Y是N元素,Z是O元素;W的I1远小于I2,说明W最外层有1个电子,W是Na元素。N、O可与H形成N2H4、H2O2等含18个电子的分子,故A正确;H位于第1周期,N、O位于第2周期,Na位于第3周期,故B正确;电子层数相同,核电荷数越多半径一般越小,简单离子半径:N3-O2-Na+,故C正确;元素非金属性越强电负性越大,电负性:ONH,故D错误。6.A元素原子的各级电离能数据如下(单位:kJmol-1):I1I2I3I4I5I657818172745115781483018376则A元素的常见价态是
13、()A.+1价B.+2价C.+3价D.+6价C解析根据A元素原子的各级电离能数据可知,第三电离能到第四电离能发生突变,则A元素的常见价态为+3价。7.(双选)2023河北唐山第二中学检测如表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示,单位为kJmol-1)。元素I1I2I3I4R7401500770010500关于元素R的下列推断中,错误的是()A.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2B.R元素位于元素周期表中A族C.R元素的最高正化合价为+2价D.R元素第一电离能小于同周期其他元素AD解析从表中元素的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能剧增,可失
14、去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为A族元素,该元素R第四电离能后还存在电离能,R元素是Mg,故A错误、B正确、C正确;A族核外价电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故D错误。易错警示易错警示应用逐级电离能数据解题时,要关注逐级电离能之间的差异,尤其是发生突变的电离能。不同种元素的第一电离能大小可用于比较元素的金属性或非金属性强弱,而同一元素的逐级电离能常用于判断元素的化合价、所处的族(主要是主族元素)及判断核外电子排布情况。问题探究探究探究2元素的电负性及其应用元素的电负性及其应用1.已知两种元素X、Y,一种为金属元素,另一种为非金属
15、元素,它们的电负性数值如下:X(0.8)、Y(3.0)。根据所学知识分析哪一种是金属元素,哪一种是非金属元素?另有两种非金属元素,电负性数值如下:M(2.8)、N(3.5),请比较它们的活动性;另有两种金属元素,电负性数值如下:P(0.9)、Q(1.2),请比较它们的活动性。提示X是金属元素,Y是非金属元素;活动性MQ。2.请从电负性角度解释为什么H2O中的氧为负价、氢为正价?3.镁和铝是第3周期两种相邻的金属元素,其中镁的化合物氯化镁中是离子键,氯化铝中却是共价键,请从电负性的角度进行解释。提示O的电负性大于H的电负性,在化合物H2O中O显负价,H显正价。提示Mg的电负性为1.2,Al的电负
16、性为1.5,Cl的电负性为3.0,Mg与Cl的电负性差值大,故氯化镁中是离子键而氯化铝中是共价键。归纳拓展1.元素周期表中电负性、第一电离能与金属性和非金属性的关系2.元素的对角线规则(1)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃),被称为“对角线规则”。(2)处于“对角线”位置的元素,它们的电负性接近或相等,说明它们在化合物中吸引电子的能力相当,因而表现出相似的性质。应用体验视角1电负性的概念与意义1.下列说法不正确的是()A.A族元素的电负性从上到下逐渐减小,而A族元素的电负性从上到下逐渐增大B.电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度C.元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强D.NaH的存在能支持将氢元素放在A族的观点A解析A族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,所以电负性从上到下逐渐减小;A族元素从上到下非金属性逐渐减弱,所以电负性从上到下逐渐减小,故A错误。电负性小于2的元素大部分是金属元素,电负性大于2的元素大部分是非金属元素,所以电负性的大小可以作为衡量元素金属
