第2課時元素周期律

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解原子半徑、元素第一電離能、電負(fù)性之間的遞變規(guī)律，

能利用遞變規(guī)律比較原子(離子)半徑、元素第一電離能、電負(fù)性的相對大小。2.通過對原子半徑、元素第

一電離能、電負(fù)性遞變規(guī)律的學(xué)習(xí)，建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型，并能利用認(rèn)知模型解釋元素性質(zhì)

的規(guī)律性和特殊性。

一、原子半徑

1.原子半徑的變化規(guī)律

(1)影響原子半徑大小的因素

電子的電子的能層數(shù)越多,電子之間的

原

于能層數(shù).排斥作用將使原子半徑增厚

半

徑因素

一核電荷數(shù)越大,原子核對電子的

核電荷數(shù)-吸引作用也就越大，將使原子的

半徑減小

(2)主族元素原子半徑大小的變化規(guī)律

①同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小。原因分析：同周期主族元素的電壬層數(shù)不變，隨著

核電荷數(shù)的增大，原子核對電子的吸引作用增大,原子半徑逐漸減小。

②同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。原因分析：同主族元素從上到下，電子的能層逐漸增

多，雖然核電荷數(shù)也增大，但是電子能層數(shù)是影響原子半徑的主要因素,所以原子半徑逐漸增大。

2.原子或離子半徑的比較方法

r思考交流」

i.能層數(shù)多的元素的原子半徑一定大于能層數(shù)少的元素的原子半徑嗎？

提示不一定，原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子的能層數(shù)兩個因素綜合決定，如Li的原子半徑大于CI

的原子半徑。

2.若短周期元素的離子?、店+、￡'、具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。

(1)四種元素在元素周期表中的相對位置如何？

提示短周期元素的離子小叫出卜、￡%、,/D-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則：a-2=b-\=c+3=d+\,且在元素

周期表中A、B在C、D的下一周期。

(2)原子序數(shù)從大到小的順序是什么？

提示a>b>d>co

⑶離子半徑由大到小的順序是什么？

提示C3>D>B+>A2+O

「應(yīng)用體驗」

1.下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是()

A.Na、K、RbB.F、Cl、Br

C.Mg2\Al3\Zn2+D.C1\Br\F

答案C

解析同主族元素，從上到下，原子半徑(或離子半徑)逐漸增大，故A、B、D三項不符合題意；能層數(shù)相

同，核業(yè)荷數(shù)越大半徑越小，Mg2\A13+能層數(shù)相同，但鋁元素的核電荷數(shù)大，所以AP+的半徑小，故C

項符合題意。

2.氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料。H、B、N中，原子半徑

最大的是。

答案R

二、電離能

1.第一電離能

⑴概念

氣態(tài)逶查原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)堇態(tài)正離子所需要的地低能量叫做第一電離能，符號：/1O

(2)意義：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。

(3)第一電離能的變化規(guī)律

①同周期元素：從左到右，第一電離能整體呈現(xiàn)增人趨勢。原因分析：同周期元素原子的電了層數(shù)相

同，隨核電荷數(shù)增大，原子核對核外電子的吸引力增強，失電子能力逐漸減窕，第一電離能逐漸增

大。

②同主族元素：從上到下第一電離能逐漸減小。原因分析：同主族元素的價層電子數(shù)相同,自上而下

原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的吸引力逐漸邂矢電子能力逐漸增強,第一電離能逐漸減

小。

③過渡元素：第一電離能的變化不太規(guī)則。

2.逐級電離能

(1)概念：原子的+1價氣態(tài)基態(tài)離子再失去一個電子所需要的最低能量叫做第二電離能，依此類推?？?/p>

以表示為

M(g)=M+(g)+e-八(第一電離能)

M7g)=M2+(g)+e,心(第二電離能)

M2+(g)=M3+(g)+e-第三電離能)

(2)逐級電離能的變化規(guī)律

同一元素的逐級電離能逐漸增大，即/W/2</3<……

3.電離能的應(yīng)用

(1)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱：/i越大，元素的非金屬性越強;八越小，元素的金屬性越強。

(2)確定元素原子的核外電子層排布

如Li的逐級電離能八《/2<，3,表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層(K、L層)上，且最外層只有

一個電子。

(3)確定元素的化合價

若某元素的電熱能：/2>>小則該元素通常顯+1價；若人>>/2,則該元素通常顯+2價；若/4>>/3,則該元

索通常顯+3價。

「思考交流」

1.為什么B、Al、O、S等元素的電離能比它們左邊元素的電離能低，而使Li~Nc和Na~Ar的電離能曲

線呈現(xiàn)鋸齒狀變化？

提示B和A1的第一電離能失去的電子是叩能級的，該能級電子的能量比左邊Be和Mg失去〃s能級電

子的高；N和P的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能比0、S高。故一般情況第一電離能：IIA>III

A,VA>VIA?

2.下表是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能：

元素NaMgAl

496738578

456214511817

電離能

691277332745

(kJ-mol-1)

95431054011575

133531363014830

（1）堿金屬的電離能與活潑性存在葉么聯(lián)系？

提示堿金屬的第一電離能越小，堿金屬越活潑。

（2）為什么同一元素的電離能逐級增大？

提示這是由于原子失去一個電子變成+1價陽離子后，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)目變少，原子核

對電子的吸引作用增強，因而第二個電子比第一個電子更難失云，故，2>小同理

⑶為什么鈉、鎂、鋁的化合價分別為+1、+2、+3?

提示鈉的人比/2小很多，電離能差值很大，說明失去第一個巨子比失去第二個電子容易得多，所以Na

容易失去一個電子變成+1價離子；Mg的4和心相差不多，而右比人大很多，說明Mg容易失去2個電子

形成+2價離子；A1的人小人相差不多，而人比〃大很多，所以A1容易失去3個電子形成+3價離子。

「應(yīng)用體驗」

1.（2025?吉林白城實驗中學(xué)期末）根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ-mol1）,判斷下列說法不正確

的是（）

元素代號/ihh/4

Q2080400061009400

R500460069009500

S7401500773010500

T5801800270011600

U420310044005900

A.Q元素可能是0族元素

B.R和S均可能與U在同一主族

C.U元素可能在元素周期衣的s區(qū)

D.原子的價層電子排布式為/2/疔的可能是T元素

答案B

解析由元素的電離能可以看出，Q的第一電離能很大且逐級電離能相差均勻，可能是。族元素，A正

確：R和U的第一電離能較小，第二電離能劇增，故表現(xiàn)+1價，最外層電子數(shù)為1,二者位于同一族，S

的第一、第二也離能較小，第三電離能劇增，故表現(xiàn)+2價，最外層也子數(shù)為2,R和U的第一至第四電離

能變化規(guī)律相似，即R和U最可能在同一主族，S不可能與U在同一主族，B錯誤；U的第一電離能較

小，最外層電子數(shù)為1,U可能在元素周期表的s區(qū)，C正確；T的第一、第二、第三電離能較小，第四電

離能劇增，表現(xiàn)+3價，最外層電子數(shù)為3,因此原子的價層電子排布式為〃s，pi的可能是T元素，D正

確。

2.(l)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能U)：/i(Li)>/](Na),原因是。

Z,(Be)>7,(B)>/i(Li),原因是。

(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能：7i(Zn)(填“大于”

或“小十”M(Cu),原因是o

(3)Mn與O元素第一電離能較大的是o

答案(l)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，更易失電子，故第一電離能更小Li、Be

和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的2s能級處

于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B

(2)大于Zn原子核外電子排布為今充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子

⑶。

三、電負(fù)性

1.電負(fù)性

(1)概念：用來描述不同元素的原子對鍵合電子(原子中用于形成化學(xué)鍵的電子)吸引力的大小。電負(fù)性

越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。

(2)電負(fù)性大小的標(biāo)準(zhǔn)：以舸的電負(fù)性為我和鋰的電負(fù)性為坨作為相對標(biāo)港。

2.電負(fù)性的周期性變化

大

性增

電負(fù)

性增強

非金屈

\HA

VIA

VA

NA

非1I1A

F

0

N

c

電B

4.()

3.5

3.()

2.5

金負(fù)2.0

S

Si

Al

Cl

屬P

2.5

性1.5

2.1

1.8

3,o

Br

As

Se

Ge

性減Ga

2.0

2.?

2.4

l.?

闔小1.6

Te

Sb

Sn

In

I

2.5

l.?

1.9

1,7

2.1

Pb

Tl

Bi

Po

At

1.9

1.9

1.8

應(yīng)用

負(fù)性的

3.電

強弱

屬性

非金

性、

金屬

素的

斷元

(1)判

型

的類

學(xué)鍵

斷化

(2)判

合物

的化

,相應(yīng)

子鍵

成離