第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)容山中學(xué)

化學(xué)科組第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第2課時元素周期律主講人：郭靜目錄CONTENTS12原子半徑電離能3電負(fù)性學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，能從電子排布的角度對元素性質(zhì)的周期性變化進(jìn)行解釋，促進(jìn)對"結(jié)構(gòu)"與"性質(zhì)"關(guān)系的理解2.建構(gòu)元素周期律模型，能列舉元素周期律的應(yīng)用。復(fù)習(xí)回顧元素周期律原子半徑、主要化合價、金屬性、非金屬性、第一電離能、電負(fù)性的周期性變化。元素原子的核外電子排布周期性變化的結(jié)果。1.含義：元素的性質(zhì)隨原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。2.實(shí)質(zhì)：3.內(nèi)涵：ns1→ns2np6（除第1周期）元素性質(zhì)呈現(xiàn)怎樣的周期性變化？任務(wù)一原子半徑一、原子半徑1、主族元素原子半徑的周期性變化原子半徑增大原子半徑減小(2)同主族，從上到下，原子半徑越來越大(1)同周期，從左到右，原子半徑越來越小觀察下表，總結(jié)原子半徑的遞變規(guī)律是什么？你能解釋元素周期表中主族元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化的原因嗎？任務(wù)一原子半徑原子半徑取決于電子的能層數(shù)核電荷數(shù)原子半徑_____越大能層數(shù)越多能層數(shù)相同核電荷數(shù)越大核對電子的引力也就越大導(dǎo)致原子半徑_____越小2、原子半徑的決定因素能層占主導(dǎo)核電荷數(shù)占主導(dǎo)如何比較粒子半徑大小呢？任務(wù)一原子半徑3、微粒半徑的比較方法電子的能層數(shù)原子半徑_____越大能層數(shù)越多特例：rLi>rAl核電荷數(shù)能層數(shù)相同原子半徑_____越大核電荷數(shù)越小①②核外電子數(shù)原子半徑_____越大核外電子數(shù)越多核電荷數(shù)和能層數(shù)都相同③（三看原則）1、試比較下列粒子的半徑：(1)r(Na+)

r(Mg2+)

r(Al3+)(2)r(Li+)

r(Na+)

r(K+)(3)r(H-)

r(Li+)

r(Be2+)

(4)r(S2-)

r(Cl-)

r(K+)

r(Ca2+)(5)r(Fe)

r(Fe2+)

r(Fe3+)

(6)r(Al3+)

r(O2-)

r(S2-)＞＞＜＜＞＞＞＞＞＞＞＜＜2、電子層結(jié)構(gòu)相同的An+、Bn-、C，下列說法正確的是()A.原子序數(shù)：C>B>AB.半徑：An+>Bn-C.C是稀有氣體原子D.原子半徑：A<B<CC3、已知短周期元素的離子aA2＋、

bB＋、cC3－、dD－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是(

)A．原子半徑：A>B>D>CB．原子序數(shù)：D>C>B>AC．離子半徑：C3－>D－>B＋>A2＋

D．單質(zhì)的還原性：A>B>D>CC任務(wù)二電離能【思考】同周期、同主族元素的原子得失電子能力的變化規(guī)律。比較下面幾組元素的原子失電子能力的強(qiáng)弱。Ca____Be；（2）S____Cl；（3）Li____Mg＞＞?那么，如何定量描述原子失電子能力強(qiáng)弱？二、電離能保證“能量最低”1、概念氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。用符號I1

表示，單位：kJ/mol任務(wù)二電離能逐級電離能氣態(tài)基態(tài)一價正離子再失去一個電子所需的最低能量叫做第二電離能，符號I2。以此類推，第三、第四電離能……由于原子失去電子形成離子后，若再失去電子會更加困難

，因此同一原子的各級電離能之間存在如下關(guān)系：I1<I2<I3……M(g)＝M＋(g)＋e－

I1M＋(g)＝M2＋(g)＋e－

I2

M2＋(g)＝M3＋(g)＋e－

I3

......2、電離能的意義：衡量元素的原子失去一個電子的難易程度電離能越小，越容易失去電子

思考與討論：

請觀察課本P23圖1-22，分析總結(jié)：隨原子序數(shù)遞增，同周期或者同族元素的第一電離能有什么規(guī)律？任務(wù)二電離能3、元素第一電離能變化規(guī)律I1同周期每個周期的第一種元素I1最小，最后一種元素I1最大同一周期從左到右，隨著原子序數(shù)的增大，I1在總體上呈增大趨勢，但個別有反常(ⅡA；ⅤA)現(xiàn)象。任務(wù)二電離能3、元素第一電離能變化規(guī)律I1同周期同一周期從左到右，隨著原子序數(shù)的增大，I1在總體上呈增大趨勢。【思考】從原子結(jié)構(gòu)角度解釋為何呈現(xiàn)這樣的規(guī)律？同周期從左到右，核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，核對最外層電子的吸引力增大，I1逐漸增大。任務(wù)二電離能3、元素第一電離能變化規(guī)律【問題】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？I1同周期反常：ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA。2s22p13s23p1Be:2s2Mg:3s2對于B和Al，第一電離能失去的是np能級的電子，E(ns)＜E(np)，np能級的電子能量高，更容易失去。N:2s22p3P:3s23p33s23p42s22p4對于O和S，N和P的電子排布是半充滿,較穩(wěn)定，電離能較高。任務(wù)二電離能3、元素第一電離能變化規(guī)律I1同主族從上到下，I1變小?！舅伎肌繌脑咏Y(jié)構(gòu)角度解釋為何呈現(xiàn)這樣的規(guī)律？同族從上到下，原子半徑增大，核對最外層電子的吸引力減小，I1逐漸減小。C4.在下面的電子結(jié)構(gòu)中，第一電離能最小的原子可能是（

）A.3s23p3

B.3s23p5

C.3s23p4

D.3s23p65.將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列：

①KNaLi

②BCBeN

③HeNeAr

④NaAlSP①Li>Na>K②N>C>Be>B③He>Ne>Ar④P>S>Al>Na思考：下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能NaMgAl電離能(kJ·mol－1)I1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575I5133531363014830I6166101799518376I7201142170323293

同種元素逐級電離能逐漸升高：I1＜I2＜I3……＜In，且存在突躍。為什么原子的逐級電離能越來越大？同一元素的逐級電離能逐漸增大，即I1＜I2＜I3，這是由于隨著電子的逐個失去，半徑變小，核對電子的吸引作用增強(qiáng)，再失去一個電子需克服的電性引力越來越大，消耗的能量越多，逐級電離能逐漸增大。思考：下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能NaMgAl電離能(kJ·mol－1)I1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575I5133531363014830I6166101799518376I7201142170323293

鈉、鎂、鋁的最高化合價分別是＋1、＋2、＋3這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯(lián)系？鈉的I1比I2小很多，說明失去第一個電子比失第二個電子容易很多，所以鈉容易失去一個電子形成+1價Na+。結(jié)論：同一能層的電子的電離能相差較??；不同能層的電子電離能相差較大。以此可以推斷原子結(jié)構(gòu)。任務(wù)二電離能4、電離能的應(yīng)用應(yīng)用二應(yīng)用一如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上(K、L能層)，且最外層上只有一個電子，易失去___________形成________陽離子I1越大，元素的

性越強(qiáng)；I1越小，元素的

性越強(qiáng)一個電子＋1價非金屬金屬根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，通過突變點(diǎn)，確定元素原子核外電子的排布及元素的化合價判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱

【有局限性】【例1】某主族元素的第一、二、三、四電離能依次為899kJ·mol?1、1757kJ·mol?1、14840kJ·mol?1、18025kJ·mol?1，則該元素在元素

周期表中位于()A.第ⅠA族B.第ⅡA族C.第ⅢA族D.第ⅣA族B【例2】根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol?1)，判斷下列說法不正確的是()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表的s區(qū)

D.原子的價電子排布式為ns2np1的可能是T元素元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900B6．硒(34Se)是人和動物體中一種必需的微量元素，存在于地球所有環(huán)境介質(zhì)中，其同位素可有效示蹤硒生物地球化學(xué)循環(huán)過程及其來源，下列說法不正確的是A．Se位于周期表中第四周期第VIA族B．可用質(zhì)譜法區(qū)分Se的兩種同位素78Se和80SeC．第一電離能：34Se>

33AsD．SeO2既具有氧化性又具有還原性【詳解】A．Se是氧族元素，位于元素周期表的第四周期第ⅥA族，故A正確；B．同位素可用質(zhì)譜法來區(qū)分，故B正確；C．33號元素As與34號元素Se處于同一周期，As是N族元素，其p軌道是半充滿結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以第一電離能是33As＞34Se，故C錯誤；D．SeO2與SO2的化學(xué)性質(zhì)相似，既具有氧化性也具有還原性，故D正確。C7、請完成下列各題：(1)Mg元素的第一電離能比Al元素的____，第2周期元素中，元素的第一電離能比鈹大的有____種。5大(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，原是

。1s22s22p2N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定。(3)A、B均為短周期金屬元素。依據(jù)下表數(shù)據(jù)，寫出B原子的電子排布式：______________________。1s22s22p63s2電離能I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540任務(wù)三電負(fù)性我們都知道SiH4硅顯正價態(tài)、CH4中碳顯負(fù)價態(tài)。?4+1+4?1為什么呢？請同學(xué)們分析：C、Si、H三種元素原子吸引電子的能力？定性規(guī)律：同周期，從左到右，吸引電子能力逐漸增強(qiáng)。同主族，從上到下，吸引電子能力逐漸減弱。金屬活動順序，從左到右，吸引電子能力逐漸增強(qiáng)。事實(shí)吸引電子能力：C＞H；Si＜H定量定性任務(wù)三電負(fù)性1932年鮑林首先提出用以描述原子核對電子吸引能力的電負(fù)性概念，并提出了定量衡量原子電負(fù)性的計(jì)算公式。鮑林研究電負(fù)性的手稿萊納斯·卡爾·鮑林(LinusCarlPauling)任務(wù)三電負(fù)性三、電負(fù)性鍵合電子1、概念與意義電負(fù)性電負(fù)性大小的標(biāo)準(zhǔn)元素相互化合時，原子中用于形成_______的電子稱為_________化學(xué)鍵鍵合電子HF鍵合電子概念：示例：用來描述不同元素的原子對鍵合電子______的大小電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力______越大相對標(biāo)準(zhǔn)：概念：鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計(jì)算，以氟的電負(fù)性為_______和鋰的電負(fù)性為_______作為相對標(biāo)準(zhǔn)4.01.0吸引力任務(wù)三電負(fù)性2、探究元素電負(fù)性遞變規(guī)律

元素電負(fù)性的變化規(guī)律：隨核電荷數(shù)增大呈周期性變化利用下圖電負(fù)性數(shù)據(jù)，制作第三周期元素、第IA和VIIA族元素的電負(fù)性變化圖，并找出其變化規(guī)律。同周期元素，從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大；同主族元素，從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小。

任務(wù)三電負(fù)性對比元素的第一電離能與電負(fù)性的變化趨勢，有什么不同？并分析原因。趨勢↑，個別反常趨勢↑趨勢↓趨勢↓電負(fù)性與原子結(jié)構(gòu)無關(guān)，但第一電離能與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系明顯。如N原子價電子排布的半滿狀態(tài)，能力較低，導(dǎo)致電離能出現(xiàn)反常電離能包括稀有氣體，電負(fù)性不包括稀有氣體。任務(wù)三電負(fù)性3、電負(fù)性的應(yīng)用應(yīng)用一判斷元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱非金屬性增強(qiáng)，金屬性減弱非金屬性增強(qiáng)，金屬性減弱電負(fù)性＞1.8非金屬元素電負(fù)性＜1.8金屬元素電負(fù)性≈1.8類金屬元素(既有金屬性，又有非金屬性)判斷依據(jù)任務(wù)三電負(fù)性3、電負(fù)性的應(yīng)用應(yīng)用二判斷化合物類型注意：電負(fù)性之差大于1.7的元素不一定都形成離子化合物，如F的電負(fù)性與H的電負(fù)性之差為1.9，但HF為共價化合物電負(fù)性差值大于1.7小于1.7離子鍵共價鍵離子化合物共價化合物Al：1.5Cl：3.03.0-1.5=1.5Al2O3為離子化合物Al：1.5O：3.53.5-1.5=2.0AlCl3為共價化合物任務(wù)三電負(fù)性3、電負(fù)性的應(yīng)用應(yīng)用三判斷元素的化合價通常電負(fù)性大的元素顯負(fù)價，電負(fù)性小的顯正價如：SiC中C的電負(fù)性大，C顯負(fù)價；IBr中Br的電負(fù)性大，Br顯負(fù)價；S2Cl2中Cl的電負(fù)性大，Cl顯負(fù)價。應(yīng)用四解釋對角線規(guī)則1.01.21.51.52.01.8對角線元素的電負(fù)性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當(dāng)，故表現(xiàn)出的性質(zhì)相似?！纠?】不能說明X的電負(fù)性比Y的大的是A．X單質(zhì)比Y單質(zhì)容易與H2化合B．X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比Y的強(qiáng)C．X原子的最外層電子數(shù)比Y原子的多D．X單質(zhì)可以把Y從其氫化物中置換出來【詳解】電負(fù)性大說明非金屬性強(qiáng)，A、B、D三項(xiàng)均能說明X的非金屬性比Y的強(qiáng)。而原子的最外層電子數(shù)不能決定元素得失電子的能力，即不能說明電負(fù)性的大小。C8、（1）[2021全國乙卷]Cr的電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大（

）√（2）[2021湖南卷]

中H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

。N>C>H（3）[2021廣東卷]在Ⅱ()中S元素的電負(fù)性最大()╳（4）[2021山東卷]O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

。

F>O>Cl同周期、同主族元素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)遞變規(guī)律性質(zhì)同一周期(從左到右)同一主族(從上到下)核外電子的