第一章第二节原子结构与元素性质

复习 元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称 核素：含有一定数目质子和中子的一种原子 同位素：质子数相同中子数不同的 同一种元素的不同原子 核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数
质量数A= 质子数Z+ 中子数N
一、原子结构与元素周期表
1、周期 元素周期表的横行
①特点 同周期元素电子层数相同 同周期元素从左至右原子依次序数递增
2.从下表的电离能数据中你能发现一些问题吗？如：电 离能的数值大小与原子核外电子排布的关系、金属元 素与非金属元素的区别等。请提出并作适当的解释。
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 元 素 KJ/mol KJ/mo KJ/mo KJ/mo KJ/mo KJ/mol KJ/mo KJ/mo l l l l l l
2.同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势。 为什么？ 3.同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。 为什么? 4.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的 是稀有气体元素。 为什么？
5.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一 电离能大于相邻的元素的第一电离能。 为什么？
总结一下
(3) He Ne Ar ；（4）Na Al S P 答案（1） Li Na K ； （2）N C Be B
(3) He Ne Ar; (4) P S Al Na
问题4：短周期元素A、B，A元素的最外层电子数等于最 内层上的电子数；B元素最外层电子数是最内层上电子数 的3倍。试判断A、B可能有的元素并写出它们的原子电 子排布式；比较当A、B在同一周期时它们的第一电离能 数值大小关系。
参考答案：因为碱金属元素原子的外围电子排布 式为nS1，在同周期中（除稀有气体）原子半径最 大，核对外层电子引力最小，最容易失去最外层 的一个电子，所以碱金属元素的第一电离能在同 一周期中最小。而稀有气体元素原子的外围电子 排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，在同 一周期中最难失去电子，所以在同一周期中稀有 气体的第一电离能最大。
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
3、根据2n2的规律推算第一到第四电子 层最多可以容纳的电子数目为 。
（6. 2,8,8,18）
4、已知某原子的电子分布是 1s22s22p63s23p63d104s24p1 （ 1 ） 这 元 素 的 原 子 序 数 是 多 少 ？ （2）这元素属第几周期？ 第几族？是主族元素 还是过渡元素？ （3）哪些电子是这个原子的价电子。 答案：
提示：从同主族的原子结构变化来回答。
参考答案：因为同一主族从上到下，随着核电荷 数的增加，电子层数增加，原子半径增大，核对 外层电子的引力减小，失电子所需的能量减小， 元素第一电离能逐渐减小。
4.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元 素，最大的是稀有气体元素。为什么？
提示：从它们的原子的外围电子排布式和原子结构的特 点来思考。
3.元素第一电离能的变化规律 同一周期从左到右元素的第一电离能总体上是呈 提示：锂离子和镁离子的电子 逐渐增大趋势； 排布式为：
＋： 1S2 是稳定结构； Li 同一主族从上到下，元素第一电离能逐渐减小。 Mg2＋：1S2 2S22P6,它的P轨道为 即元素第一电离能随着元素核电荷数的递增呈 全充满，结构稳定。如果它们 现周期性变化。 再要失去电子，所需的能量就 很大。 4.电离能知识的应用：
Li C O 520 1086 1314 7295 2351 3387 11815 4619 5298 6220 7466 37818 10986 47216 13320 71307 84048
第一章 原子的结构与性质
第二节 原子结构与元素性质 （第一课时） 博爱县第一中学 高一（3）班 作课教师：张立原
知识与技能目标：
• 1、掌握原子半径的变化规律 • 2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明 元素的某些性质 • 3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质 的结构与性质之间的关系 • 4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系 • 5、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系 的应用价值 • 6、能说出元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明 元素的某些性质
5.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和 P的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电 离能。为什么？
提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S 的电子排布式，并作比较。 Be：1S2 2S22P0 （B：1S2 2S22P1） N：1S2 2S22P3 (O：1S2 2S22P4) Mg：1S2 2S22P6 3S23P0 (Al：1S2 2S22P6 3S23P1) P：1S2 2S22P6 3S23P3 (S：1S2 2S22P6 3S23P4) 我们知道：当原子核外电子排布在能量相等的轨道 上形成全空（P0、d0、f0）或半充满（p3、d5、f7）或全 充满（p6、d10、f14）结构时原子处于能量较低状态（即 洪特规则特例），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它们相邻元素。
练习： 1 、判断下列各基态元素原子的电子排布式是 正 确 还 是 错 误 ， 如 果 错 误 在 空 格 中 改 正 。 （1）Li：1s2 ( ) _______；
（2）Be： 1s22s1 2p1( )________；
（3）O： 1s22s2 2px22py2( ) _______；
（4）K： 1s22s2 2p63s2 3p63d1( ) ________； （5）Cu： 1s22s2 2p63s2 3p63d94s1 ( ) ______。
(1) 31(2) 4；IIIA；主族元素.(3) 4s24p1
第一章 原子的结构与性质
第二节 原子结构与元素性质 （第二课时）
二、元素周期律
元素周期律：元素的性质随着原子序数 的递增而呈周期性的变化
1、原子半径
决定因素 层数 层数多半径大 电子间斥力大 核电 核电荷数大半径小 正负电荷 荷数 间引力大
同周期主族元素：从左至右原子半径递减 同主族元素：从上至下原子半径递增 电子层结构相同的离子原子序数小的半径大！
2、电离能
①第一电离能 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最低能量 同周期主族元素第一电离能从左至右逐渐升高
ⅡA、ⅤA反常！比下一主族的高
②逐级电离能 利用逐级电离能判断化合价
答案： (1) √(2) x; 1s22s2 (3) x; 1s22s2 2px22py12pz1(4) x; 1s22s2 2p63s2 3p64s1 (5) x; 1s22s2 2p63s2 3p63d104s1
2、判断下列表达是正确还是错误 （1）1s22p1属于基态； （ ） （2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态； （ ） （3）1s22s2 2p62d1属于激发态； （ ） （4）1s22s2 2p63d1属于基态； （ ）
参考答案：从表中数据可知： Li元素的I2远大于I1， 第二电离能：是指＋ 1价气态离子失去一个电子 因此Li容易失去第一个电子，而不易失去第二个电子； 形成＋2价气态离子所需的最低能量称该元素的 即Li易形成Li＋，而不易形成Li2＋ 。镁元素的 I 1、 I 2 ... 第二电离能。用 I2表示。类似用I3、I4 表示元素 相差不大，I3远大于它们，说明镁容易失去两个电子， ...电离能等。 的第三、四 而不易失去第三个电子，因此镁易形成Mg2＋，而不 易形成Mg3＋。 观察分析下表电离能数据回答问题： I1 KJ/mol I2 KJ/mol 元素 Li 520 7295 Mg 738 1451 I3 KJ/mol 11815 7733
②周期的组成
短 周 期 长 周 期 周期序数 起始原子序数 终止原子序数 元素种类 1 2 2 一 3 10 8 二 11 18 8 三 19 36 18 四 37 54 18 五 55 86 32 六 87 118/112 32/26 七
第七周期也称为不完全周期
镧系：57～71 锕系：89～103
拓展思考题： 1.用表中提供的数据解释：为什么钠原子的最外层电子 数是1而镁原子的最外层电子数为2？
元素 Na Mg
I1 KJ/mol 496 738
I2 KJ/mol 4562 733
参考答案：钠元素I1远小于I2、I3，说明钠原子核外有 一个电子离核远，受核的引力小，易失去；同时也说明 I2、I3代表的电子与I1代表的电子不在同一电子层，所 以钠原子的最外层电子数为1。而镁元素的I1和I2相差不 大，说明它们代表的电子是在同一电子层，I3远大于I1、 I2，说明I3代表的电子与I1、I2代表的电子不在同一电子 层，所以镁原子最外层的电子数为2。
问题： 解释为什么锂元素易形成Li＋，而不易形成Li2＋； 镁元素易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋？
3.元素第一电离能的变化规律
观察分析下图元素第一电离能的变化情况，寻找它们的 变化有哪些规律？同时你是否还能发现一些问题？请讨 论总结。
规律和问题： 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？
2、族 元素周期表的纵行
A结尾 ，ⅠA～ⅦA 7 主族：
族 16
B结尾 ， ⅢB～ⅦB，ⅠB，ⅡB 7 副族： 1 Ⅷ族：
1 0族：
副族、Ⅷ族通称过渡元素，过渡金属 特点： 主族元素族序数＝原子最外层电子数 一些族的别名
3、分区 按最后填入电子所属能级符号
ds区除外
s区 ⅠA、ⅡA 1、2 两列 d区 ⅢB～ⅦB、 Ⅷ 3 ～ 7、8 ～ 10 八列 ds区 ⅠB、ⅡB 11、12两列 p区 ⅢA～ⅦA、O 13 ～ 17、18 六列 f区
2.同一周期元素的第一电离能 从左到右元素的第 一电离能总体上是呈增大趋势。 为什么？