高中化学 第一章第二节 第2课时 元素周期律教案 新人教版选修3

第2课时元素周期律

[明确学习目标] 1.能说出元素电离能、电负性的含义。2.掌握元素原子半径、电离能、

电负性周期性变化的规律。3.能应用元素的电离能、电负性说明元素的某些性质。

学生自主学习

一、原子半径

1．影响原子半径大小的因素

2．变化规律

05逐渐减小；同主族元素，从上到下，原子半径□06逐同周期主族元素，从左到右原子半径□

渐增大。

二、电离能

1．第一电离能

03最低

(1)定义：□01气态电中性基态原子失去□02一个电子转化为气态基态正离子所需要的□

能量叫做第一电离能，常用符号I1表示，常用单位是kJ·mol－1。

(2)变化规律：如下图所示

04增大趋势(有例外)。

①同周期：从左往右，第一电离能呈□

05减小趋势。

②同主族：从上到下，第一电离能呈□

2．逐级电离能

(1)定义：原子的＋1价气态基态离子再失去1个电子所需要的最低能量叫做第二电离能，

以此类推。可以表示为

M(g)===M ＋(g)＋e －

I 1(第一电离能) M ＋

(g)===M 2＋

(g)＋e －

I 2(第二电离能) M 2＋

(g)===M 3＋

(g)＋e －

I 3(第三电离能) (2)变化规律

同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I 1＜I 2＜I 3＜…，这是由于原子失去一个电子变成＋1价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对外层电子的吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理，I 3＞I 2、I 4＞I 3…I n ＋1＞I n 。

三、电负性与对角线规则 1．电负性

2．对角线规则

在元素周期表中，某些主族元素与其□06右下方的主族元素的电负性接近，性质□07相似，被称为“对角线规则”。

如：

1．“对于元素周期表中的一切元素，均满足同周期从左到右原子半径逐渐减小，同族从上到下原子半径逐渐增大”这句话是否正确？为什么？

提示：不正确。此规律仅适用于主族元素，而对于副族元素、第Ⅷ族元素、0族元素原子半径大小须另作研究。

2．以钠、镁、铝为例说明元素的主要化合价与各级电离能的关系。

提示：钠原子的第一电离能较低，而第二电离能突跃式变高，也就是说，钠的第一电离能远远小于它的第二电离能。这说明钠原子很容易失去一个电子成为＋1价的阳离子，从而形

成稳定状态，此时原子核对外层电子的吸引作用变得更强，不再轻易失去第2个电子。因此，钠元素的常见化合价为＋1价。同理可分析镁和铝。

3．按照电负性的递变规律可推测：电负性最大的元素和电负性最小的元素在周期表中的哪个位置？

提示：根据电负性的递变规律，在周期表中，越往右，电负性越大；越往下，电负性越小，由此可知，电负性最大的元素位于周期表的右上方(稀有气体除外，即F 元素)，最小的位于周期表的左下方(即：Cs 元素，一般不考虑Fr ——放射性元素)。

课堂互动探究 一、微粒半径的比较

三看法比较粒子半径大小

(1)“一看层”：先看电子层数，电子层数越多，一般微粒半径越大。

(2)“二看核”：若电子层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。 (3)“三看电子”：若电子层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。

[即时练]

1．根据元素周期律和元素周期表的知识，下列说法正确的是( ) A ．当电子层数相同时，核电荷数越小，微粒半径越小 B ．主族原子最外层电子数相同时，质子数越多半径越小 C ．r (K)＞r (Na ＋

)＞r (Mg 2＋

)＞r (Al 3＋

) D ．半径大小S 2－

>Cl>Cl －

>F 答案 C

解析 Na ＋

、Mg 2＋

、Al 3＋

电子层数相同，质子数增多半径减小，故r (Na ＋

)>r (Mg 2＋

)>r (Al 3＋

)，又因r (K)>r (Na)，r (Na)>r (Na ＋

)，故r (K)>r (Na ＋

)>r (Mg 2＋

)>r (Al 3＋

)，C 正确。

2．下列四种粒子中，半径按由大到小排列顺序正确的是( )

①基态X 的原子结构示意图：

②基态Y 的价电子排布式：3s 2

3p 5

③基态Z 2－

的电子排布图：

④W 基态原子有2个能层，电子式为·W ··

··

·· A ．①＞②＞③＞④ B．③＞④＞①＞② C ．③＞①＞②＞④ D．①＞②＞④＞③ 答案 C

解析 由题意可知：X 、Y 、Z 2－、W 分别为S 、Cl 、S 2－、F 。S 、Cl 、S 2－

、F 粒子半径大小排列顺序为r (S 2－

)＞r (S)＞r (Cl)＞r (F)，故C 正确。

二、电离能

1．元素的第一电离能

(1)元素的第一电离能的意义：可以衡量元素的原子失去第一个电子的难易程度，第一电离能数值越大，原子越难失去第一个电子。

(2)同周期元素第一电离能的变化规律呈现的是一种趋势，ⅡA族和ⅤA族元素会出现反常变化，通常同周期ⅡA族元素的第一电离能比ⅢA族元素高，ⅤA族元素的第一电离能比ⅥA 族元素高，这是因为ⅡA族、ⅤA族元素原子的价电子排布式分别是n s2、n s2n p3，n p能级是全空或半充满状态，原子较稳定，第一电离能较大。

2．逐级电离能

(1)原子的逐级电离能越来越大

首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引更强，从而电离能越来越大。

(2)当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离能有很大的差距。如表所示

钠、镁、铝的电离能(kJ·mol－1)

3．电离能的应用

(1)确定元素核外电子的排布

如Li：I1≪I2

(2)确定元素在化合物中的化合价

如K元素I1≪I2

(3)判断元素的金属性、非金属性强弱

一般地，I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。

[即时练]

3．不同元素的第一电离能数据(单位kJ·mol－1)如下图所示。