高中化学选修三《物质结构与性质》《电离能、电负性及其应用》教案-新版

《原子结构与元素的性质》第2课时

——电离能、电负性及其应用知识目标：

1.了解电离能的涵义，并应用电离能说明元素的某些性质；

2.认识主族元素电离能的变化规律，了解元素电离能的变化规律与核外电子

排布的关系；

3.了解电负性的涵义，并应用电负性说明元素的某些性质；

4.运用电负性知识解释对角线规则。

能力目标：

通过本节课使学生体验结构化学的学习方法，掌握一般与特殊、共性与个性的辩证关系，通过模型、折线图等展示与探究提升学生的读图能力，进一步培养学生分析问题、解决问题的能力。

情感态度与价值观：

1.由化学史教育导入，使学生了解电离能、电负性的研究源由和发展历史，

激发学生的学习兴趣，培养学生热爱化学的情感。使学生体验科学源自需要，科

学研究其实离我们并不远；

2.通过自制模型，将抽象问题具体化，使学生感受化学的结构美与规律美。

【教学方法】

观察法、归纳法、探究法、小组互助学习法等。

【教学设计】

导入语：通过前面的学习我们已经知道，在元素周期表中，元素的性质随着核电荷数的增加呈现周期性变化，如原子半径、化合价、元素金属性与非金属性等。随着科学的发展，定性研究元素的性质已远远不够，定量描述元素的性质已成为科学的必然，今天我们就来深入研究两种定量研究元素性质的物理量。

[板书]电离能、电负性及其应用

[导入]首先让我们跟随科学的脚步，慢慢揭开电离能与电负性的研究起源。

[视频]放影电离能、电负性的发展历史。

科学发展至今，电离能与电负性早已被人们广泛应用。那么什么是电离能？它又有哪些规律和应用呢？下面我们逐一研究。

[板书]一、电离能

1.定义：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要的

．．．

最低能量

．．．．．。

．．．．叫做第一电离能

2.表示方法：符号：I1 ，单位：kJ/mol

3.规律：

[展示模型] 展示自制的第一电离能模型。

这是我根据主族元素和零族元素的第一电离能数据自制的比例模型，它们的高度代表能量的高低。请同学们观察模型探究第一电离能的变化规律。

[问题探究]

请以小组为单位，探究下列问题并尝试解释原因。

1.同周期、同主族元素第一电离能的变化规律?

2.以第二周期元素为例，说明为什么第一电离能会出现异常现象？

如ⅡA >ⅢA ; ⅤA > ⅥA

3.根据递变规律推知，哪种元素第一电离能最大？哪种元素第一电离能最小？（过渡元素与放射性元素除外）

4.同种元素逐级电离能的变化规律？

[探索发现]师生共同针对上述4个问题进行探索交流，一问题一交流，一探究一规律，一规律一探索。

互动交流1

规律1：

（1）同主族元素从上到下第一电离能逐渐减少；

（2）同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势。

（最小的是氢或碱金属元素，最大的是稀有气体元素）

互动交流2

规律2：

同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势的同时出现异常现象，

一般地，ⅡA >ⅢA ; ⅤA > ⅥA。

从元素原子核外电子排布分析原因，运用原子轨道表示式结合洪特规则特例解释。

互动交流3

规律3：

由同主族、同周期规律知，周期表中He元素第一电离能最大，Cs元素第一电离能最小。

互动交流4

展示Na元素的逐级电离能表，找出规律并进行原因解释。

规律4：

同种元素的逐级电离能依次升高，从能量的角度和阳离子所带正电荷对电子吸引力增强的角度解释。

[板书]4.应用

（1）判断元素原子失电子的能力，即金属性强弱；

（2）判断元素的最高化合价；（以Na、Mg、Al为例分析）

（3）说明元素原子的核外电子是分层排布的。（以Na为例分析）

由I1<

推广I1

[思考题]

1．碱金属的电离能与碱金属的活动性有什么联系？

[拓展]元素的第一电离能大小与金属活动性一致吗？示例Mg、Al。

2．为什么Na易形成Na+，而不是Na2+，Mg易形成Mg2+，而不是Mg3+等？

[过渡]

电离能是描述元素原子失电子难易程度的物理量，但在反应中，许多元素不易失电子，甚至也不易得电子，如C、H元素，该如何定量描述它们在化学反应中对电子的吸引力呢？1932年，美国化学家鲍林（L.Pauling,1901-1994）首先提出电负性的概念，那么什么是电负性？它又能用来说明元素的哪些性质呢？

[板书]二、电负性

1.定义：描述不同元素的原子对键合电子

．．．．吸引力大小的物理量。

2.意义：电负性越大的原子，对键合电子的引力越大；反之越小。

3.标准：F:

4.0 ，Li: 1.0

依据电负性标准通过对比得出其他元素的电负性，故电负性是相对数值，没有单位。

4.规律：同周期元素的电负性逐渐增大，同主族元素的电负性逐渐减小。

5.应用：

（1）判断元素金属性、非金属性强弱；

金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8。位于非金属三角区边界元素（如锗、锑等）的电负性一般在1.8左右，被称为“类金属”“准金属”，它们既有金属性也有非金属性。

（2）判断化合物中元素的化合价；

化合物中电负性大的通常表现为负价，电负性小的通常表现为正价。

如NaH中Na元素显正价，H元素显负价。

（3）判断化学键的类型；

电负性差值>1.7 以离子键为主<1.7 以共价键为主

如NaCl、HCl等。

（4）解释“对角线规则”；

周期表中某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为对角线规则。如Li 与Mg；Be与Al；B与Si等。

观察它们的电负性数值，非常接近，实验研究表明，它们的某些性质也很相似。

（5）解释某些有机化学反应中的断键原理。

如乙醇的化学性质。

[拓展创新]

元素的电离能、金属性、非金属性是否呈一致的关系？元素电负性相差1.7能上所形成的化合物一定为离子化合物吗？

[作业] [总结]

电离能与电负性是定量描述物质金属性与非金属性的两个物理量……

从知识总结中得出事物发展变化中的一般与特殊，共性与个性，前进与曲折