人教版选修3 第一章 第二节 第2课时 元素周期律 学案

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逐渐增大。

二、电离能

1．第一电离能

(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□03最低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

①同周期：从左往右，第一电离能呈□04增大趋势(有例外)。

②同主族：从上到下，第一电离能呈□05减小趋势。

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－I1(第一电离能)

M＋(g)===M2＋(g)＋e－I2(第二电离能)

M2＋(g)===M3＋(g)＋e－I3(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I1＜I2＜I3＜…，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，I3＞I2、I4＞I3…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(Mg2＋)＞r(Al3＋)

D．半径大小S2－>Cl>Cl－>F

答案 C

解析Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层数相同，质子数增多半径减小，故r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，又因r(K)>r(Na)，r(Na)>r(Na＋)，故r(K)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，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：3s23p5

③基态Z2－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 s 2、n s 2n p 3，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)