元素性质的递变规律最全版

专题2 原子结构与元素的性质

第二单元元素性质的递变规律

[学习目标]

1．在必修的基础上，进一步理解元素周期律

2．理解元素性质岁原子序数的递增的周期性变化的本质是核外电子排布的周期性变化3．了解元素电离能、电负性的概念和岁原子序数递增的周期性变化规律

4．了解电离能、电负性的简单应用

[课时安排] 5课时

第一课时

[学习内容]

回顾：元素周期律及元素周期律的具体体现

（1）含义

（2）本质：核外电子排布的周期性变化

（3）具体体现

①、核外电子排布的周期性变化

②、元素化合价的周期性变化

③、原子半径的周期性变化

④、元素金属性和非金属性的周期性变化

一、原子核外电子排布的周期性

1．随着原子序数的递增，元素原子的外围电子排布从ns1~ns2np6呈现周期性变化

2．根据元素原子外围电子排布的特征，可将元素周期表分成5个区域。具体地说是根据最后一个电子填充在何原子轨道上来分区

（1）s区元素：外围电子只出现在s轨道上的元素。价电子排布为ns1~2，主要包括ⅠA和ⅡA族元素，这些元素除氢以外都是活泼的金属元素，容易失去1个或2个电子形成+1价或+2价离子

（2）p区元素：外围电子出现在p轨道上的元素（s 轨道上的电子必排满）。价电子排布为ns2np1~6，主要包括周期表中ⅢA到ⅧA和0族共6个主族元素，这些元素随着最外层电子数的增加,原子失去电子变得越来越困难,得到电子变得越来越容易。除氢以外的所有非金属元

素都在p区

（3）d区元素：外围电子出现在d轨道上的元素。价电子排布为(n-1)d1~9ns1~2，主要包括周期表中ⅢB到ⅦB和Ⅷ族，d区元素全是金属元素。这些元素的核外电子排布的主要区别在(n-1)d的d轨道上。由于d轨道未充满电子，因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成。

（4）ds区元素：ds区元素与s区元素的主要区别是s 元素没有(n-1)d电子，而ds区元素的 (n-1)d轨道全充满，因此ds区元素的价电子排布是(n-1)d10ns1~2。包括ⅠB和ⅡB，全是金属元素

（5）f区元素：包括镧系元素和锕系元素，它们的原子的价电子排布是(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2，电子进入原子轨道(n-2)f中。由于最外层的电子基本相同，(n-1)d的电子数也基本相同，因此镧系元素和锕系元素的化学性质非常相似。

思考：

（1）主族元素和副族元素的电子层结构各有什么特点？

（2）周期表中，s区、p区、d区、ds区元素的电子层结构各有什么特点？

（3）具有下列电子层结构的元素位于周期表的哪一个区？它们是金属还是非金属？

ns2 ns2np5

(n-1)d5ns2 (n-1)d10ns2

(4)某元素基态（能量最低状态）原子最外层为4s1，它位于周期表的哪个区？

（5）已知某元素的原子序数是50。试写出它的原子核外电子排布式。该元素位于周期表的哪一个区？属于金属还是非金属元素？

第二、三课时

[学习内容]

二、元素第一电离能的周期性变化

（一）第一电离能（I1）的概念：气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需的最低能量。

注意：原子失去电子，应先最外电子层、最外原子轨道上的电子

（二）第一电离能的作用：可衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。I1越小，原子越容易失去一个电子；I1越大，原子越难失去一个电子

（三）I1的周期性变化

1．同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大

2．同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐碱小

3．周期表的右上角元素的第一电离能数值大，左下角元素的第一电离能的数值小

（四）I1与洪特规则的关系

同一周期元素的第一电离能存在一些反常，这与它们的原子外围电子排布的特征有关。如镁的第一电离能比铝大，磷的第一电离能比硫大。

基本规律：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）、半满（p3、d5、f7）和全满（p6、d10、f14）结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。

[随堂检测]

1．下列各组元素中，第一电离能依次碱小的是（）

A．H、Li、Na、K B．I、Br、Cl、F

C．Na、Mg、Al、Si D．Si、Al、Mg、Na

2．解释下列现象

（1）元素原子的第一电离能总是正值

（2）磷的第一电离能比硫的第一电离能大

（3）同一周期中，总是稀有气体元素的原子的第一电离能最大

（4）Na+、Ne是等电子体（等电子体具有相同的电子层结构和相似的空间构型，通常具有相似的性质），为什么它们的第一电离能的实质相差较大？[I1(Ne)=21.6ev；

I1(Na+)=47.3ev [ev：电子伏特，能量的单位]

3．比较下列元素第一电离能的大小。并说明理由

（1）锂和氖

（2）铍和硼

（3）碳和氮

（4）磷和硫

5．第二电离能（I2）、第三电离能（I3）及各级电离能的应用

（1）概念

+1价气态离子失去一个电子，形成+2价气态离子所需要的最低能量称称为该元素的第二电离能，表示I2

+2价气态离子失去一个电子，形成+3价气态离子所需要的最低能量称称为该元素的第二电离能，表示I3

（2）应用

（a）用来衡量元素的原子或离子气态时失去电子能力的强弱。电离能数值越小，该元素的