電離能及其變化規(guī)律 【新教材備課精研】高二化學(xué) （人教版2019選擇性必修2）

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022-2023選擇性必修2第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(1)同周期主族元素原子的電子層數(shù)相同，從左到右原子半徑逐漸減小，原子核對外層電子的吸引作用逐漸增強(qiáng)。因此,同一周期主族元素從左到右，元素原子失去電子的能力越來越弱，獲得電子的能力越來越強(qiáng)。(2)同主族元素原子的價電子數(shù)相同，但自上而下原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引作用逐漸減弱。因此,自上而下，金屬元素原子失去電子的能力越來越強(qiáng)，非金屬元素原子獲得電子的能力越來越弱。元素原子得失電子的能力同周期元素和同主族元素原子結(jié)構(gòu)遞變的綜合結(jié)果是：位于元素周期表中金屬元素與非金屬元素分界線周圍元素的原子獲得或失去電子的能力都不強(qiáng)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，僅有定性的分析往往是不夠的，為此人們用電離能、電負(fù)性來定量的衡量或比較原子得失電子能力的強(qiáng)弱。閱讀課本第22頁內(nèi)容，了解電離能的概念和含義，分析電離能描述的是元素的哪種性質(zhì)？并分析第一電離能的數(shù)值和性質(zhì)的關(guān)系？電離能

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第3課時電離能及其變化規(guī)律PART01PART02能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解原子半徑、元素第一電離能之間的遞變規(guī)律，能利用遞變規(guī)律比較原子(離子)半徑、元素第一電離能的相對大小。通過原子半徑、元素第一電離能遞變規(guī)律的學(xué)習(xí)，建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型，并能利用認(rèn)知模型解釋元素性質(zhì)的規(guī)律性和特殊性。1.概念

氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。保證“能量最低”元素的電離能及其變化規(guī)律2.符號：I單位：KJ/molM(g)=M+(g)+e-

I1（第一電離能）M+(g)=M2+(g)+e-I2（第二電離能）M2+(g)=M3+(g)+e-

I3（第三電離能）4、表示式：3、逐級電離能：第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為正一價氣態(tài)離子所需要的能量叫做第一電離能。元素第一電離能符號：I1。第二電離能：氣態(tài)正一價離子再失去一個電子成為氣態(tài)正二價離子所需的能量叫做第二電離能；第三電離能和第四、第五電離能依此類推。通常情況下，第一電離能小于

第二電離能小于第三電離能……（1）電離能的數(shù)值逐級增大；（2）電離能的差別大小反映了電子的分層排布5、電離能的意義：表示氣態(tài)原子失去電子難易程度的物理量。①元素的電離能越小，表示氣態(tài)時越容易失去電子，即元素在氣態(tài)時的金屬性越強(qiáng)。②判斷原子失去電子的數(shù)目或形成的陽離子的電荷原子的第一電離能與元素性質(zhì)有何關(guān)聯(lián)？

【思考與討論】電離能越小，表示在氣態(tài)時該原子失去電子越容易，即元素的金屬性越強(qiáng)；

電離能越大，表明在氣態(tài)時該原子失去電子越難,即元素的金屬性越弱。第一電離能①意義：第一電離能可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。

第一電離能越小，越易失電子，金屬的活潑性就越強(qiáng)。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強(qiáng)。判斷原子失去電子的數(shù)目或形成的陽離子的電荷②影響因素：第一電離能核電荷數(shù)電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多、半徑越小、核對外層電子引力越大、越不易失去電子，電離能越大。原子半徑同族原子半徑越大、原子核對外層電子的引力越小，越易失電子，電離能越小。

電離能隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化?！舅伎寂c討論】以ⅡA、ⅦA族為例，同主族元素的第一電離能變化有何規(guī)律？以二、三周期為例，同周期元素的第一電離能變化有何規(guī)律？【思考與討論】以ⅡA、ⅦA族為例，同主族元素的第一電離能變化有何規(guī)律？以二、三周期為例，同周期元素的第一電離能變化有何規(guī)律？（1）同主族元素的原子，隨著核電

荷數(shù)的增大，I1逐漸減小。（2）同周期元素的原子，隨著核電荷數(shù)的增大，I1呈增大趨勢?！舅伎寂c討論】從原子結(jié)構(gòu)角度解釋為何呈現(xiàn)這樣的規(guī)律？（1）同主族原子半徑增大，核對最外層電子的吸引力減小，I1逐漸減小。（2）同周期原子半徑減小，核對最外層電子的吸引力增大，I1呈增大趨勢。HeNeArHLiNaBeBCNOFMgAlSiPSCl短周期元素的第一電離能

在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一電離能大于相鄰的元素的第一電離能。為什么？（1）所失電子的能級：能量：3s2<3p1（2）價層電子排布：全空、半滿、全滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所需能量高。電離能kJ·molNaMgAl第一電離能496738578第二電離能456214511817第三電離能691277332745第四電離能95431054011575第五電離能133531363014830第六電離能166101799518376第七電離能201142170323293元素的逐級電離能數(shù)據(jù)解釋：原子失去電子后形成陽離子，所帶正電荷對電子的吸引力更強(qiáng)，所以原子的逐級電離能越來越大。結(jié)論：同一能層的電子的電離能相差較??；不同能層的電子電離能相差較大。第一電離能同周期同主族從左到右，元素的第一電離能呈逐漸增大趨勢從上到下，元素的第一電離能逐漸減小ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA反常：元素第一電離能的變化規(guī)律②各級電離能逐級遞增中有突躍現(xiàn)象:同一能層的電子,能量相差不大,從同一個能層逐漸失去一個電子時,所需要的能量差別不是太大。不同能層的兩個電子失去時,所需要的能量有很大的差距。故逐級電離能間有突躍現(xiàn)象,如Na的I1和I2之間、Mg的I2和I3之間、Al的I3和I4之間,都有突躍現(xiàn)象。利用電離能的突躍現(xiàn)象,可以判斷核外電子的分層排布情況,:逐級電離能。①原子各級電離能越來越大:原子失電子時,首先失去的是能級最高的電子,故第一電離能比較小,以后再失去的電子都是能級較低的電子,所需要的能量多;同時,失去電子后,原子核對電子的吸引力更強(qiáng),因此電離能越來越大,即I1<I2<I3<……(1)四種元素中哪種元素的金屬性最強(qiáng)？(2)甲、乙的價層電子排布式是什么？它們的常見化合價是多少？(3)丁一定為非金屬元素嗎？試說明理由。下表是第三周期部分元素的電離能[單位：eV(電子伏特)]數(shù)據(jù)，思考并回答下列問題：元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.8丙13.023.940.0丁15.727.640.7電離能的應(yīng)用1、用來判斷原子失去的電子數(shù)目和形成的陽離子所帶的電荷數(shù)（元素的化合價、元素種類）。

如果I2>>I1，則原子易形成+1價陽離子而不易形成+2價陽離子；如I3>>I2>I1，即I在I2和I3之間突然增大，則元素易形成+2價陽離子。2、用來推斷原子核外電子排布。例：觀察分析下表電離能數(shù)據(jù)回答：元素I1KJ/molI2KJ/molI3KJ/molLi520729511815Mg73814517733試解釋為什么鋰元素易形成Li＋，而不易形成Li2＋；鎂元素易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋？從表中數(shù)據(jù)可知：Li元素的I2遠(yuǎn)大于I1，因此Li容易失去第一個電子，而不易失去第二個電子；即Li易形成Li＋，而不易形成Li2＋。鎂元素的I1、I2相差不大，I3遠(yuǎn)大于它們，說明鎂容易失去兩個電子，而不易失去第三個電子，因此鎂易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋。1、有一種元素的逐級電離能數(shù)據(jù)如下：電離能I1I2I3I4……kJ·mol-15781817274511578……當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時最可能生成的陽離子是()A.X+B.X2+C.X3+D.X4+

C2、將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列：①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na3、分析下列圖表，回答問題。(1)N、Al、Si、Ge四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下：電離能I1I2I3I4…In/kJ·mol－15781817274511575…則該元素是_____(填寫元素符號)。Al(2)短周期某主族元素M的電離能情況如圖所示。則M元素位于周期表的第_____族。ⅡA4、請完成下列各題：(1)Mg元素的第一電離能比Al元素的____，第2周期元素中，元素的第一電離能比鈹大的有____種。5大(2)碳原子的核外電子排布式為_________。與碳同周期的非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能，原