2023-2024學(xué)年蘇教版選擇性必修2 專題2　第2單元　課時1　原子核外電子排布的周期性　元素第一電離能的周期性變化 課件（45張）

專題2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第二單元元素性質(zhì)的遞變規(guī)律課時1原子核外電子排布的周期性元素第一電離能的周期性變化內(nèi)容索引學(xué)習(xí)目標(biāo)活動方案課堂反饋學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征。2．認(rèn)識元素的原子半徑、化合價、第一電離能等元素性質(zhì)的周期性變化，能解釋其變化規(guī)律。活動方案1．原子核外電子排布的周期性變化導(dǎo)致元素性質(zhì)的周期性變化。請依據(jù)核外電子的周期性變化歸納相關(guān)性質(zhì)的變化規(guī)律，填寫下表：活動一：討論核外電子排布的周期性變化與化合價、金屬性與非金屬性和原子半徑變化的規(guī)律主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA原子核外價電子排布

最高正化合價

最低負(fù)化合價

ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7－4－3－2－1主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA化合價的變化規(guī)律

金屬性和非金屬性的變化規(guī)律

原子半徑的變化規(guī)律

最高正價依次增大，負(fù)價依次增大，它們絕對值代數(shù)和為8金屬性依次減弱，非金屬性依次增強(qiáng)半徑依次減小討論化合價、元素金屬性、非金屬性與核外電子排布之間的關(guān)系?！敬鸢浮?/p>

主族元素的最高正價等于其最外層電子數(shù)，負(fù)價＝最外層電子數(shù)－8；同周期元素的金屬性隨著最外層電子數(shù)增多而減弱，非金屬性隨著最外層電子數(shù)增多而增強(qiáng)。2．閱讀教材，了解元素周期表中各周期元素原子核外電子排布的變化規(guī)律。【答案】

除第1周期外，每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的最外層電子數(shù)重復(fù)出現(xiàn)從1逐漸增加到8的周期性變化。分析元素周期表中元素原子的外圍電子排布，可以發(fā)現(xiàn)：第2、3周期從左到右，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)從ns1到ns2np6的變化；第4周期從左到右，元素原子的外圍電子排布從4s1經(jīng)過3d1～104s1～2逐漸過渡到4s24p6；第5、6周期元素原子的外圍電子排布也有與第4周期元素相似的變化規(guī)律。仔細(xì)閱讀周期表中的分區(qū)圖：活動二：了解元素周期表中的分區(qū)1．閱讀上圖，根據(jù)元素原子的核外電子排布的特征，元素周期表可分成哪幾個區(qū)？【答案】

元素周期表分成五個區(qū)域：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)。2．結(jié)合上圖，描述各個分區(qū)在元素周期表中的位置，各個分區(qū)包含哪些元素？【答案】

s區(qū)包含ⅠA、ⅡA兩族元素，除氫元素外，其余都是較活潑的金屬元素。p區(qū)包含ⅢA～ⅦA族以及0族元素，除氫元素外，所有的非金屬元素都在p區(qū)。d區(qū)包含ⅢB～ⅦB、Ⅷ族，ds區(qū)包含ⅠB和ⅡB族，d區(qū)、ds區(qū)全是金屬元素。鑭系和錒系元素屬于f區(qū)。下圖是1～36號元素的第一電離能數(shù)值變化曲線：活動三：了解第一電離能概念和第一電離能變化規(guī)律1～36號元素的第一電離能1．什么叫第一電離能？【答案】

某元素的氣態(tài)原子失去一個電子形成＋1價氣態(tài)陽離子所需要的最低能量，叫作該元素的第一電離能，用符號I1表示。M(g)－e－—→M＋(g)2．第一電離能大小與原子失電子能力之間有什么關(guān)系？【答案】

第一電離能可以衡量元素的氣態(tài)原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。3．結(jié)合上圖，請以堿金屬元素、鹵族元素為例，總結(jié)同主族元素第一電離能的變化規(guī)律。并從原子結(jié)構(gòu)分析原因。【答案】

一般來說，同主族元素的原子最外層電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，第一電離能逐漸減小。4．請以第2、3周期元素為例，總結(jié)同周期元素第一電離能的變化規(guī)律并從原子結(jié)構(gòu)分析原因。【答案】

同一周期的主族元素具有相同的電子層數(shù)，隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)增加，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢。因此，對于同周期元素來說，堿金屬的第一電離能最小，而稀有氣體的第一電離能最大。5．元素的第一電離能大小還與其原子的核外電子排布(特別是外圍電子排布)有關(guān)。仔細(xì)觀察第3周期元素的第一電離能與原子序數(shù)的關(guān)系曲線：第3周期元素的第一電離能與原子序數(shù)的關(guān)系圖中Mg、P的第一電離能相對較高，閱讀教材，你能說明原因嗎？【答案】

當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。例如，Mg的外圍電子排布為3s2，s軌道處于全充滿狀態(tài)，P的外圍電子排布為3s23p3，p軌道處于半充滿狀態(tài)，因此Mg、P的第一電離能相對較高。1．閱讀教材，什么是第二電離能、第三電離能？【答案】

＋1價氣態(tài)離子失去1個電子，形成＋2價氣態(tài)離子所需要的最低能量稱為該元素的第二電離能。用I2表示。＋2價氣態(tài)離子再失去1個電子，形成＋3價氣態(tài)離子所需要的最低能量稱為該元素的第三電離能，用I3表示。活動四：了解第二電離能、第三電離能2．下面是鈉、鎂元素的第一、二、三的電離能：(1)鈉、鎂的各級電離能大小有什么規(guī)律？

如何根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析原子最外層電子數(shù)？【答案】

元素的第一、二、三的電離能依次增大。

鈉元素的第二電離能出現(xiàn)突變，說明第二個電子難以失去，即原子最外層只有一個電子，鎂元素的第三電離能出現(xiàn)突變，說明易失去2個電子，即其最外層一般為2個電子。元素I1/(kJ·mol-1)I2/(kJ·mol-1)I3/(kJ·mol-1)Na49645626912Mg73814517733(2)結(jié)合上表中數(shù)據(jù)解釋：為什么鈉元素的原子容易形成Na＋，而不是形成Na2+，鎂元素的原子易形成Mg2+，而不是形成Mg3+?【答案】

鈉的第一電離能較低，所以易失去一個電子形成Na＋，但鈉的第二電離能較大，即失去第二個電子需要更多能量，所以不易形成Na2+；Mg的第一、二電離能較小，所以易失去2個電子形成Mg2+，但鎂的第三電離能出現(xiàn)突變，所以難以失去第三個電子，不易形成Mg3+。課堂反饋1234567891011121．元素周期表中，按照第一電離能由大到小順序排列，下列排序錯誤的是

(

)A．Be、Mg、Ca

B．Mg、Ca、K

C．He、Ne、Ar

D．O、N、CD【解析】Be、Mg、Ca處于同一主族，同一主族自上而下元素的第一電離能逐漸減小，故Be、Mg、Ca元素第一電離能依次減小，A正確；Mg、Ca處于同一主族，K、Ca處于同一周期，同一周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，所以Mg、Ca、K第一電離能依次減小，B正確；He、Ne、Ar為同族元素，故He、Ne、Ar元素第一電離能逐漸減小，C正確；同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素，故第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C，D錯誤。123456789101112【解析】某元素的＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，則基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p64s2，最大能層數(shù)為4，因此處于第4周期，價電子數(shù)為2，因此處于ⅡA族，D正確。1234567891011122．(2022·禮嘉中學(xué)階段調(diào)研)已知某元素＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，則該元素在周期表中屬于 (

)A．ⅤB族

B．ⅡB族

C．Ⅷ族

D．ⅡA族D【解析】銅為29號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。按照構(gòu)造原理，價層電子排布式應(yīng)為3d94s2，當(dāng)3d接近半滿或全滿時，能量最低，最穩(wěn)定，所以Cu的4s2上的一個電子將填充在3d上，故Cu在元素周期表中位于ds區(qū)，A正確。1234567891011123．(2021·鹽城中學(xué)質(zhì)檢)根據(jù)電子排布的特點，Cu在元素周期表中位于

(

)A．ds區(qū) B．p區(qū)C．d區(qū) D．s區(qū)A1234567891011124．下列說法正確的是

(

)A．第3周期中鈉的第一電離能最小B．鋁的第一電離能比鎂的大C．在所有元素中，氟的第一電離能最大D．鉀的第一電離能比鎂的大A【解析】同周期中堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大，A正確；鎂的外圍電子排布式為3s2，3p軌道全空，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，而鋁的外圍電子排布式為3s23p1，鋁的第一電離能小于鎂，B錯誤；Ne第一電離能比F的大，C錯誤；鉀比鎂更易失去電子，鉀的第一電離能小于鎂，D錯誤。1234567891011121234567891011125．(2021·木瀆高級中學(xué)等三校聯(lián)考)下列有關(guān)Mg的基態(tài)原子說法正確的有

(

)①位于元素周期表s區(qū)②電子占據(jù)7個原子軌道③有12種不同運動狀態(tài)的電子④電子占據(jù)4種原子軌道⑤電子占據(jù)的能量最高原子軌道符號是3s

⑥價電子排布式為[Ar]3s2A．①③④⑥

B．①②④⑤

C．①③④⑤

D．①②③⑥C【解析】Mg的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s2，由核外電子排布可知，鎂位于元素周期表中

s區(qū)，①正確；鎂核外電子占據(jù)3個

s軌道和

3個

p軌道，共

6個軌道，②錯誤；核外有

12個電子，運動狀態(tài)各不相同，③正確；電子占據(jù)3個電子層，4種原子軌道，分別為

1s、2s、2p和

3s，④正確；電子占據(jù)的最高原子軌道為

3s，⑤正確；鎂的最外層電子為其價電子，價電子排布式為3s2，⑥錯誤；①③④⑤正確。故選C。1234567891011121234567891011126．

(2021·南京、鹽城高三二模)下列關(guān)于Na、Mg、Al元素及其化合物的說法正確的是

(

)A．Mg在元素周期表中位于

p區(qū)B．原子半徑：r(Na)＜r(Mg)＜r(Al)C．第一電離能：I1(Na)＜I1(Al)＜I1(Mg)D．最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：NaOH＜Mg(OH)2＜Al(OH)3C【解析】Mg的核外電子排布式為1s22s22p63s2，最后一個電子填充在s能級上，故Mg在元素周期表中位于s區(qū)，A錯誤；同周期主族元素從左向右，原子半徑依次減小，即原子半徑：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)，B錯誤；同周期元素從左向右，第一電離能總體呈增大趨勢，但ⅡA＞ⅢA、ⅤA＞ⅥA，因此第一電離能：I1(Na)＜I1(Al)＜I1(Mg)，C正確；金屬性越強(qiáng)，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，同周期元素從左向右，金屬性減弱，因此最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，D錯誤。1234567891011121234567891011127．(2021·邗江中學(xué)期中)下列各項敘述正確的是 (

)A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)B．外圍電子排布式為5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s區(qū)元素C．24Cr原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2D．所有原子任一電子層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同D【解析】3p軌道電子能量比3s軌道電子能量高，鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子吸收能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，A錯誤；外圍電子排布式為5s25p1的元素位于第5周期ⅢA族，屬于p區(qū)元素，B錯誤；由于3d軌道處于半充滿狀態(tài)時能量較低，則24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，C錯誤；所有原子任一電子層的s電子云輪廓圖都是球形，電子層越多，球的半徑越大，D正確。1234567891011121234567891011128．下表是五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol-1)，下列說法不正確的是

(

)

A．Q元素可能是0族元素B．R和S均可能與U在同一主族C．U元素可能在元素周期表的s區(qū)D．原子的價電子排布式為ns2np1的可能是T元素B元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900【解析】Q元素電離能的數(shù)據(jù)都比較大，可能是0族元素，A正確；根據(jù)第一電離能的數(shù)據(jù)可知，R的最外層應(yīng)該有1個電子，S的最外電子層應(yīng)該有2個電子，不屬于同一主族的元素，B錯誤；U的最外層有1個電子，可能屬于s區(qū)元素，C正確；T元素最外層有3個電子，價電子排布式為ns2np1，D正確。1234567891011121234567891011129．

(2021·陸慕高級中學(xué)高三期初)7N、8O、11Na、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法不正確的是 (

)A．離子半徑：r(Na＋)＜r(O2-)＜r(Cl－)B．第一電離能：I1(Na)＜I1(N)＜I1(O)C．氫化物的熱穩(wěn)定性：NH3＜H2OD．最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性：HNO3＜HClO4B【解析】一般情況下，元素的非金屬性越強(qiáng)，其第一電離能就越大，但由于N原子核外電子排布處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，失去電子消耗的能量大于同一周期相鄰元素，所以I1(O)＜I1(N)，則三種元素的第一電離能大小關(guān)系為I1(Na)＜I1(O)＜I1(N)，B錯誤。12345678910111212345678910111210．(2022·淮安期末調(diào)研)

短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，元素X的單質(zhì)在空氣中含量最大，Y原子價電子排布式為3s2，Z與X屬于同一主族，基態(tài)W原子的核外有2個未成對電子。下列說法正確的是

(

)A．原子半徑：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)B．元素的第一電離能：I1(Y)＜I1(W)＜I1(Z)C．Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性比W的強(qiáng)D．元素Y、W的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)B【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，元素X的單質(zhì)在空氣中含量最大，則X為N；Y原子價電子排布式為3s2，則Y核外電子排布是1s22s22p63s2，Y是Mg；Z與X屬于同一主族，則Z為P；基態(tài)W原子的核外有2個未成對電子，結(jié)合原子序數(shù)大于P，可知其價層電子排布式為3s23p4，故W為S元素。同一周期元素從左向右原子半徑逐漸減小，同一主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，則原子半徑r(X)＜r(W)＜r(Z)＜r(Y)，A錯誤。123456789101112一般情況下，同一周期元素從左向右第一電離能呈增大趨勢，但是ⅤA族元素的價電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，較難失電子，則其第一電離能比同周期ⅥA族元素的第一電離能大，故第一電離能：I1(Y)＜I1(W)＜I1(Z)，B正確。同一周期元素的原子序數(shù)越大，元素的非金屬性就越強(qiáng)，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性就越強(qiáng)，非金屬性：S＞P，則最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性：Z(P)＜W(S)，C錯誤。Mg原子失去最外層的2個電子形成的Mg2+核外有2個電子層；S原子獲得2個電子形成的S2-核外有3個電子層，故二者簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)不同，D錯誤。12345678910111212345678910111211．在研究原子核外電子排布與元素周