2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章第2節(jié)第2課時元素周期律教案新人教版選修3

PAGE8-第2課時元素周期律目標與素養(yǎng)：1.了解元素周期律的內(nèi)容與實質(zhì)(宏觀辨識與微觀探析)2.了解元素原子半徑，電離能和電負性的改變規(guī)律及應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認知)一、元素的化合價、金屬性、非金屬性和原子半徑1．元素的化合價(1)同周期，從左到右，最高正價由＋1價漸漸增至＋7價(O、F除外)；最低負價由－4→－1價。(2)同主族，從上到下，化合價相同。2．金屬性和非金屬性(1)同周期，從左到右，主族元素的金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加。(2)同主族，從上到下，金屬性漸漸增加，非金屬性漸漸減弱。3．原子半徑(1)影響因素(2)改變規(guī)律原子半徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(同周期，從左到右，漸漸減小,同主族，從上到下，漸漸增大))二、電離能1．第一電離能(I1)(1)第一電離能概念氣態(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)正離子所須要的最低能量叫做第一電離能。(2)元素第一電離能的意義衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越簡潔失去一個電子。(3)第一電離能的改變規(guī)律①同周期，從左到右，元素的第一電離能呈漸漸增大的趨勢。②同主族，從上到下，元素的第一電離能漸漸減小。微點撥：同周期從左向右，元素第一電離能呈增大趨勢，其中ⅡA與ⅢA，ⅤA與ⅥA之間元素的第一電離能出現(xiàn)反常。2．逐級電離能逐級電離能：＋1價氣態(tài)正離子失去一個電子，形成＋2價氣態(tài)正離子所須要的最低能量叫做其次電離能，用I2表示；＋2價氣態(tài)正離子再失去一個電子，形成＋3價氣態(tài)正離子所須要的最低能量叫做第三電離能，用I3表示；依次類推。且I1＜I2＜I3……三、電負性與對角線規(guī)則1．電負性(1)概念①鍵合電子：原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。②電負性：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。(2)衡量標準電負性是由美國化學(xué)家鮑林提出的，他以氟的電負性為4.0作為相對標準，得出了各元素的電負性。(3)遞變規(guī)律(稀有氣體不計)①同一周期，從左到右，元素的電負性漸漸變大；②同一主族，從上到下，元素的電負性漸漸變小。(4)應(yīng)用：推斷金屬性、非金屬性強弱。2．對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的電負性接近，性質(zhì)相像，被稱為“對角線規(guī)則”。如：1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)原子序數(shù)越大，核外電子越多，原子半徑越大()(2)同周期，從左到右，最高正價肯定由＋1價遞變?yōu)椋?價()(3)N、O的第一電離能和電負性均為N＜O()(4)同周期中，稀有氣體元素的第一電離能最小()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列不屬于元素電負性的應(yīng)用的是()A．推斷一種元素是金屬還是非金屬B．推斷化合物中元素的正負化合價C．推斷化學(xué)鍵類型D．推斷單質(zhì)的熔沸點[答案]D3．按第一電離能由小到大的依次寫出其次周期元素(用元素符號表示)________________。[答案]Li＜B＜Be＜C＜O＜N＜F＜Ne粒子半徑大小比較1.同周期元素，隨著原子序數(shù)遞增，其原子半徑漸漸減小。例：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。2．同主族元素，隨著電子層數(shù)遞增，其原子半徑漸漸增大。例：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)。3．同種元素的粒子半徑，電子越多，半徑越大。例：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。4．電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，半徑越小。例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。5．帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。例：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。6．核電荷數(shù)、電子層數(shù)均不同的離子可選一種離子參照比較。例：比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照：r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。1．下列有關(guān)微粒半徑的大小比較錯誤的是()A．K＞Na＞Li B．Na＋＞Mg2＋＞Al3＋C．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F[答案]C2．已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A＞B＞D＞CB．原子序數(shù)：d＞c＞b＞aC．離子半徑：C3－＞D－＞B＋＞A2＋D．元素的第一電離能：A＞B＞D＞CC[A2＋、B＋、C3－、D－這4種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則在元素周期表中的位置為：因此原子半徑依次為B＞A＞C＞D；原子序數(shù)為a＞b＞d＞c；離子半徑為C3－＞D－＞B＋＞A2＋；第一電離能為D＞C＞A＞B。]“三看”法快速推斷簡潔微粒半徑大小“一看”電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù)：當電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小?！叭础焙送怆娮訑?shù)：當電子層數(shù)或核電荷數(shù)相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。電離能及其應(yīng)用1.第一電離能(I1)的改變規(guī)律(1)同周期元素第一電離能的改變規(guī)律呈現(xiàn)的是一種趨勢，ⅡA族和ⅤA族元素會出現(xiàn)反常改變，通常同周期ⅡA族元素的第一電離能比ⅢA族元素高，ⅤA族元素的第一電離能比ⅥA族元素高，這是因為ⅡA族、ⅤA族元素原子的價電子排布式分別是ns2、ns2np3，np能級是全空或半充溢狀態(tài)，原子較穩(wěn)定，第一電離能較大。(2)同主族元素的第一電離能，從上到下，漸漸減小。2．逐級電離能(1)含義：M(g)=M＋(g)＋e－I1(第一電離能)；M＋(g)=M2＋(g)＋e－I2(其次電離能)；M2＋(g)=M3＋(g)＋e－I3(第三電離能)。(2)改變規(guī)律①同一元素的逐級電離能是漸漸增大的，即I1＜I2＜I3＜…，這是由于原子失去一個電子變成＋1價陽離子后，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)目變少，核對外層電子的吸引作用增加，因而其次個電子比第一個電子難失去，失去其次個電子比失去第一個電子須要更多的能量。②元素的逐級電離能漸漸增大并且會發(fā)生一個突變即突然增大多倍，這是由于電子是分層排布的，主族元素幾乎不會全部失去內(nèi)層電子。如Na原子的I1、I2、I3分別是496、4562、6912(單位：kJ·mol－1，下同)，在I1和I2之間發(fā)生突變；Mg原子的I1、I2、I3分別是738、1451、7733，在I2和I3之間發(fā)生突變。3．電離能的應(yīng)用(1)比較元素金屬性的強弱一般狀況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強。(2)確定元素原子的核外電子層排布由于電子是分層排布的，內(nèi)層電子比外層電子難失去，因此元素的電離能會發(fā)生突變。(3)確定元素的化合價假如eq\f(In＋1,In)?eq\f(In,In－1)，即電離能在In與In＋1之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成＋n價離子，并且主族元素的最高化合價為＋n價(或只有＋n價、0價)。如某元素的逐級電離能，若I2?I1，則該元素通常顯＋1價；若I3?I2，則該元素通常顯＋2價；若I4?I3，則該元素通常顯＋3價。3．下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是()A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀比鈉活潑B．因同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布式為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D．對于同一元素而言，原子的電離能I1＜I2＜I3＜…B[第一電離能越小，表明該元素原子越易失去電子，越活潑，A項正確；同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小，第一電離能一般來說依次增大，但有反常，如第一電離能：N>O、Mg>Al，B項錯誤；C項所述元素為0族元素，性質(zhì)穩(wěn)定，第一電離能都較大，正確；同一元素的逐級電離能是漸漸增大的，D項正確。]4．如表所示是第三周期部分元素的電離能(單位：kJ·mol－1)：電離能元素I1I2I3甲49645626912乙73814517733丙125122983822丁152026663931下列說法正確的是()A．甲的金屬性比乙強B．乙的常見化合價為＋1C．丙不行能為非金屬元素D．丁肯定為金屬元素A[甲、乙、丙、丁為第三周期元素，由題給表格數(shù)據(jù)可知，甲的I1?I2，說明甲最外層有1個電子，易失去1個電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以甲為Na，乙的I2?I3，說明乙易失去2個電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以乙為Mg，故甲的金屬性比乙強，A項正確；乙的常見化合價應(yīng)為＋2，B項不正確；丙的I1、I2、I3相差不大且丙失去電子較難，所以可能是非金屬元素，C項不正確；丁失去電子比丙還難，而第三周期只有3種金屬元素，可知丁肯定是非金屬元素，D項不正確。]電負性及其應(yīng)用1.周期性改變一般來說，除稀有氣體元素外，同一周期從左到右，元素的電負性漸漸變大；同一主族從上到下，元素的電負性漸漸變小，對副族元素而言，同族元素的電負性也大體呈現(xiàn)這種改變趨勢。因此，電負性最大的元素是位于元素周期表右上角的氟(稀有氣體除外)，電負性最小的元素是位于元素周期表左下角的銫(鈁是放射性元素，除外)。2．電負性的兩個應(yīng)用(1)推斷元素的化合價①電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的實力弱，元素的化合價為正值；②電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的實力強，元素的化合價為負值。(2)推斷化學(xué)鍵的類型①若兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；②若兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。5．下列有關(guān)電負性的說法中，不正確的是()A．元素的電負性越大，原子在化合物中吸引電子的實力越強B．主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能肯定越大C．在元素周期表中，同一周期元素電負性從左到右呈現(xiàn)遞增的趨勢D．形成化合物時，電負性越小的元素越簡潔顯示正價B[本題考查的是對電負性的理解。B中，元素的電負性與第一電離能的改變有不同之處，如電負性：O＞N，第一電離能為O＜N。]6．已知X、Y同周期，且電負性的值X為3.0，Y為1.8，下列說法錯誤的是()A．X與Y形成化合物時，X顯負價、Y顯正價B．X與Y形成的化合物可能為共價化合物C．最高價含氧酸的酸性：X對應(yīng)的酸性弱于Y對應(yīng)的酸性D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY＜HnXC[電負性X＞Y，非金屬性X＞Y，X最高價含氧酸比Y最高價含氧酸的酸性強。]電負性、第一電離能與金屬性和非金屬性的關(guān)系注：①稀有氣體在同周期中第一電離能最大。②第一電離能：ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA。1．對于以下各組微粒的半徑，難以確定前者肯定大于后者的是()A．兩種原子的核外電子排布分別為：1s22s22p63s23p64s1和1s22s22p63s23p5B．兩種原子的電子排布圖為：C．3s能級上填有2個電子的原子與2p能級上填有5個電子的原子D．3p軌道上有一個未成對電子的原子與3p軌道上半充溢的原子D[A項中前者為K原子后者為Cl原子，原子半徑前者大；B項中前者為Si原子后者為P原子，兩者是同周期元素原子，原子半徑前者大于后者；C項中前者為Mg原子后者為F原子，原子半徑前者大于后者；D項中前者為Al原子或Cl原子后者為P原子，原子半徑可能前者大也可能后者大。]2．下列有關(guān)電離能的說法，正確的是()A．第一電離能越大的原子失電子的實力越強B．第一電離能是元素的原子失去核外第一個電子須要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來越大D．可通過一種元素各級電離能的數(shù)值，推斷元素可能的化合價D[第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去核外第一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子須要的最低能量；元素原子的第一電離能越大，表示該元素的原子越難失去電子；從總的改變趨勢上看，同一周期中元素的第一電離能從左到右漸漸增大，但有反常，如I1(N)＞I1(O)。]3．元素X的各級電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/kJ·mol－157818172745115751483018376則元素X的常見價態(tài)是()A．＋1 B．＋2C．＋3 D．＋6C[對比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3電離能數(shù)值相對較小，至I4數(shù)值突然增大，說明元素X的原子中，有3個電子簡潔失去，因此，該元素的常見化合價為＋3。]4．不能說明X的電負性比Y大的是()A．與H2化合時X單質(zhì)比Y單質(zhì)簡潔B．X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性比Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性強C．X原子的最外層電子數(shù)比Y原子最外層電子數(shù)多D．X單質(zhì)可以把Y從其氫化物中置換出來C[元素的非金屬性越強，其電負性越大，A、B、D均能說明非金屬性：X>Y，即說明電負性X>Y。]5．下表給出了14種元素的電負性：元素電負性元素電負性元素電負性Al1.5B2.0Be1.5C2.5Cl3.0F4.0Li1.0Mg1.2N3.0Na0.9O3.5P2.1S2.5Si1.8運用元素周期律學(xué)問完成下列各題。(1)同一周期中，從左到右，主族元素的電負性________；同一主族中，