1.2.2原子半徑、電離能 課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第一章《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》

第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

課時(shí)2元素周期律

（原子半徑、電離能）核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析①?gòu)暮暧^上，通過分析不同元素組成的化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)情況，判斷元素電負(fù)性的相對(duì)大小對(duì)化學(xué)鍵性質(zhì)的影響、聯(lián)系元素的金屬性強(qiáng)弱等表現(xiàn)，理解電離能大小對(duì)元素化學(xué)性質(zhì)的影響。②從微觀上，理解原子半徑與原子核外電子層數(shù)、核電荷數(shù)等因素的關(guān)系，明確原子半徑的大小是由原子結(jié)構(gòu)決定的、認(rèn)識(shí)到電離能反映了原子失去電子的難易程度，與原子的電子構(gòu)型、核電荷數(shù)等因素相關(guān)、理解電負(fù)性是原子在分子中吸引電子能力的一種度量，與原子的核電荷數(shù)和原子半徑等密切相關(guān)。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知通過學(xué)習(xí)元素的原子半徑、第一電離能等周期性變化的規(guī)律，建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的認(rèn)知模型，并能解釋元素性質(zhì)的規(guī)律性和特殊性，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1.原子半徑的變化規(guī)律及影響因素。2.電離能的概念及變化規(guī)律。難點(diǎn)：1.原子半徑和電離能的綜合理解與應(yīng)用。2.對(duì)原子半徑和電離能實(shí)質(zhì)的理解。新課導(dǎo)入原子半徑PART01回顧一下問題：學(xué)習(xí)過元素周期表內(nèi)容，你知道元素哪些性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化？隨元素原子核電荷數(shù)的遞增，元素的以下性質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)周期性變化：元素化合價(jià)金屬性和非金屬性原子半徑1.原子半徑（1）影響原子半徑大小的因素原子半徑影響因素電子的能層數(shù)核電荷數(shù)電子的能層越多，電子之間的排斥作用越大，將使原子的半徑增大核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小二者共同作用使原子半徑呈現(xiàn)周期性的遞變1.原子半徑從上到下，原子半徑逐漸增大。同主族元素同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小。主要原因：同主族元素從上到下，隨著能層數(shù)的增加，電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大。能層數(shù)的影響大于核電荷數(shù)增加的影響。主要原因：同周期主族元素從左到右，核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用越大，將使原子的半徑減小。r(O)

___r(S)___r(Se)r(O2-)___r(F-)___r(Na+)r(Fe)___r(Fe2+)___r(Fe3+)比較下列微粒半徑大小＜＜＞＞＞＞2.微粒半徑比較一看電子層數(shù)

二看核電荷數(shù)三看電子數(shù)一般規(guī)律:(1)電子層數(shù)越多：半徑越大。(2)電子層數(shù)相同時(shí)：核電核數(shù)越小，半徑越大。(3)電子層數(shù)、核電荷數(shù)都相同時(shí)：電子數(shù)越多，半徑越大?！靶蛐酱蟆盤S：因?yàn)橄∮袣怏w元素與其他元素的原子半徑的確定依據(jù)不用，故比較同周期元素原子半徑的變化規(guī)律時(shí)，排除稀有氣體元素原子。隨堂訓(xùn)練1．下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是(

)A．Na、K、Rb B．F、Cl、BrC．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－C請(qǐng)根據(jù)構(gòu)造原理示意圖，寫出構(gòu)造原理的能級(jí)順序。電離能PART02定義符號(hào)單位意義1.第一電離能氣態(tài)基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量I1kJ·mol-1可以衡量元素原子失去第一個(gè)電子的難易程度，第一電離能越大，原子越難失去第一個(gè)電子?！皻鈶B(tài)”、“基態(tài)”、“失去一個(gè)電子”等都是保證“最低能量”的條件。第一電離能數(shù)值越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子失去電子越容易，即元素的金屬性越強(qiáng)；第一電離能數(shù)值越大，表明在氣態(tài)時(shí)該原子失去電子越難，即元素的金屬性越弱。2.元素的第一電離能的變化規(guī)律元素的第一電離能的周期性電離能的數(shù)值大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑以及核外電子排布同周期主族元素：第一電離能從左至右呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。2.元素的第一電離能的變化規(guī)律同周期元素的變化規(guī)律規(guī)律原因同周期元素從左到右，第一電離能整體呈增大趨勢(shì)。每個(gè)周期的第一種元素（氫和堿金屬）的第一電離能最小，最后一種元素（稀有氣體）的電離能最大。同周期元素的原子的電子層數(shù)相同，但隨著核電荷數(shù)增大，原子核對(duì)外層電子的吸引作用增強(qiáng)，失去電子的能力逐漸減弱。2.元素的第一電離能的變化規(guī)律元素的第一電離能的周期性2.元素的第一電離能的變化規(guī)律同主族元素的變化規(guī)律規(guī)律原因同主族元素從上到下，第一電離能逐漸減小。同主族元素的原子的價(jià)層電子數(shù)相同，但自上而下，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)外層電子的吸引作用減弱，失去電子的能力逐漸增強(qiáng)。PS：0族元素的第一電離能的變化規(guī)律與同主族元素一致2.元素的第一電離能的變化規(guī)律過渡元素的變化規(guī)律規(guī)律原因過渡元素的第一電離能的變化不太規(guī)則，同周期過渡元素中隨著元素原子核電荷數(shù)的增加，第一電離能略有增加。對(duì)過渡元素原子來說，增加的電子大部分排布在(n-1)d或(n-2)f軌道上，原子核對(duì)外層電子的吸引作用變化不是太大。2.元素的第一電離能的變化規(guī)律元素的第一電離能的周期性為什么B、Al、O、S等元素的電離能比它們左邊元素的電離能低，而使Li—Ne和Na—Ar的電離能曲線呈現(xiàn)鋸齒狀變化？2.元素的第一電離能的變化規(guī)律對(duì)于B和Al這兩個(gè)鋸齒狀變化，一般解釋為：B和Al的第一電離能失去的電子是np能級(jí)的，該能級(jí)電子的能量比左邊Be和Mg失去的ns能級(jí)電子的高。對(duì)于O和S這兩個(gè)鋸齒狀變化，一般解釋為：N和P的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能較高。隨堂訓(xùn)練2.下列各組元素中，原子半徑減小，元素第一電離能逐漸升高的是

A.K、Na、LiB.C、N、O

C.Cl、S、PD.Al、Mg、NaA3.電離能的應(yīng)用堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性之間存在什么聯(lián)系？第IA族堿金屬元素的第一電離能從上到下逐漸變小，則原子越容易失電子，堿金屬元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，堿金屬的活潑性越強(qiáng)。（1）判斷元素的金屬性強(qiáng)弱3.電離能的應(yīng)用元素的逐級(jí)電離能數(shù)通常情況下，第一電離能小于第二電離能小于第三電離能......（2）判斷元素的化合價(jià)3.電離能的應(yīng)用為什么原子的逐級(jí)電離能越來越大?1.原子內(nèi)的電子越靠近原子核，受到的吸引力越大，則要離開原子所需要的能量越大，原子的逐級(jí)電離能越來越大；2.隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多，所以原子的逐級(jí)電離能越來越大。（2）判斷元素的化合價(jià)3.電離能的應(yīng)用（2）判斷元素的化合價(jià)元素

NaMgAl各級(jí)電離能(kJ·mol-1)4967385784562145118176912773327459543105401157513353136301483016610179951837620114217032329340667136282123992888303.電離能的應(yīng)用（2）判斷元素的化合價(jià)逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)與鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么關(guān)系?鈉的第一電離能比第二電離能小很多，說明失去第一個(gè)電子比失去第二個(gè)電子容易得多，所以Na容易失去一個(gè)電子形成+1價(jià)Na+；鎂的第一電離能和第二電離能相差不多，但第二電離能比第三電離能小很多，說明Mg容易失去兩個(gè)電子形成+2價(jià)Mg2+；鋁的第一電離能、第二電離能、第三電離能相差不多，但第三電離能比第四電離能小很多，說明Al容易失去三個(gè)電子形成+3價(jià)Al3+。隨堂訓(xùn)練3.下表列出了某短周期元素R的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)（用I1、I2…）關(guān)于R元素下列推斷錯(cuò)誤的是（

）A．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族C．R的最高正價(jià)為＋2價(jià)

D．R元素的第一電離能高于同周期相鄰元素的

元素電離能I/（KJ?mol-1）I1I2I3I4……R7401500770010500……A隨堂訓(xùn)練4.根據(jù)右列五種元素的電離能數(shù)據(jù)判斷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(jià)電子排布式為ns2np1的可能是T元素B歸納總結(jié)電離能概念電離