第1課時(shí) 電離能及其變化規(guī)律,第1章 第3節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì),學(xué)習(xí)目標(biāo)定位,1.知道原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)間的關(guān)系規(guī)律。 2.正確理解元素電離能的含義及其變化規(guī)律，會(huì)用電離能的概念分析解釋元素的某些性質(zhì)。,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測(cè),內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.元素第一電離能的概念與意義 (1)概念： 電離能：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個(gè)電子所需的 能量。符號(hào)：I，單位： 。 逐級(jí)電離能： 第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為正一價(jià)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(hào)：I1。 第二電離能：氣態(tài)正一價(jià)離子再失去一個(gè)電子成為氣態(tài)正二價(jià)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 第二電離能 第三電離能,一、元素的電離能及其變化規(guī)律,最小,kJmol1,小于,小于,(2)意義：可以衡量元素的原子失去一個(gè)電子的 。第一電離能數(shù)值越小，原子越 失去一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越 失去一個(gè)電子。,難易程度,容易,難,2.元素第一電離能變化規(guī)律 (1)元素第一電離能的變化趨 勢(shì)如右圖所示：,(2)觀察分析右圖，回答下列問(wèn)題： 對(duì)同一周期的元素而言，從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從 到 的變化趨勢(shì)，表示元素原子越來(lái)越難失去電子。,小,大,相關(guān)視頻,同主族元素，自上而下第一電離能逐漸 ，表明自上而下原子越來(lái)越 失去電子。 具有全充滿、半充滿及全空的電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值 。如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。,減小,易,較大,1.電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的核外電子排布。 (1)核電荷數(shù)、原子半徑對(duì)電離能的影響 同周期元素具有相同的電子層數(shù)，從左到右核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，I1總體上有增大的趨勢(shì)。堿金屬元素的I1最小，稀有氣體元素的I1最大。 同主族元素從上到下，原子半徑增大起主要作用，元素的I1逐漸減小。,(2)核外電子排布對(duì)電離能的影響 某原子或離子具有全充滿、半充滿或全空時(shí)的電子排布時(shí)，電離能較大。如第A族元素、第A族元素比同周期左右相鄰元素的I1都大，原因是第A族元素最外層ns2全充滿，第A族元素最外層np3半充滿，比較穩(wěn)定。各周期稀有氣體元素的I1最大，原因是稀有氣體元素的原子各軌道具有全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Zn(3d104s2)比同周期相鄰元素的電離能大。 2.元素第一電離能的周期性遞變規(guī)律是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果。,例1 下列有關(guān)電離能的說(shuō)法，正確的是 A.第一電離能越大的原子失電子的能力越強(qiáng) B.第一電離能是元素的原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量 C.同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來(lái)越大 D.同主族元素，隨原子序數(shù)的遞增，第一電離能逐漸減小,解析 第一電離能是氣態(tài)電中性原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量； 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； 從總的變化趨勢(shì)上看，同一周期中元素的第一電離能從左到右逐漸增大，但有反常，如I1(N)>I1(O)。,答案,解析,例2 下列原子的價(jià)電子排布式中，對(duì)應(yīng)的第一電離能最大的是 A.3s23p1 B.3s23p2 C.3s23p3 D.3s23p4,解析 由于能量3p>3s，因而先失去3p軌道上的電子，而C項(xiàng)3s23p3中3p軌道半充滿，是較穩(wěn)定狀態(tài)，因而更難失去第1個(gè)電子。,答案,解析,(1)影響電離能大小的因素主要有核電荷數(shù)、原子半徑和核外電子排布。 (2)比較元素電離能大小時(shí)，要特別注意原子軌道在全充滿、半充滿和全空時(shí)元素的電離能較大。,方法規(guī)律,1.堿金屬元素隨核電荷數(shù)增大，元素的第一電離能 ，堿金屬元素的金屬性逐漸 ，一般來(lái)說(shuō)，元素的第一電離能越小，元素的金屬性 。,二、電離能的應(yīng)用,減小,增強(qiáng),越強(qiáng),2.右表為Na、Mg、Al的電離能(kJmol1)。 分析右表中各元素電離能的變化，回答下列問(wèn)題： (1)為什么同一元素的電離能逐級(jí)增大？,答案 原子失電子時(shí)，首先失去的是能量最高的電子，故第一電離能較小，原子失去電子后變成陽(yáng)離子，離子半徑變小，原子核對(duì)電子的引力增強(qiáng)，從而使電離能逐級(jí)增大。,(2)鈉原子為什么容易失去1個(gè)電子成為1價(jià)的陽(yáng)離子？,答案 鈉原子的I2I1，說(shuō)明鈉原子很容易失去1個(gè)電子成為1價(jià)陽(yáng)離子，形成Na為1s22s22p6穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，原子核對(duì)外層電子的有效吸引作用變得更強(qiáng)。因此，鈉元素常見(jiàn)價(jià)態(tài)為1價(jià)。,(3)上表中能夠說(shuō)明鎂、鋁原子通常分別形成Mg2、Al3的依據(jù)是什么？,答案 說(shuō)明鎂原子通常形成2價(jià)陽(yáng)離子的依據(jù)是I3I2。說(shuō)明鋁原子通常形成3價(jià)陽(yáng)離子的依據(jù)是I4I3。,3.根據(jù)鋰元素逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)可知，I1I2I1，I3突躍式變大，即失去2個(gè)電子后，再失去電子變?yōu)?價(jià)陽(yáng)離子卻非常困難，說(shuō)明元素M失去2個(gè)電子后達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.下列關(guān)于電離能的理解中錯(cuò)誤的是 A.電離能可以表示原子或離子失去電子的難易程度 B.某原子的電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子 C.第二電離能是氣態(tài)1價(jià)陽(yáng)離子失去一個(gè)電子所需要的最小能量 D.電離能跟金屬活動(dòng)性順序是對(duì)應(yīng)的,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 電離能小的元素原子易失電子，大的易得電子，所以A、B項(xiàng)正確； C項(xiàng)為第二電離能的定義，正確； D項(xiàng)，電離能有時(shí)并不和金屬活動(dòng)性順序一一對(duì)應(yīng)。,2.下列說(shuō)法正確的是 A.第3周期所含的元素中鈉的第一電離能最小 B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大 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第一電離能大,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 同周期中堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體最大，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)不正確； 由于Mg價(jià)電子排布為3s2，而Al為3s23p1，故鋁的第一電離能小于Mg的，B項(xiàng)不正確； D中鉀比鎂更易失電子，鉀的第一電離能小于鎂的，D項(xiàng)不正確。,1,2,3,4,5,3.下圖表示前18號(hào)元素的原子序數(shù)和氣態(tài)原子失去核外第一個(gè)電子所需的能量(kJmol1)的變化圖像。其中A、B、C各點(diǎn)表示的元素是 A.N、S、P B.F、Cl、O C.He、Ne、Ar D.Si、C、B,解析 A、B、C的第一電離能是各自周期中最大的，即最難失電子，故A、B、C是各自周期中的稀有氣體元素He、Ne、Ar。,答案,解析,1,2,3,4,5,4.元素周期表第3周期所含主族元素中，第一電離能最大和最小的兩元素形成的化合物是 A.Na2S B.MgCl2 C.NaCl D.AlCl3,1,2,3,4,5,解析 第3周期主族元素中，第一電離能最大的元素為Cl，第一電離能最小的元素為Na，二者形成的化合物為NaCl。,答案,解析,5.請(qǐng)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。,1,2,3,4,5,答案,5,大,解析 Mg的價(jià)電子排布式為3s2,3s為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；Al的價(jià)電子排布式為3s23p1,3p軌道不是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。元素第一電離能MgAl。第2周期元素的第一電離能比Be元素第一電離能大的元素有C、N、O、F、Ne共5種。,解析,(2)碳原子的核外電子排布式為_(kāi)。 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，原因是_。,1,2,3,4,5,答案,解析,1s22s22p2,解析 O原子和N原子的價(jià)電子排布分別為2s22p4,2s22p3，N原子的2p軌道半充滿，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以第一電離能大。,N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定,(3)A、B均為短周期金屬元素。依據(jù)下表數(shù)據(jù)，寫出B原子的電子排布式： _。,答案,1s22s22p63s2,解析 由A、B元素的各級(jí)電離能可看出，A、B兩元素容易失去兩個(gè)電子形成2價(jià)金屬陽(yáng)離子，故A、B元素屬于A族的元素，由同主族元素電離能變化規(guī)律可知，B元素為鎂元素，其原子的電子排布式為1s22s22p63s2。,1,2,3,4,5,解析,