高中化学 2.2 元素性质的递变规律课件 苏教版选修3.ppt

第二单元元素性质的递变规律 目标导航 预习引导 目标导航 预习引导 一 原子核外电子排布的周期性1 主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化 目标导航 预习引导 v v v v v v v v 目标导航 预习引导 2 1 6周期元素原子的外围电子排布 目标导航 预习引导 3 元素原子核外电子排布的周期性变化除第1周期外每隔一定数目的元素 元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化 长周期因为增加了过渡元素 外围电子排布增加了d轨道和f轨道 原子的外围电子排布出现了过渡状态 如第4周期从4s1经过3d1 104s1 2逐渐过渡到4s24p6结束 第5 6周期与第4周期有相似的变化规律 第6周期出现了4f1 14的过渡状态 v v 目标导航 预习引导 预习交流1某元素的原子序数为24 试问 1 此元素原子的电子总数是多少 2 它有多少个电子层 有多少个原子轨道 3 它的价电子排布是怎样的 它的价电子数是多少 4 它属于第几周期 第几族 主族还是副族 属于哪个区 5 它有多少个未成对电子 答案 1 该元素原子的电子总数为24 2 该元素原子有4个电子层 有15个原子轨道 3 该元素原子的价电子排布为3d54s1 价电子数为6 4 该元素属于第4周期第vib族 属于副族 属于d区 5 该元素原子有6个未成对电子 目标导航 预习引导 二 元素第一电离能的周期性变化1 第一电离能 i1 的概念某元素的气态原子失去一个电子形成 1价气态阳离子所需的最低能量 注意 原子失去电子 应先失去最外电子层 最外原子轨道上的电子 2 第一电离能的作用可衡量元素的气态原子失去一个电子的难易程度 i1数值越小 原子越容易失去一个电子 i1数值越大 原子越难失去一个电子 3 i1的周期性变化 1 同一周期的主族元素具有相同的电子层数 随着原子序数的递增 元素的第一电离能呈现增大的趋势 碱金属的第一电离能最小 稀有气体的第一电离能最大 v v v v v v v v v v 目标导航 预习引导 2 同一主族的元素 随着电子层数的增加 元素的第一电离能逐渐减小 3 元素周期表的右上角元素的第一电离能数值最大 左下角元素的第一电离能的数值最小 4 i1与洪特规则的关系 1 同一周期元素的第一电离能存在一些反常 这与它们的原子外围电子排布的特征有关 如镁的第一电离能比铝的大 磷的第一电离能比硫的大 基本规律 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 p0 d0 f0 半满 p3 d5 f7 和全满 p6 d10 f14 结构时 原子的能量较低 该元素具有较大的第一电离能 v v v v v v 目标导航 预习引导 2 第二电离能 i2 第三电离能 i3 1价气态阳离子失去一个电子 形成 2价气态阳离子所需要的最低能量称为该元素的第二电离能 用i2表示 2价气态阳离子失去一个电子 形成 3价气态阳离子所需要的最低能量称为该元素的第三电离能 用i3表示 目标导航 预习引导 预习交流2 1 学习元素的电离能有哪些实际应用 b 确定元素通常以何种价态存在 c 同一元素不同电子的电离能各不相同是核外电子分层排布的有力证据 2 有人说 金属越活泼 其电离能越小 你同意这种说法吗 谈一谈你的观点 答案 a 用来衡量元素的原子或离子气态时失去电子能力的强弱 电离能数值越小 该元素的原子或离子越容易失去电子 答案 不同意 在同一主族中自上而下 金属越活泼 其第一电离能越小 同一周期内 从左向右 第一电离能呈增大的趋势 但第 a族比第 a族第一电离能略大 第 a族比第 a族第一电离能略大 元素原子电离能分为第一电离能 第二电离能等 目标导航 预习引导 三 元素电负性的周期性变化1 元素电负性的概念元素的原子在化合物中吸引电子的能力 元素电负性的值是个相对的量 没有单位 2 元素电负性的周期性变化规律 1 同周期 从左到右 元素电负性增大 稀有气体除外 2 同主族 从上到下 元素电负性减小 放射性元素除外 由以上规律得出 元素周期表中 右上角氟元素的电负性最大 左下角铯元素的电负性最小 放射性元素除外 v v v v v 目标导航 预习引导 预习交流3元素的电负性大小与第一电离能 i1 的大小两者有何关系 答案 元素电负性的大小与电离能i1的大小有一定的一致性 但不是绝对的一致 如镁的电负性比铝的小 但镁的第一电离能 i1 比铝的大 元素电负性和电离能是从得和失电子两个角度对元素金属性或非金属性的量度 异曲同工 问题导学 即时检测 1 2 1 原子核外电子排布与元素周期表活动与探究元素周期表上元素原子的 外围电子排布 简称 价电子层 这是由于这些原子轨道上的电子可在化学反应中发生变化 这些电子称为价电子 完成下表中第3周期元素的价电子排布式及价电子数 并仔细观察元素周期表 思考主族元素的价电子数与主族序数的关系 3 问题导学 即时检测 主族元素的价电子数等于主族序数 答案 1 2 3 问题导学 即时检测 思考与交流核外电子排布与周期 族的划分及元素周期表的分区有何关系 答案 1 核外电子排布与周期的划分 每种元素原子的电子层数 就是该元素所处的周期序数 主族元素的最外层电子数为其主族序数 每周期起始元素和结束元素的外围电子排布分别为ns1和ns2np6 第1周期为ns2 2 核外电子排布与族的划分 族的划分依据是原子的外围电子排布 主族元素原子的外围电子排布完全相同 外围电子全部排布在ns或nsnp轨道上 外围电子数与主族序数相同 1 2 3 问题导学 即时检测 稀有气体的外围电子排布为1s2或ns2np6 过渡元素 副族和 族 同一纵行原子的外围电子排布基本相同 外围电子排布为 n 1 d1 10ns1 2 b b族的外围电子数与族序数相同 b b族和 族中部分元素的外围电子数与族序数不相同 3 核外电子排布与元素周期表的分区 根据原子处于基态下外围电子排布特征将元素周期表划分为相应的区 s区 p区 d区 ds区和f区 1 2 3 问题导学 即时检测 迁移与应用某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点 周期表的形成是由原子的结构决定的 元素周期表中 a族元素统称为碱金属元素 每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束 元素周期表中的每一周期元素的种类均相等 基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期 周期序数越大 该周期所含金属元素一般越多 其中正确的是 a b c d 1 2 3 问题导学 即时检测 解析 元素周期表的形成原因是原子核外电子排布呈周期性变化 该观点正确 错误 氢元素要除外 错误 第1周期从1s1开始到1s2结束 错误 随周期序数增大 元素种类呈增多趋势 错误 1s22s22p3位于第2周期 1s22s22p63s23p3位于第3周期 从周期表上不难看出 随周期序数的增大 该周期所含金属元素的种数一般越多 该观点正确 答案 a 1 2 3 问题导学 即时检测 原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的 1 原子核外电子层数决定原子所在周期序数 周期序数 最大电子层数 钯除外 电子排布式为 kr 4d10 最大电子层数是4 但是在第5周期 2 原子的外围电子总数决定元素排在哪一族 如 29cu的外围电子排布式为3d104s1 10 1 11 尾数是1且有d轨道 所以cu在 b族 1 2 3 问题导学 即时检测 1 2 2 电离能的变化规律及其应用活动与探究电离能是指由气态原子或气态离子失去电子需要的最低能量 从中性原子中失去第一个电子所需要的最低能量为第一电离能 i1 失去第二个电子所需要的最低能量为第二电离能 i2 依此类推 现有5种元素a b c d e 其中有三种金属元素 一种稀有气体元素 其i1 i3分别如下表 根据表中数据判断其中的金属元素是 稀有气体元素是 最活泼的金属是 显 2价的金属是 3 问题导学 即时检测 解析 电离能越小 说明该原子易失去电子 金属性越强 电离能越大 说明该原子不易失去电子 非金属性越强 表中b c d三种元素的第一电离能相对比较小 应该属于金属元素 e元素的第一电离能最大 应该属于稀有气体元素 b元素的第一电离能最小 应该是所列的元素中最活泼的金属元素 d元素的第二电离能最小 说明d元素的原子很容易失去2个电子 应该是显 2价的金属 答案 bcdebd 1 2 3 问题导学 即时检测 迁移与应用不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量 设其为e 如图所示 试根据元素在元素周期表中的位置 分析图中曲线的变化特点 并完成下列问题 1 2 3 问题导学 即时检测 1 同主族内不同元素的e值的变化特点是 各主族中 e值的这种变化特点体现了元素性质的变化规律 2 同周期内 随着原子序数的增大 e值增大 但个别元素的e值出现反常现象 试预测下列关系式中正确的是 填编号 e 砷 e 硒 e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 3 估计1mol气态ca原子失去最外层一个电子所需最低能量e值的范围 e 4 10号元素e值较大的原因是 1 2 3 问题导学 即时检测 解析 正确读取图示信息 根据原子序数大小排出同周期 同主族元素 比较同一主族和同一周期元素e值的大小规律 要注意图中的一些反常现象 1 从1h 3li 11na 19k等同主族元素可以看出 同主族元素随着原子序数增大 e值变小 从 同周期元素看 呈现明显的周期性变化 2 从第2 3周期看 a和 a族元素比同周期相邻两元素e值都大 可以推出e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 3 据同主族 同周期e值变化规律可知 e k e ca e mg 4 10号元素 ne 原子的最外层电子排布已达8电子稳定结构 1 2 3 问题导学 即时检测 答案 1 随着原子序数的增大 e值变小周期性 2 3 485738 4 10号元素是氖 该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构 1 2 3 问题导学 即时检测 1 准确理解电离能理解电离能定义时把握两点 一是气态 原子或离子 一是最低能量 电离能是原子核外电子分层排布的实验佐证 根据电离能的数值 可以判断核外电子的分层排布 层与层之间电离能相差较大 电离能数值呈突跃性变化 同层内电离能数值差别较小 2 元素第一电离能的周期性变化规律中的一些反常 1 同一周期 随元素核电荷数的增加 元素第一电离能呈增大的趋势 其中主族元素中 从左到右 第一电离能明显增大 但其中有些曲折 2 反常的原因大多数与全空 p0 d0 全满 p6 d10 和半满 p3 d5 构型是比较稳定的构型有关 1 2 3 问题导学 即时检测 3 根据电离能数据 确定元素在化合物中的化合价如k i1 i2 i3 表明k原子易失去一个电子形成 1价阳离子 4 判断元素的金属性 非金属性强弱一般说来 i1越大 元素的非金属性越强 i1越小 元素的金属性越强 1 2 3 问题导学 即时检测 1 2 3 电负性的应用活动与探究元素电负性概念最早由鲍林于1932年在研究化学键性质时提出 后人做了更精确计算 数值有所修改 下面给出14种元素的电负性 已知 一般地 两成键元素原子间电负性差值大于1 7时 形成离子键 两成键元素原子间电负性差值小于1 7时 形成共价键 1 根据表中给出的数据 可推知元素的电负性具有的变化规律是 2 判断下列物质是离子化合物还是共价化合物 mg3n2becl2alcl3sic 3 问题导学 即时检测 解析 元素的电负性随原子序数的递增呈周期性变化 据已知条件及表中数值 mg3n2中两元素电负性差值为1 8 大于1 7 形成离子键 为离子化合物 becl2 alcl3 sic中两元素电负性差值分别为1 5 1 5 0 7 均小于1 7 形成共价键 均为共价化合物 答案 1 同一周期 主族元素的电负性从左到右逐渐增大 同一主族元素的电负性从上到下逐渐减小 2 mg3n2为离子化合物 sic becl2 alcl3均为共价化合物 1 2 3 问题导学 即时检测 思考与交流如何从电负性数值粗略判断元素的非金属性 或金属性 强弱 答案 一般来说 电负性数值大于1 8的为非金属元素 电负性数值越大 非金属性越强 某元素的金属性越强 其非金属性越弱 所以对于金属来说 其电负性数值越小 其金属性越强 电负性和电离能是分别从得和失电子两个角度对元素金属性 或非金属性 的量度 异曲同工 1 2 3 问题导学 即时检测 迁移与应用有a b c d e五种元素 它们的核电荷数依次增大 且都小于20 其中c e是金属元素 a和e属同一族 它们原子的外围电子排布式为ns1 b和d也属同一族 它们原子最外层的p轨道电子数是s轨道电子数的2倍 c原子最外层电子数等于d原子最外层电子数的一半 a b c d e五种元素的电负性分别为2 1 3 5 1 5 2 5 0 8 1 2 3 问题导学 即时检测 请回答下列问题 1 a是 b是 c是 d是 e是 用化学符号填空 下同 2 由电负性判断 以上五种元素中金属性最强的是 非金属性最强的是 3 当b与a c d分别形成化合物时 b元素显价 其他元素显价 4 当b与a c d e 与e形成e2b 分别形成化合物时 化合物中有离子键的是 有共价键的是 1 2 3 问题导学 即时检测 解析 1 a e均为 a族元素且e为金属元素 则a为h 由于b d为同主族且最外层的p轨道电子数为s轨道电子数的2倍 则b d的价电子排布为ns2np4 为 a族元素 则b为o d为s e为k c的价电子排布为3s23p1 为al 2 五种元素中 k的电负性最小 k的金属性最强 o的电负性最大 o的非金属性最强 3 当o与h s al形成化合物时 由于o的电负性大 所以o为负价 其他元素为正价 4 一般情况下 当形成化合物时 电负性差值小于1 7的易形成共价键 电负性差值大于1 7的易形成离子键 答案 1 hoalsk 2 ko 3 负正 4 al2o3 k2oh2o h2o2 so2 so3 1 2 3 问题导学 即时检测 电负性的应用 1 衡量元素的金属性和非金属性及其强弱 2 衡量元素在化合物中吸引键合电子能力的大小 3 判断化学键的类型 一般认为 如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1 7 它们之间通常形成离子键 如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1 7 它们之间通常形成共价键 1 2 3 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 元素x y z在元素周期表中的相对位置如图所示 已知y元素原子的外围电子排布式为nsn 1npn 1 则下列说法不正确的是 a y元素原子的外围电子排布式为4s24p4b y元素在元素周期表的第3周期 a族c x元素所在周期中所含非金属元素最多d z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 解析 据 y元素原子的外围电子排布式为nsn 1npn 1 知n 3 y原子外围电子排布式为3s23p4 y为s元素 a项错误 s元素位于第3周期 a族 b项正确 x为f元素 在第2周期 含6种非金属元素 c项正确 z元素原子的外围电子排布式为4s24p3 3d轨道必已充满10个电子 d项正确 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 2 已知短周期元素的离子aa2 bb cc3 dd 具有相同的电子层结构 则下列叙述正确的是 a 原子半径 a b c db 原子序数 d c b ac 离子半径 c3 d b a2 d 元素的第一电离能 a b d c 解析 电子层结构相同的单核离子 阴离子对应的元素位于阳离子的上一周期 a2 b c3 d 这4种离子具有相同的电子层结构 则元素在元素周期表中的相对位置为 因此原子半径顺序为b a c d 原子序数为a b d c 离子半径为c3 d b a2 第一电离能a b d c 且c a 即d c a b 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 3 下列关于粒子半径的说法正确的是 a 电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径b 核外电子层结构相同的单核粒子半径相同c 质子数相同的不同单核粒子 电子数越多半径越大d 原子序数越大 原子半径越大 解析 由于同周期主族元素由左到右原子半径逐渐减小 故 a族的原子半径不一定比上一周期 a族元素原子半径大 如r li r s r cl 对于核外电子层结构相同的单核离子和原子 半径是不同的 它们随核电荷数的增加而半径减小 质子数相同的不同单核粒子 阴离子半径 原子半径 阳离子半径 在元素周期表中 随着原子序数的递增 原子半径呈现周期性变化 在同一主族中 原子序数越大 原子半径越大 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 4 根据信息回答下列问题 a 第一电离能i1是指气态原子x g 处于基态时 失去一个电子成为气态阳离子x g 所需的最低能量 下图是部分元素原子的第一电离能i1随原子序数变化的曲线图 其中12号至17号元素的有关数据缺失 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 认真分析上图中同周期元