化学 第1章 第3节 原子结构与元素性质精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

第3节原子结构与元素性质 课程标准导航1 了解元素电离能的含义 认识其变化规律 并能运用电离能说明元素的某些性质 2 了解电负性的概念 认识元素性质与电负性的关系 3 认识原子结构与元素性质的周期性变化的本质联系 自主学习一 电离能及其变化规律1 概念气态原子或气态离子失去 电子所需要的 表示符号 单位 kj mol 1 一个 最小能量 i 2 分类3 影响因素 核电荷数 电子层结构 原子半径 4 电离能的变化规律及应用 1 规律 碱金属 稀有气体 由小到大 减小 增大 2 应用 可以用来判断金属原子在气态时 的难易 电离能越小 表明该原子越 可以根据同一原子的逐级电离能的突跃 判断元素的主要 例 如果i2 i1 元素易呈现 价 失电子 易失电子 化合价 1 想一想1 同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势 为什么第 a与第 a族元素的第一电离能反而比相邻元素要大 提示 第 a族的价电子排布为ns2 第 a族的价电子排布为ns2np3 原子处于稳定状态 再失一个e 需能量较大 故第一电离能比相邻元素高 二 电负性1 概念 元素的原子在化合物中 的标度 2 意义电负性越大 其原子在化合物中吸引电子的能力 吸引电子能力 越强 3 电负性的变化规律及应用 1 变化规律 同周期 左 右 同主族 上 下 2 应用 判断金属性 非金属性强弱 逐渐增大 逐渐减小 越强 越强 判断元素化合价的正负 判断化学键的类型 想一想2 根据电负性的递变规律推测 主族元素的电负性约为2的元素在周期表中什么位置 电负性最大和最小的元素在什么位置 提示 电负性约为2的元素在元素周期中的金属与非金属的分界线附近 电负性最大的在元素周期表的右上角 f 最小的在元素周期表的左下角 fr 三 元素的化合价1 元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是 有着密切的关系 2 除 族的某些元素 氧元素 氟元素和0族元素外 元素的最高化合价等于它所在的 3 非金属元素的 和它的 的绝对值之和等于8 价电子排布 族序数 最高正化合价 最低负化合价 氢元素 氧元素 氟元素除外 4 稀有气体元素的化合价通常为 过渡金属元素的 较多 且 相差不大 因此具有多种价态 价电子 0 电离能 想一想3 两种元素 一种元素常显 2价 另一种元素常显 7价 它们一定都是非金属元素吗 提示 2价的元素为非金属元素 金属元素均显正价 7价的元素为金属或非金属元素 如mn与cl 自主体验1 下列有关电离能的说法中 正确的是 a 第一电离能越大的原子失电子的能力越强b 第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量c 同一周期中 主族元素原子第一电离能从左到右越来越大 d 可通过一种元素各级电离能的数值 判断元素可能的化合价解析 选d 1 电离能是气态原子或离子失去核外第一个电子需要的能量 2 元素原子的第一电离能越大 表示该元素的原子越难失去电子 3 从总的变化趋势上看 同一周期中第一电离能从左到右呈增大趋势 但有反常 如n o 2 利用元素的电负性大小 不能判断出 a 在化合物中元素原子吸引电子能力的相对强弱b 元素在元素周期表中的准确位置c 某元素是金属元素还是非金属元素d 元素在化合物中的化合价的正负解析 选b 电负性大的元素的原子吸引电子能力强 在化合物中显负价 电负性小的元素的原子吸引电子能力弱 在化合物中显正价 不仅如此还可以根据电负性推断元素的种类 通常 金属元素的电负性小于2 非金属元素的电负性大于2 3 元素的性质呈周期性变化的根本原因是 a 原子半径呈周期性变化b 元素的化合价呈周期性变化 c 电负性呈周期性变化d 元素原子的核外电子排布呈周期性变化解析 选d 元素的性质如原子半径 电负性 第一电离能 金属性 非金属性呈周期性变化都是因为核外电子排布呈周期性变化 探究导引1同周期元素从左到右第一电离能如何变化 提示 总体上呈现由小到大的趋势 但第 a族和第 a族元素比相邻元素的第一电离能要大 探究导引2为什么过渡元素的第一电离能变化不太规则 提示 过渡元素增加的电子大多排到 n 1 d或 n 2 f轨道上 原子核对外层电子有效吸引作用不是太大 故过渡金属元素的第一电离能变化不太规则 探究导引3为什么同一周期中 稀有气体的第一电离能最大 提示 稀有气体原子均处于稳定状态 要点归纳1 影响电离能的因素电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数 原子半径及原子的核外电子的排布 1 核电荷数 原子半径对电离能的影响 同一周期的元素具有相同的电子层数 从左到右核电荷数增大 原子的半径减小 核对外层电子的引力加大 因此 越靠右的元素 越不易失去电子 电离能也就越大 即同周期元素从左到右 元素的第一电离能有增大的趋势 如图所示 同一族元素电子层数不同 最外层电子数相同 原子半径增大起主要作用 因此原子半径越大 核对电子引力越小 越易失去电子 电离能也就越小 2 核外电子排布对电离能的影响各周期中稀有气体元素的电离能最大 原因是由于稀有气体元素的原子具有相对稳定的8电子 he为2电子 最外层构型 某些元素具有全充满和半充满的电子构型 稳定性也较高 如zn 3d104s2 cd 4d105s2 hg 5d106s2 比同周期相邻元素的电离能大 又如n p as mg等元素也比同周期相邻元素的电离能大 也是因为其具有半充满或全充满电子构型 2 电离能的应用 1 元素原子的电离能逐级升高 并有突跃现象 如下表 钠 镁 铝的电离能 kj mol 1 这是因为首先失去的电子是能量最高的电子 故第一电离能较小 以后再失去的电子都是能量较低的电子 所需要吸收的能量多 同时 失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引更强 从而电离能越来越大 当电离能发生突跃时 说明所失电子的主量子数发生变化 即发生突跃之前所对应的电离能反映了元素原子的价电子和 主要化合价 如na mg al的电离能分别在i2 i3 i4发生突跃 说明na mg al的价电子数分别为1 2 3 主要化合价分别为 1 2 3 2 判断元素的金属性 非金属性强弱 i1越大 元素的非金属性越强 i1越小 元素的金属性越强 即时应用1 如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 请回答以下问题 1 认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律 将na ar之间六种元素用短线连接起来 构成完整的图像 2 由图分析可知 同一主族元素原子的第一电离能i1变化规律是 3 图中5号元素在周期表中的位置是 4 图中出现的元素中最活泼的金属元素为 5 写出图中6号元素的价电子排布式 解析 1 参考第2周期li ne的图像作图 2 第一电离能i1变化规律是从上到下依次减小 3 上图中5号元素在周期表中的位置是第3周期 a族 4 因同主族元素随着原子序数的增加i1逐渐减小 而每一周期中 a族元素的电离能最小 故图中所列的最活泼的金属为rb 5 图中6号元素为cl 电子排布式为 1s22s22p63s23p5 故价电子排布式为3s23p5 答案 1 如图 2 从上到下依次减小 3 第3周期 a族 4 rb 5 3s23p5 探究导引1元素的原子半径越小 电负性一定就越大吗 提示 不一定 如r h r f 但h的电负性为2 1 f的电负性为4 0 探究导引2如何利用电负性的差值分析两元素形成的化学键类型 提示 一般地 两元素的差值大于1 7时 形成离子健 小于1 7时 形成共价键 探究导引3应用电负性可以判断元素的哪些性质 提示 元素种类 元素的化合价的正负 化学键的性质以及元素的活泼性 要点归纳 即时应用2 下列有关电负性的说法中正确的是 a 主族元素的电负性越大 元素原子的第一电离能一定越大b 在元素周期表中 元素电负性从左到右越来越大c 金属元素电负性一定小于非金属元素电负性 d 在形成化合物时 电负性越小的元素越容易显示正价解析 选d 主族元素原子的电离能 电负性变化趋势基本相同 但电离能有特例 如电负性 o n 但第一电离能 n o a错误 b c选项没有考虑过渡元素的情况 b c错误 按照第一电离能由大到小的顺序排列错误的是 a bemgcab becnc npsid henear 思路点拨 解此题的关键是弄清影响电离能的因素 核电荷数 原子半径与核外电子排布 解析 同周期从左到右 第一电离能总的趋势逐渐增大 但有些元素 如be mg n p等 的第一电离能比相邻元素的第一电离能大些 是因为它们的外层电子排布达到了全充满或半充满的稳定结构 同主族元素自上而下第一电离能依次减小 但在同一副族中 自上而下第一电离能变化幅度不大 且不太规则 答案 b 下面给出14种元素的电负性 已知 两成键元素间电负性差值大于1 7时 形成离子键 两成键元素间电负性差值小于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 mg3n2 becl2 alcl3 sic 思路点拨 1 将表中的元素按原子序数递增排序 再分析电负性数据 归纳电负性的变化规律 2 知道判断化学键性质的依据 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中成键元素的电负性差值为1 8 大于1 7 形成离子键 为离子化合物 becl2 alcl3 sic中成键元素的电负性差值分别为1 5 1 5 0 7 均小于1 7 形成共价键 为共价化合物 答案 1 随原子序数的递增 元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化 2 离子化合物共价化合物共价化合物共价化合物 根据元素的电离能判断元素性质 经典案例 根据下列5种元素的电离能数据 单位 kj mol 1 回答下列问题 1 在元素周期表中 最有可能处于同一族的是 填序号 下同 a q和rb s和tc t和vd r和te r和v 2 它们的氯化物的化学式 最有可能正确的是 a qcl2b rclc scl3d tcle vcl4 3 下列元素中 最有可能与q元素处于同一族的是 a 硼b 铍c 锂d 氢e 氦 4 在这5种元素中 最容易与氯元素形成离子化合物的是 a qb rc sd te v 5 利用表中的数据判断 v元素最有可能是下列元素中的 a hb lic nad k理论根据是 解析 各级电离能中发生突跃式增高的情况是r i2 i1 s i3 i2 t i4 i3 v i2 i1 化合价分别为 1 2 3 1 q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高得多 最有可能为稀有气体 1 周期表中同一族元素的最外层电子排布相同 所以它们的化合价是相同的 电离能发生突跃式增高情况应相同 只有选项e符合要求 r和v均为 1价 2 各元素价态与化合物中氯原子数相同的只有选项b 3 最有可能与q元素处于同一族的元素的第一电离能应该特别高或者性质