第一电离能的周期性变化.doc

第二单元 元素性质的递变规律元素第一电离能的周期性变化 学案 学习目标：1、进一步理解元素周期律2、了解元素电离能随原子序数递增的周期性变化的规律3、运用电离能知识解释有关性质问题科学实验研究结果证明： 1、元素的主要化合价呈现周期性变化 2、元素的原子半径呈现周期性变化原子核外电子排布的周期性变化 导致 3、元素的金属性、非金属性呈现周期性变化 4、 5、 2. 2元素第一电离能的周期性变化1、定义：第一电离能：元素第一电离能是指 失去一个电子形成1价气态阳离子所需的 。 用符号 表示； 用式子：M(g)e M+ (g)表示; 单位： 。练习：1、已知M(g)eM+(g)时所需的最低能量为738KJ。则M元素的I1= 2、已知钠元素的I1=496KJ/mol。则Na（g）eNa（g）时所需的最小能量为 【问题1】：2、元素第一电离能大小与原子失电子能力有何关系？原子越 失去第一个电子，第一电离能越小；原子越 失去第一个电子，第一电离能越大。 【交流与讨论】：观察分析下表元素第一电离能的数据变化情况以及课本P19图2-12 1-36号元素的第一电离能的变化特点，寻找它们的变化有哪些规律？同时你是否还能发现一些问题？请讨论总结。H1310He2370Li520Be900BC1090N1400O1310F1680Ne2080799Na496Mg738AlSi786P1060S1000Cl1260Ar1520577K418Ca590Sc632Ti661V648Cr653Mn716Fe762Co757Ni736Cu745Zn908GaGe762As966Se941Br1140Kr1350577Rb402Sr548Y636Zr669Nb653Mo694Tc699Ru724Rh745Pd803Ag732Cd866InSn707Sb833Te870I1010Xe1170556Cs376Ba502La540Hf531Ta577W770Re762Os841Ir887Pt866Au891Hg1010TlPb716Bi774Po812AtRn1040590Fr381Ra510Ac669Th674 3.元素第一电离能的变化规律规律和问题：.总体上：金属元素的第一电离能都 ，非金属元素和稀有气体元素的第一电离能都 。为什么？.同一周期元素的第一电离能从左到右呈 趋势。为什么？.同一主族元素的第一电离能从上到下呈 趋势。为什么？.在同一周期中第一电离能最小的是 元素，最大的是 元素。为什么？.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一电离能大于相邻的元素的第一电离能。为什么？【归纳】：通常用第一电离能I1来衡量原子失电子的能力。同一周期从左到右元素的第一电离能总体上是呈逐渐增大趋势；同一主族从上到下，元素第一电离能逐渐减小。即元素第一电离能随着元素核电荷数的递增呈现周期性变化。4、第二电离能I2、第三电离能I3定义：第二电离能： 第三电离能： 观察分析下表电离能数据回答问题：元素I1 KJ/molI2 KJ/molI3 KJ/molLi520729511815Mg73814517733【问题2】： 解释为什么锂元素易形成Li，而不易形成Li2+；镁元素易形成Mg2，而不易形成Mg3？参考答案：从表中数据可知：Li元素的I2远大于I1，因此Li容易失去第一个电子，而不易失去第二个电子；即Li易形成Li，而不易形成Li2 。镁元素的I1、I2相差不大，I3远大于它们，说明镁容易失去两个电子，而不易失去第三个电子，因此镁易形成Mg2，而不易形成Mg3。【问题3】：为什么锂元素的I2远大于I1，而镁元素的I3远大于I1、I2？用所学的原子结构或离子结构知识解释。提示：锂离子和镁离子的电子排布式为：Li： 1S2 是稳定结构；Mg2：1S2 2S22P6,它的P轨道为全充满，结构稳定。如果它们再要失去电子，所需的能量就很大。4.电离能知识的应用：练习1：判断下列元素间的第一电离能的大小：Na K; F Ne; N O; Mg Al； 练习3：将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：（1） K Na Li; (2) B C Be N; 【规律与问题参考答案】1.总体上：金属元素的第一电离能都 较小 ，非金属元素和稀有气体元素的第一电离能都 较大 ；为什么？友情提示：从比较金属元素、非金属元素及稀有气体元素的最外层电子数多少入手。参考解答：因为金属元素原子的最外层电子数都比较少，容易失去电子，所以金属元素的第一电离能都比较小；而非金属元素原子的最外层电子比较多，不容易失去电子，稀有气体元素原子外围电子排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，更难失去电子，因此它们的第一电离能都比较大。2.同一周期元素的第一电离能 从左到右元素的第一电离能总体上是呈增大趋势。 为什么？提示：从原子结构的变化来解释。参考答案：因为同一周期从左到右随着核电荷数的增加，元素原子半径减少，核对外层电子引力逐渐增大，失电子所需的能量呈增加趋势，即元素的第一电离能呈增大趋势。3.同一主族元素的第一电离能 从上到下，元素第一电离能逐渐减小。 为什么?提示：从同主族的原子结构变化来回答。参考答案：因为同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，电子层数增加，原子半径增大，核对外层电子的引力减小，失电子所需的能量减小，元素第一电离能逐渐减小。4.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素。为什么？提示：从它们的原子的外围电子排布式和原子结构的特点来思考。参考答案：因为碱金属元素原子的外围电子排布式为nS1，在同周期中（除稀有气体）原子半径最大，核对外层电子引力最小，最容易失去最外层的一个电子，所以碱金属元素的第一电离能在同一周期中最小。而稀有气体元素原子的外围电子排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，在同一周期中最难失去电子，所以在同一周期中稀有气体的第一电离能最大。5.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离能。为什么？提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S的电子排布式，并作比较。Be：1S2 2S22P0 （B：1S2 2S22P1） N：1S2 2S22P3 (O：1S2 2S22P4) Mg：1S2 2S22P6 3S23P0 (Al：1S2 2S22P6 3S23P1) P：1S2 2S22P6 3S23P3 (S：1S2 2S22P6 3S23P4)我们知道：当原子核外电子