202X_202X学年高中化学第1章第3节第1课时电离能及其变化规律课件鲁科版选修3

1、第1章第3节 原子结构与元素性质1.了解电离能的概念与内涵，认识主族元素电离能的变化规律。2.运用电离能解释元素的某些性质。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引1.同周期规律：各元素原子的电子层数相同，从左到右原子半径逐渐 ，有效核电荷数依次增大，原子核对电子的吸引作用逐渐 ，因而原子失电子能力，得电子能力 。2.同主族规律：各元素原子价电子数相同，自上而下原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引作用逐渐 ，所以金属元素原子失电子能力 ，非金属元素原子得电子的能力 。一、主族元素原子得、失电子的能力 基础知识导学答案减小增强减弱增强增大减弱增强减弱答案议一议根据元素周期律能否比

2、较Li、Mg元素原子失电子能力的强弱？答案答案不能比较，因为失电子能力LiBe，MgBe或NaMg，NaLi，无法比较Li、Mg元素原子失电子能力的强弱。二、电离能及其变化规律答案1.概念气态原子或气态离子失去 所需要的最小能量叫做电离能，常用符号 表示，单位是 。2.意义判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。电离能越小，表示在气态时该原子越 失去电子；反之，电离能越大，表示在气态时该原子越电子。一个电子IkJmol1容易难失去答案3.分类(1)第一电离能是处于 原子失去 电子，生成 价气态阳离子所需要的能量，符号为I1。表示为M(g)=M(g)eI1(2)第二电离能是由阳离子再失去 形成_

3、 _所需要的能量，符号为I2。表示为M(g)=M2(g)eI2(3)依次还有第三电离能I3，第四电离能I4等。4.元素逐级电离能的变化规律同一元素的电离能按I1、I2、I3顺序逐级 。基态的气态1个11价气态一个电子阳离子2价气态增大答案5.元素第一电离能的变化规律元素第一电离能呈现 性变化。(1)同周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈现 的趋势。(2)同主族自上而下，元素的第一电离能逐渐 。(3)同周期从左到右，过渡元素的第一电离能变化不太规则，第一电离能略有 。周期增大减小增加相关视频答案议一议1.由课本图135及图136数据可知：A族和A族元素的第一电离能比同周期相邻元素都高，这是什么

4、原因？答案答案同周期中，A族元素的价电子排布为ns2，A族元素的价电子排布为ns2np3，分别为全充满和半充满状态，比较稳定，所以失去一个电子需要的能量大，所以第一电离能比同周期相邻元素要高。2.元素第一电离能小的元素，其金属性一定强吗？答案答案不一定。如铝的第一电离能比镁的第一电离能小，但铝的金属性不如镁的金属性强。答案3.根据Na、Mg、Al的电离能数据，回答：(1)为什么同一元素的电离能逐级增大？答案答案同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1I2I3I2、I4I3In1In。返回答案(2)为什么Na、Mg、Al的化合价分别为1、2、3价？答案答案Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，

5、说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成3价离子。一、电离能及其变化规律 重点难点探究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。2.电离能的递变规律(1)元素的第一电离能元素的第一电离能呈现周期性变化同周期元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子半径减小，I1总体上有增大的趋势(而非逐渐增大，因A、A族元素出现特殊情况)。同一周期

6、碱金属元素的I1最小，稀有气体元素的I1最大。同主族元素从上到下，原子半径增大起主要作用，元素的I1逐渐减小。A族元素、A族元素比同周期左右相邻元素的I1都大，这是因为A族的元素原子的最外层原子轨道为ns2全充满稳定状态；A族元素原子的最外层原子轨道为np3半充满的稳定状态。各周期稀有气体元素的I1最大，原因是稀有气体元素的原子各轨道具有全充满的稳定结构。(2)逐级电离能通常情况下元素的电离能逐级增大。因为离子的电荷越来越多，离子半径越来越小，阳离子对电子的吸引能力越强，所以失去这些电子逐渐变难，需要的能量越来越大。当相邻逐级电离能突然变大时，说明其电子层发生了变化，即同一电子层中电离能相近，

7、不同电子层中电离能有很大的差距。答案例1 请回答下列问题：(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照右图B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。答案答案(2)元素的第一电离能：Al_Si(填“”或“”)。解析解析同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势，第一电离能AlSi。OS。NOS解析答案解题反思同周期A族元素和A族元素的第一电离能只比相邻元素的第一电离能大。变式训练1 下列原子的价电子排布式中，对应的第一电离能最大的是( )A.3s23p1 B.3s23p2C.3s23p3 D.3s23p4解析答案解析解析由于能量3p3s，因而先失去3p轨道上的电子，而C项3s

8、23p3中3p轨道半充满，是较稳定状态，因而更难失去第1个电子。C解题反思比较电离能大小时，特别注意原子轨道在全充满、半充满和全空时，电离能较大。二、元素电离能的应用1.比较元素金属性的强弱一般情况下，元素的第一电离能越小，元素的金属性越强。2.确定元素原子的核外电子层排布由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难失去，因此元素的电离能会发生突变。3.确定元素的化合价如果 ，即电离能在In与In1之间发生突变，则元素的原子易形成n价离子，并且主族元素的最高化合价为n价(或只有n价、0价)。某元素的逐级电离能，若I2I1，则该元素通常显1价；若I3I2，则该元素通常显2价，若I4I3，则该元素通

9、常显3价。关键提醒稀有气体的各级电离能都比较大。解析答案例2 分析下列图表，回答问题。(1)N、Al、Si、Ge四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4In/kJmol15781 8172 74511 578则该元素是_(填写元素符号)。解析解析因为I4I3，所以该元素原子最外层有3个电子，为铝元素。Al解析答案(2)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。则M元素位于周期表的第_族。解析解析元素M的各级电离能逐渐增大，I1和I2差别较小，但I3I2I1，I3突跃式变大，即失去2个电子后，再失去电子变为3价阳离子却非常困难，说明元素M失去2个电子后达到稳定结构。A解题反思

10、根据元素逐级电离能判断元素化合价的方法，若In1In则该元素的常见化合价为n价。变式训练2 根据下表所列元素的各级电离能I/kJmol1的数据，下列判断中错误的是()返回解析答案元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常见化合价为1价B.元素Y可能为A族元素C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD.元素Y在化学性质上与锡相似返回解析解析根据数据分析：X中I2I1，可知X最外层只有1个电子，X常见化合价为1价，与Cl元素形成XCl，位于A族，故A、C正确；Y中I4I3，Y易呈3价，故Y最外层有3个电子，位于A族，B正确；因为锡在A

11、族，所以Y的化学性质不能与锡相似， D不正确。答案答案D1.下列说法正确的是()A.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中，氟的第一电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大 随堂达标检测解析答案解析解析同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体最大，故A正确，C不正确；由于Mg价层电子排布为3s2，而Al为3s23p1，故铝的第一电离能小于Mg的，B不正确；D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D不正确。答案答案A2.下列原子的第一电离能最大的是()A.B B.C C.Al D.SiB答案3.同周期元素具有下列价电子排布的原子

12、中，第一电离能最小的是()A.ns2np3 B.ns2np4C.ns2np5 D.ns2np6B解析答案解析解析ns2np3处在半充满状态，ns2np6处在全充满状态，均是能量较低的状态，不易失去电子，而ns2np4和ns2np5比较，ns2np4容易失去一个电子变成ns2np3半充满的较稳定状态，因此更容易失去电子，第一电离能最小，故B正确。4.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D解析答案

13、解析解析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，A不正确；电离能是气态原子或离子失去核外一个电子需要的最低能量，B不正确；从总的变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如NO，C不正确。5.下图表示前20号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量(kJmol1)的变化图像。其中A、B、C各点表示的元素是( )解析答案A.N、S、P B.F、Cl、OC.He、Ne、Ar D.Si、C、B解析解析A、B、C的第一电离能是各自周期中最大的，即最难失电子，故A、B、C是各自周期中的稀有气体元素He、Ne、Ar。答案答案C6.请完成下列各题：(1)Mg元

14、素的第一电离能比Al元素的_，第2周期元素中，元素的第一电离能比铍大的有_种。解析答案解析解析Mg的价电子排布式为3s2，3s为全充满稳定结构。Al的价电子排布式为3s23p1，3p轨道不是稳定结构。元素第一电离能MgAl；第2周期元素的第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne共5种。大5(2)碳原子的核外电子排布式为_。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是_ 。解析答案解析解析O原子和N原子的价电子排布分别为2s22p4、2s22p3，N原子的2p轨道半充满，结构比较稳定，所以第一电离能大。1s22s22p2N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳

15、定(3)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：_。解析答案解析解析由A、B元素的各级电离能可看出，A、B两元素容易失去两个电子形成2价金属阳离子，故A、B元素属于A族的元素，由同主族元素电离能变化规律可知，B元素为镁元素，其原子的电子排布式为1s22s22p63s2。电离能/kJmol1I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 5401s22s22p63s2(4)Mn、Fe均为第4周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：解析答案锰元素位于第4周期，第B族。请写出基态Mn2的价电子排布式_，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2再失去1个电子比气态Fe2再失去1个电子难，对此你的解释是_。元素MnFeI1717759I21 5091 561I33 2482 957答案答案 3d5由Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少解析解析B元素的族序数价电子数，周期序数电子层数，所以基态Mn原子价电子排布式为3d54s2，Mn2的价电子排布式为