【教学课件】第3节 元素性质及其变化规律 第2课时 参考课件

第3节

元素性质及其变化规律(第2课时)第1章

原子结构与元素性质新课导入比较下列元素原子的失电子能力。Li_____Be、Be______Mg、Li_______Mg为满足科学研究和生产实践的需要，对原子得失电子的能力仅有定性的分析往往是不够的，因此人们不断尝试寻找能定量地衡量或比较原子得失电子能力的方法。电离能是一种常用的表示方法。电离能1.电离能(1)定义：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做电离能。(2)符号：I(3)单位：kJ/mol-1(4)意义：衡量气态原子或离子失去电子的难易程度。电离能元素原子失去一个电子的电离能称为第一电离能，常用符号I1表示；在此基础上再失去一个电子的电离能称为第二电离能，常用符号I2表示；以此类推，还有第三、第四电离能等。M(g)=M+(g)+e-

I1(第一电离能）M+(g)=M2+(g)+e-

I2(第二电离能）M2+(g)=M3+(g)+e-

I3(第三电离能）同一元素的电离能逐级增大：I1<I2<I3电离能【深度思考】为什么通常元素的第二电离能高于第一电离能，第三电离能又高于第二电离能？形成正离子后，原子核对电子的束缚力整体提升，且越后电离的电子可能处于距离原子核更近的轨道之上，因此对于同一元素，电离能逐级增加。电离能在元素周期表中，元素原子的第一电离能有什么变化规律呢？利用前面所分析的电离能的影响因素及与金属性的关系来预测同周期、同主族元素第一电离能的变化规律。电离能探究电离能的变化规律提出假设：同周期元素，从左至右，第一电离能______________；同主族元素，从上至下，第一电离能论证_______________；观察教材第23页

图1－3－4，自选周期和族，绘制元素第一电离能的变化趋势图，并分析第一电离能变化规律是否符合假设。若不符合，试从原子结构(电子排布式)解释。得出结论：同周期元素，从左至右，第一电离能________________；同主族元素，从上至下，第一电离能________________。电离能对于同一周期的元素而言，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，表示元素原子越来越难失去电子。其原因在于同周期元素原子电子层数相同，但随着核电荷数增大，原子核对外层电子的有效吸引作用增强电离能同主族元素，总体上自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越容易失去电子。这是因为同主族元素原子的价电子数相同，但自上而下，虽然核电荷数在增加，但原子半径逐渐增大占据主导，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱。电离能为什么在IIA族和VA族的元素第一电离能会比相邻元素第一电离能大呢？第二周期Be第一电离能大于B，N大于O；第三周期Mg大于Al，P大于S的原因是什么？能用原子半径和核电荷数解释吗？电离能找找同一周期中第一电离能最大的元素是哪些稀有气体具有稳定的电子层结构电离能书写He的核外电子排布式，再书写第2周期Be、N元素和第3周期M、P的核外电子排布式，对比一下，你们从中得到了什么启发？He：1s2Be：1s22s2

(B：1s22s22p1)N：1s22s22p3

(B：1s22s22p1)Mg：1s22s22p63s2

(Al：1s22s22p1)P：1s22s22p63s23p3

(S：1s22s22p63s23p4)具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高，其电离能数值较大电离能过渡元素的第一电离能的变化不太规则。对于同一周期的元素而言，从左到右随着元素原子序数的增加，第一电离能总体上略有增加。这是因为对这些元素的原子来说，增加的电子大部分排布在(n-1)d或(n-2)f轨道上，原子核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。电离能电离能的应用：①根据电离能数据推断元素原子的核外电子排布如Li的逐级电离能，I1<<I2＜I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层（K、L能层）上，且最外层上只有一个电子。②判断主族元素的最高正化合价或价电子数通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。如Na的I1比I2小很多，说明Na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I3比I2大很多，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I4比I3大很多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。电离能③判断元素的金属性、非金属性强弱一般来说，第一电离能越小，气态金属原子越易失去电子，元素的金属性越强；第一电离能越大，气态非金属原子越难失去电子，元素的非金属性越强（稀有气体元素除外）。电负性（1）定义元素相互化合，可理解为原子之间产生化学作用力，形象地叫做化学键，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。3.电负性（2）衡量标准以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性（稀有气体元素未计）。电负性(3)规律探究观察下图，思考并回答下列问题，从中总结发现规律：电负性从原子结构的角度对上述变化规律做出解释。同周期自左向右，原子半径减小，原子核中质子数增加，原子对形成化学键的电子的吸引增强，电负性逐渐增大。同主族自上而下，核电荷数增加，但电子层数的增加使原子半径增大占主导，原子对形成化学键的电子的吸引减弱，电负性减小。电负性电负性与金属性、非金属性有何关联？元素的电负性可用于初步判断一种元素是金属元素还是非金属元素以及元素的活泼性如何。通常，电负性小于1.8的元素一般是金属元素，电负性大于1.8的元素一般是非金属元素。位于金属、非金属分界线附近的类金属电负性在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼；金属元素的电负性越小，金属元素越活泼。例如，氟的电负性为4.0，是最活泼的非金属元素；铯的电负性为0.7，是最活泼的金属元素。电负性同周期主族元素自左向右、同主族元素自上而下，它们的电离能变化趋势和电负性变化趋势有何异同？同周期自左向右，元素的第一电离能在总趋势上依次增大（有反常情况）

元素的电负性在总趋势上依次增大同主族自上而下，元素的第一电离能依次减小

元素的电负性依次减小电离能和电负性都反映了原子对电子的吸引能力，但电子种类不同。电离能的对象是原子失去其自身的电子，电负性的对象是形成化学键的电子①判断元素的金属性、非金属性强弱电负性的应用:电负性大于1.8一般为非金属元素，且电负性越大，非金属性越强小于1.8一般为金属元素，且电负性越小，金属性越强1.8左右一般是位于非金属三角区边界的“类金属”，它们既有金属性，又有非金属性注意：不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准。电负性②判断化学键和化合物的类型两成键元素间电负性差值大于1.7通常形成离子键，相应的化合物为离子化合物小于1.7通常形成共价键，相应的化合物为共价化合物③判断化合物中各元素化合价的正负电负性的大小能够衡量元素原子在化合物中吸引电子能力的大小。a．电负性小的元素原子在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。b．电负性大的元素原子在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。电负性符合此规则的三组元素有：Li－Mg、Be－Al、B－Si，因为每组两种元素的电负性接近，所以它们对键合电子的吸引力相当，因而表现出相似的性质。如Be和Al，二者的电负性都为1.5，导致二者的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸和强碱反应。④解释对角线规则电负性课堂小结原子半径、第一电离能和电负性都随着原子序数的递增表现出周期性的变化，它们的变化趋势表现出一定程度的相关性。随着原子序数的递增，第一电离能呈现出起伏变化，而电负性的规律性则更强。同时，电负性与金属性、非金属的单调关系也更明显。由此说明，电负性是与物质宏观性质表现关联性更强的参数。(1)电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的判据(

)(2)第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据(

)(3)共价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价(

)(4)电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能越大(

)(5)电负性大于1.8的一定为金属，小于1.8的一定为金属

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)【判断正误】√×××课堂练习√解析同周期元素电负性的变化是单调的，而电负性又可以作为金属性强弱的判据，故由此可以推出金属性也是单调变化的。金属性又可以通过单质的还原性强弱体现，故还原性强弱也是单调的。而电离能的变化不是单调的。2.对Na、Mg、Al的有关性质叙述中，错误的是（）A.金属性：Na>Mg>AlB.第一电离能Na<Mg<AlC.电负性：Na<Mg<AlD.还原性Na>Mg>AlB课堂练习解析A和B项，同周期元素电负性的变化是单调的，而电离能的变化不是单调的，