原子半径、电离能与电负性【知识精讲+拓展提升+迁移训练】 高二化学课件精讲及好题精练（人教版2019选择性必修2）

第一章原子结构与性质2019人教版选择性必修二第二节原子结构与元素的性质第二课时原子半径、电离能与电负性核心素养发展目标1.分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化,理解原子半径、第一电离能和电负性的递变规律及其原因,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.通过原子半径、第一电离能和电负性的数据和图示,掌握相关规律,培养证据推理与模型认知的核心素养。共价半径范德华半径金属半径rrr原子半径，总是以相邻原子的核间距为基础而定义的。原子半径依据量子力学理论，核外电子从原子核附近到离核很远的地方都有可能出现，因此原子并不是一个具有明确“边界”的实体。这就是说，原子并没有经典意义上的半径。但是，由于核外电子运动区域的大小对于元素原子的性质有很大的影响，为了便于讨论这方面的问题，人们便假定原子是一个球体，并采用统计的方法来测定它的半径。元素周期表中的同周期主族元素从左到右、同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？原子半径电子的能层数核电荷数取决于核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，将使原子的半径减小。电子的能层越多，电子之间的排除作用越大，将使原子的半径增大。原子半径粒子半径的比较方法电子的能层数原子半径_____越大能层数越多特例：rLi>rAl核电荷数能层数相同原子半径_____越小核电荷数越大①②核外电子数原子半径_____越大核外电子数越多核电荷数和能层数都相同③原子半径试比较下列粒子的半径：1.r(Na+)

r(Mg2+)

r(Al3+)2.r(Li+)

r(Na+)

r(K+)3.r(H-)

r(Li+)

r(Be2+)

4.r(S2-)

r(Cl-)

r(K+)

r(Ca2+)5.r(Fe)

r(Fe2+)

r(Fe3+)

6.r(Al3+)

r(O2-)

r(S2-)＞＞＜＜＞＞＞＞＞>>＜＜学以致用电离能气态基态原子失去一个电子转化为气态基态阳离子所需要的最低能量叫做第一电离能，用符号I1表示。符号：I单位：KJ/mol电离能在科学研究和生产实践中，仅有定性的分析往往是不够的，为此人们用电离能、电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。保证“能量最低”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）（2）电离能的差别大小反映了电子的分层排布电离能（1）电离能的数值逐级增大；结论：第二电离能：气态正一价离子再失去一个电子成为气态正二价离子所需的能量叫做第二电离能；原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律对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随原子序数递增，同周期的第一电离能有什么规律？同一周期元素的第一电离能，从左到右总体上是呈增大趋势过渡元素第一电离能变化不太大。原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律随原子序数递增，同族元素的第一电离能有什么规律？同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。HeNeArHLiNaBeBCNOFMgAlSiPSCl短周期元素的第一电离能在第二周期中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？ⅤA族ns2np3半充满ⅡA族np全空电离能的递变规律ⅥA族失去的电子为已配对电子，互斥ⅢA族失去的是np能级的电子，能量高易失去2s22p13s23p12s22p43s23p42s22p33s23p33s22s2影响电离能大小因素⑴核电荷数：电子层数相同，核电荷数越多、半径越小、核对外层电子引力越大、越不易失去电子，电离能越大。⑵原子半径：同族原子半径越大、原子核对外层电子的引力越小，越易失电子，电离能越小。⑶电子层结构：稳定的8电子结构（同周期末层）电离能最大。电离能kJ·molNaMgAl第一电离能496738578第二电离能456214511817第三电离能691277332745第四电离能95431054011575第五电离能133531363014830第六电离能166101799518376第七电离能201142170323293电离能下图是钠、镁、铝的逐级电离能，为什么原子的逐级电离能越来越大？原子失去一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。电离能kJ·molNaMgAl第一电离能496738578第二电离能456214511817第三电离能691277332745第四电离能95431054011575第五电离能133531363014830第六电离能166101799518376第七电离能201142170323293电离能这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？同一元素的不同电离能变化规律：（1）逐级增大，且存在突跃。（2）根据主族元素原子不同级电离能的突跃性变化，判断元素性质（通常价态）、元素在周期表中的位置等。钠、镁、铝的最高化合价分别是＋1、＋2、＋31.判断元素金属性的强弱电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。2.判断元素的化合价（I1、I2示各级电离能）如果某元素的In+1>In，则该元素的常见化合价为+n价。如钠元素I2>I1，所以钠元素的常见化合价为+1价。电离能应用3.判断核外电子的分层排布情况多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就有可能发生变化。4.反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。电离能应用I1I2I3I4X500102069009500Y5801800270011600Z4203100440059001、判断X、Y、Z化合价+2+3+1学以致用2.具有下列价电子构型的原子中,第一电离能最小的是(

)A.2s22p4

B.3s23p4

C.4s24p4

D.5s25p4A、B、C、D所对应的元素依次是O、S、Se、Te元素,最外层电子结构相同,原子半径越大,原子核吸引电子的能力越弱,其第一电离能越小,故电离能大小顺序是O>S>Se>Te,第一电离能最小的是Te原子,故选D。D学以致用3、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na学以致用4、请完成下列各题：(1)Mg元素的第一电离能比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。5大(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，原是。1s22s22p2N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定。(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：__________。1s22s22p63s2电离能I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540学以致用电负性电负性的周期性变化电负性随原子序数的递增呈现周期性变化电负性以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出各元素的电负性。电负性是相对值，没单位。电负性逐渐增大电负性逐渐减小金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。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1、判断元素金属性和非金属性的强弱②非金属元素的电负性一般大于1.8电负性的应用电负性越大,元素的非金属性越强,电负性越小,元素的非金属性越弱①金属元素的电负性一般小于1.8③位于非金属三角区边界的“类金属”,电负性在1.8左右,既表现金属性,又表现非金属性。电负性的周期性变化2、判断化学键的类型电负性相差很大(相差>1.7)电负性相差不大(相差<1.7)但也有特例（如HF）但也有特例（如NaH）电负性的应用离子键共价键电负性的周期性变化3、判断化学键的极性强弱若两种不同的非金属元素的原子间形成共价键，则必为极性键，且成键原子的电负性之差越大，键的极性越强。如极性：H—F>H—Cl>H—Br>H—I电负性的应用电负性的周期性变化两种非金属元素形成的化合物中，通常电负性大的元素显负价，电负性小的显正价4、判断共价化合物中元素的化合价电负性的应用电负性的周期性变化判断下列化合物中化合价为正价的元素

CH4

NF3

SiH4

NaAlH4

NaBH4

SiH4+2O2SiO2+2H2O甲硅烷是一种较强还原剂+4-1+1+4-2-20氧化产物CH4+2O2CO2+2H2O点燃氧化产物-4+1+1+4-2-20电负性的应用4、判断共价化合物中元素的化合价在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。对角线相似是由于它们的电负性相近的缘故。5、解释对角线规则相似性：例如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO;铍和铝的氢氧化物均为两性氢氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。电负性的应用电负性的周期性变化1.元素电负性随原子序数的递增而增大的是(

)A.Na

K

Rb B.N

P

AsC.O

S

Cl D.Si

P

ClD

学以致用2.下列是几种基态原子的电子排布式,电负性最大的原

子是(

)A.1s22s22p4

B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2

D.1s22s22p63s23p64s2A3、查阅下列元素的电负性数值，判断：①NaF②AlCl3

③NO

④MgO⑤BeCl2

⑥CO2共价化合物（

）离子化合物（

）②③⑤⑥①④元素NaLiMgBeAlSiBPCSNCIOF电负性0.91.01.21.51.51.82.02.12.52.53.03.03.54.0学以致用4、在下列空格中，填上适当的元