【高中化学】元素周期律 电离能 2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修2）.pptx

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1、第2课时元素周期律 电离能第二节第二节 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质元素的性质随元素的性质随 的递增而呈的递增而呈 变化的规律变化的规律。2.2.实质实质:元素原子元素原子 的结果。的结果。原子序数周期性周期性核外电子排布周期性变化核外电子排布周期性变化1.定义定义:二、元素周期律二、元素周期律P 2 2P 2 2具具体体表表现现元素主要化合价的周期性变化元素主要化合价的周期性变化同周期正价：同周期正价：+1+7 负价：负价：-4-1金属无负价；金属无负价；O O、F F无正价无正价元素金属性、非金属性的周期性变化元素金属性、非金属性的周期性变化原子半径原子半径同周期从左到右同周期

2、从左到右原子半径逐渐原子半径逐渐 。同主族从上到下同主族从上到下原子半径逐渐原子半径逐渐 。同周期同周期金属性金属性 、非金属性、非金属性 。同主族同主族金属性金属性 、非金属性、非金属性 。减弱减弱增强增强增强增强减弱减弱减小减小增大增大问题：问题：判断判断元素金属性元素金属性强弱的方法有哪些？强弱的方法有哪些？1 1.单质单质跟跟水水(或酸或酸)反应反应置换出氢的难易程度置换出氢的难易程度2.2.最最高价氧化物的水化物高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱氢氧化物的碱性强弱3.3.金属金属单质间的置换反应单质间的置换反应4.4.金属阳离子的氧化性强弱金属阳离子的氧化性强弱等等知识回顾知识回顾

3、 元素元素金属性和非金属性金属性和非金属性的判断方法的判断方法问题：问题：判断判断元素非金属性元素非金属性强弱的方法有哪些？强弱的方法有哪些？3.3.最最高价高价氧化物对应水化物的酸性强弱氧化物对应水化物的酸性强弱4.4.非金属非金属单质间的置换反应单质间的置换反应5.5.非金属非金属简单阴离子的还原性强弱简单阴离子的还原性强弱1.1.单质单质与氢气反应生成气态氢化物的难易程度与氢气反应生成气态氢化物的难易程度2.2.气态气态氢化物的稳定性氢化物的稳定性知识回顾知识回顾 元素元素金属性和非金属性金属性和非金属性的判断方法的判断方法二、元素周期律越靠右，越靠上越靠右，越靠上 非金属性增强非金属性

4、增强原子半径减小原子半径减小单质氧化性增强单质氧化性增强离子还原离子还原性减弱性减弱气态氢化物稳定性增强气态氢化物稳定性增强最高价氧化物对应水化最高价氧化物对应水化物物酸性酸性增强增强单质与单质与H H2 2化合越来越容易化合越来越容易越靠左，越靠下越靠左，越靠下 金属性增强金属性增强原子半径增大原子半径增大单质还原性增强单质还原性增强离子氧化离子氧化性减弱性减弱最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物碱性碱性增强增强单质与单质与H H2 2OO(或酸或酸)反应剧烈程度增加反应剧烈程度增加HF：最稳定氢化物：最稳定氢化物HClO4：最强含氧酸最强含氧酸1.1.下列事实能说明下列事实能说明金

5、属性金属性MgMgAlAl的的是是()()A A、AlAl最最外层外层有有3 3个个电子电子，MgMg最外层有最外层有2 2个电子个电子B B、MgMg能与热水能与热水反应，反应，而而AlAl却只能与沸水微弱反应却只能与沸水微弱反应C C、碱性：碱性：Mg(OH)Mg(OH)2 2中强碱，中强碱，Al(OH)Al(OH)3 3两性氢氧化物两性氢氧化物D D、常温下，、常温下，MgMg能与浓硝酸剧烈反应，而能与浓硝酸剧烈反应，而AlAl遇浓硝酸没有明显变化遇浓硝酸没有明显变化当堂检测当堂检测BC2.下列各组元素性质的递变规律下列各组元素性质的递变规律错误错误的是的是()A.Li、Be、B原子最外

6、层电子数依次增多原子最外层电子数依次增多B.B、C、N、O、F原子半径依次增大原子半径依次增大C.Be、Mg、Ca、Sr、Ba的失电子能力依次的失电子能力依次增强增强D.P、S、Cl元素的最高正化合价依次元素的最高正化合价依次升高升高B当堂检测当堂检测3.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下列预测不正确的是Be的氧化物的水化物可能具有两性Tl能与盐酸和NaOH溶液作用，均产生氢气At单质为有色固体，At难溶于水易溶于四氯化碳Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱SrSO4是难溶于水的白色固体H2Se是无色、有毒，比H2S稳定的气体A.B.

7、C.D.B B思考与思考与讨论：讨论：（1 1）元素周期表中的）元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？如何？如何解释这种趋势？（2 2）元素周期表中的）元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？如何解释这种趋势？1.1.原子半径原子半径电子的能层数核电荷数原子半径是被哪些因素决定的？1234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，电子之间的排斥作用越大，将使原子的半径增大1.1.原子半径原子半径高中化学原子半径减小原子半径增大原子半径增大原子半

8、径的递变规律原子半径的递变规律电子电子能层能层增加增加，电子间斥力使电子间斥力使半径增大半径增大能层能层占主导占主导核电荷数核电荷数递增，核对电子递增，核对电子吸引力增大，半径减小吸引力增大，半径减小核电荷数占主导u粒子半径大小的比较粒子半径大小的比较影响因素：影响因素：电子层数、核电荷数、核外电子数电子层数、核电荷数、核外电子数原子半径的比较原子半径的比较离子半径的比较离子半径的比较1 1.先看电子层数，先看电子层数，电子层电子层数越多，半径越大数越多，半径越大2.2.电子层数电子层数相同相同，核电荷核电荷数数越大，半径越小越大，半径越小如：如：Li Na K Rb Cs 1 1.先看电子层

9、数，先看电子层数，电子层电子层数越多，半径越大数越多，半径越大如：如：Ca2+Na+2.2.电子层结构电子层结构相同相同,核电荷数越大核电荷数越大,半径越小半径越小电子层相同时，电子层相同时，“序大径小序大径小”如：如：O2 F Na+Mg2+Al3+3.3.同种元素不同粒子，同种元素不同粒子，电子数电子数越多，半径越大越多，半径越大如：如：Fe3+Fe2+(4)r(Cl)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)(5)r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)(6)r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)；r(O2-)r(S2-)r(Se2-)r(Te2-)(7)r(K

10、)r(Na)r(Mg2)方法规律粒子半径比较的一般思路粒子半径比较的一般思路(1)(1)“一层一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。(2)(2)“二二核核”：若若能能层层数数相相同同，则则看看核核电电荷荷数数，核核电电荷荷数数越越大大，微微粒粒半半径径越小。越小。(3)(3)“三三电电子子”：若若能能层层数数、核核电电荷荷数数均均相相同同，则则看看核核外外电电子子数数，电电子子数数多的半径大。多的半径大。若短周期元素的离子aA2、bB、cC3、dD具有相同的电子层结构。(1)四种元素在周期表中的相对位置如何？提示短短周周期期元元素素的的离

11、离子子：aA2、bB、cC3、dD具具有有相相同同的的电电子子层层结结构构，则：则：a2b1c3d1，且，且A、B在周期表中在周期表中C、D的下一周期。的下一周期。(2)原子序数从大到小的顺序是什么？提示abdc。(3)离子半径由大到小的顺序是什么？提示C3DBA2。深度思考1.正误判断(1)能层数少的元素原子半径一定小于能层数多的元素的原子半径()(2)核外能层结构相同的单核粒子，半径相同()(3)质子数相同的不同单核粒子，电子数越多，半径越大()(4)各元素的原子半径总比离子半径大()(5)同周期元素从左到右，原子半径、离子半径均逐渐减小()当堂检测当堂检测2具有下列核外电子排布式的原子，

12、其半径最大的是 ()A 1s22s22p3 B 1s22s22p1C 1s22s22p63s23p1 D 1s22s22p63s23p4C氮(N)硼(B)铝(Al)硫(S)当堂检测当堂检测3.下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是A.Na、K、Rb B.F、Cl、BrC.Mg2、Al3、Zn2 D.Cl、Br、I当堂检测当堂检测C4.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是A.LiI B.NaBr C.KCl D.CsFAr(Li)r(Na)r(K)r(Cs)r(F)r(Cl)r(Br)B.C.D.A A第一电离能：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

13、。用符号用符号I1表示。表示。单位：单位：kJ/mol从+1价价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的最低能量最低能量叫做第二电离能，符号I2，依次类推。依次类推。I3 I4可以表示为可以表示为 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)同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1 I2 I3AA，AAAA，存在异常存在异常理解：理解：价价层电子层电子排布为排布为全全空、半满、空、半满、全满状态全满状态更更稳定稳定。第第AA族原子失去一个电子变成族原子失去一个电子变成p p能能级全空，能量更低更稳定

14、，级全空，能量更低更稳定，I1 1更小；更小；第第AA族与第族与第AA族情况类似。族情况类似。？A族、族、A族、族、0族族ns2ns2np3ns2np6BeB NOBeB NOMgAl PSMgAl PS记住记住课本课本P242.电离能P232.2 第一电离能的周期性变化规律第一电离能的周期性变化规律同周期同周期从左到右总体呈现增大趋势从左到右总体呈现增大趋势同主族同主族从上到下总体呈现减小趋势从上到下总体呈现减小趋势？理解理解：同主族同主族从上到下从上到下原子半原子半径径增大，核对最外层电子的吸增大，核对最外层电子的吸引力减小引力减小，失电子能力增强，失电子能力增强，I1 1逐渐减小逐渐减小

15、。2.电离能P232.2 第一电离能的周期性变化规律第一电离能的周期性变化规律同周期同周期从左到右总体呈现增大趋势从左到右总体呈现增大趋势同主族同主族从上到下总体呈现减小趋势从上到下总体呈现减小趋势过渡元素过渡元素变化不太规则，同周期过渡变化不太规则，同周期过渡元素，从左到右略有增大趋势元素，从左到右略有增大趋势(2)同一周期从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势(3)同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小(1)每个周期的第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小，最后一种(稀有气体)元素的第一电离能最大元素原子越来越难失去电子元素原子越来越易失去电子第一电离能的周期性变化规律

16、第一电离能的周期性变化规律归纳总结归纳总结:第一电离能第一电离能:同周期，同周期，AAAA，AAAA，存在异常，存在异常(4)过渡元素过渡元素:变化不太规则，同周期过渡元素，从左到右略有增大趋势变化不太规则，同周期过渡元素，从左到右略有增大趋势特别提醒电离能的影响因素及特例(1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。(2)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，如稀有气体的电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其电离能均比同周期相邻元素大。一般情况，第一电离能：AA，AA。二、元素周期律越靠右，越靠上越靠右，越靠上

17、非金属性增强非金属性增强原子半径减小原子半径减小单质氧化性增强单质氧化性增强离子还原离子还原性减弱性减弱气态氢化物稳定性增强气态氢化物稳定性增强最高价氧化物对应水化最高价氧化物对应水化物物酸性酸性增强增强单质与单质与H H2 2化合越来越容易化合越来越容易越靠左，越靠下越靠左，越靠下 金属性增强金属性增强原子半径增大原子半径增大单质还原性增强单质还原性增强离子氧化离子氧化性减弱性减弱最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物碱性碱性增强增强单质与单质与H H2 2OO(或酸或酸)反应剧烈程度增加反应剧烈程度增加第一电离能第一电离能降低降低第一电离能第一电离能升高升高(但注意：同周期，但注意：

18、同周期，AAAA，AAAA )气态原子生成1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。元素的第一电离能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。下列有关说法不正确的是A.一般来说，元素的第一电离能越大，其金属性越弱B.元素N的第一电离能大于元素O的第一电离能C.金属单质跟酸反应的难易，只跟该金属元素的第一电离能有关D.金属单质跟酸反应的难易，除跟该金属元素的第一电离能有关外，还与该单质中固态金属原子以及该金属原子失去电子后在水溶液里形成水合离子的变化有关C【练习练习】金属活泼性越强，金属活泼性越强，I I1 1越小。越小。跨越不同能层失去电子时，跨越不同能层失去电子时，电离能出现突跃电离能出现突跃，可据此

19、判，可据此判断原子价层电子数，推测其断原子价层电子数，推测其最高化合价。最高化合价。课本课本P24 随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越多，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多，导致原子的逐级电离能越来越大。当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化高中化学电离能与化合价的联系电离能与化合价的联系4066Na(g)Na+(g)+e-Na+(g)Na2+(g)+e-1s22s22p63s11s22s22p61s22s22p61s22s22p5跨越不同能层失去电子时，跨越不同能层失去电子时，电离能出现突跃电离能出现突跃，可，可据此判断原子价

20、层电子数，推测其最高化合价。据此判断原子价层电子数，推测其最高化合价。高中化学电离能与化合价的联系电离能与化合价的联系7136282Mg(g)Mg+(g)+e-1s22s22p63s21s22s22p63s1Mg+(g)Mg2+(g)+e-1s22s22p63s11s22s22p6Mg2+(g)Mg3+(g)+e-1s22s22p61s22s22p5难当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化高中化学电离能与化合价的联系电离能与化合价的联系12399288830Al(g)Al+(g)+e-1s22s22p63s23p11s22s22p63s2Al+(g)Al2+(g)+e-

21、1s22s22p63s21s22s22p63s1Al2+(g)Al3+(g)+e-1s22s22p63s11s22s22p6难1s22s22p61s22s22p5Al3+(g)Al4+(g)+e-1判断元素金属性的强弱规律：若规律：若某元素的某元素的In+1 In，则该则该元素的常元素的常见见化合价化合价为为+n价价。2 判断元素的化合价（I1、I2表示各级电离能）钠元素I2 I1，其常见化合价为+1价多电子原子元素的电离能出现突变时，电子层数就有可能发生变化。3判断核外电子的分层排布情况2.3 电离能的电离能的应用应用如如AlAl：I I1 1 I I2 2I I3 3 I I4 4，表明，

22、表明AlAl原子原子易易失去失去3 3个个电子形成电子形成3 3价价阳离子阳离子。一般地，I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。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的大，如I1(N)I1(O)，I1(Mg)I1(Al)。4 反映元素原子的核外电子排布特点2.3 电离能的电离能的应用应用课堂检测1.正误判断(1)第一电离能越大的原子失电子的能力越强()(2)第三周期所含元素中钠的第一电离能最小()(3)铝的第一电离能比镁的第一电离能大()(4)H的第一电离能大于C的第一电离能()(5)在所有

23、元素中，氟的第一电离能最大()(6)同一周期中，主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大()(7)同一周期典型金属元素的第一电离能总是小于典型非金属元素的第一电离能()2.在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是A.3s23p3B.3s23p5C.3s23p4D.3s23p6CC课堂检测3.下列说法正确的是A.第三周期元素中氯的第一电离能最大B.氮的第一电离能比氧小C.在所有的元素中氦的第一电离能最大D.钠的第一电离能比铍大CC4.以下说法不正确的是A.第一电离能越小，表示该气态原子越容易失电子B.同一元素的电离能，各级电离能逐级增大C.在元

24、素周期表中，主族元素原子的第一电离能从左到右一定是越来越大D.在元素周期表中，同主族元素从上到下，第一电离能呈现递减的趋势C课堂检测5.5.下列下列各组元素中，第一电离能依次减小的是各组元素中，第一电离能依次减小的是A.HA.HLiLiNaNaK K B.NaB.NaMgMgAlAlSiSiC.IC.IBrBrClClF F D.FD.FO ON NC CA A6.Li6.Li、BeBe、B B原子失去一个电子，所需的能量相差并不大原子失去一个电子，所需的能量相差并不大，但但最难失去第二个电子的原子是最难失去第二个电子的原子是A.Li A.Li B.Be C.B B.Be C.B D D.相差

25、不大相差不大A A课堂检测7.下表中：X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJmol1。元素I1I2I3I4X4964 5626 9129 543Y5781 8172 74511 575根据表中所列数据的判断错误的是A.元素X是第A族的元素B.元素Y的常见化合价是3C.元素X与O形成化合物时，化学式可能是X2O2D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应D D8.元素处于基态时的气态原子获得一个电子成为1价阴离子时所放出的能量叫做该元素的第一电子亲和能。1价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能。表中给出了几种元素或离子的电子亲和能数据：元素LiNaKOOF电子亲和能/(kJmol

26、1)59.852.748.4141844.2327.9下列说法正确的是A.电子亲和能越大，说明越难得到电子B.一个基态的气态氟原子得到一个电子成为氟离子时吸收327.9 kJ的能量C.氧元素的第二电子亲和能是844.2 kJmol1D.基态的气态氧原子得到两个电子成为O2需要放出能量CC9.下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)认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律,将NaAr之间六种元素用短线连接起来,构成完整的图像。(2)从上图分析可知,同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是。(3)N元素的第一电离能比C、O元素的第一电离能大的原因是。(4)气态锂原子失去核外不同电子所需的能量分别为:失去第一个电子为519kJmol-1,失去第二个电子为7296kJmol-1,失去第三个电子为11799kJmol-1,由此数据分析锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量的原因:。从上到下依次减小从上到下依次减小N原子原子2p能级半充满能级半充满,相对稳定相对稳定Li原子失去一个电子后变成原子失去一个电子后变成Li+,Li+已形成稳定结构已形成稳定结构,再失去电子很困难再失去电子很困难