1.2.2元素周期律（原子半径、电离能）课件(共22张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.2.2元素周期律（原子半径、电离能）课件(共22张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-01 07:57:19 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素性质
2、元素周期律（原子半径，电离能）
回顾旧知
我们学过哪些元素周期律？
1.核外电子排布周期性变化规律
2.主族元素主要化合价周期性变化规律
3.金属性和非金属性周期性变化规律
ns1递增到ns2np6
－4
－1
0
＋1
＋7
金属性：元素的原子失去电子的能力
非金属性：元素的原子得到电子的能力
金属性左下强，非金属性右上强
金属性和非金属性强弱判断依据
金属性强弱的判断依据:
①金属单质与水(或酸)反应置换出H2的难易程度
②最高价氧化物的水化物的碱性强弱
③金属活动性顺序表
④金属单质之间的置换
⑤金属阳离子氧化性的强弱
⑥原电池的正负极
⑦元素的第一电离能
⑧元素的电负性
⑨元素在周期表中的位置
非金属性强弱的判断依据:
①单质与H2化合的难易程度
②形成的简单气态氢化物的稳定性
③最高价氧化物的水化物酸性的强弱
④非金属单质之间的置换
⑤非金属阴离子还原性的强弱
⑥元素的第一电离能
⑦元素的电负性
⑧元素在周期表中的位置
回顾旧知
回顾旧知
4.原子半径周期性变化规律
“ 三看”：
一看电子层数
二看核电荷数
三看电子数
（1）电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。
（2）电子层数相同时,核电荷数越大，原子半径越小。
（3）电子层数、核电荷数都相同时,电子数越多,原子半径越大。
原子半径减小
原子半径增大
能层占主导
能层数相同时，核电荷数占主导
任务一：探究原子半径的递变规律
同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小的原因:
同周期主族元素电子的能层数相同，从左到右，核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势，大于外层电子数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势。（因素②＞①）
【思考与讨论】P23
同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大的原因:
同主族元素从上到下，电子能层数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势，大于核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势。（因素①＞②）
评价任务一
例1、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、Br
C、Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D、Cl－、Br－、I－
例2、下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是( )
A、NaF B、MgI2
C、BaI2 D、KBr
C
B
任务二：探究电离能的递变规律
反映
决定
元素的性质
原子
结构
那么，原子失去1个电子或失去多个电子，所需能量有什么区别呢？
任务二：探究电离能的递变规律
一、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第一电离能。
保证“能量最低”
②符号：I1；单位：kJ·mol－1。
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）
③表示式：
任务二：探究电离能的递变规律
④意义：
第一电离能数值越小，表示在气态时该原子失去电子越 ，即元素的_____性越强；
第一电离能数值越大，表明在气态时该原子失去电子越 ,即元素的________性越弱。
电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的 。
难易程度
容易
难
金属
金属
任务二：探究电离能的递变规律
每个周期的第一种元素的第一电离能______，最后一种元素的第一电离能_____，即一般来说，随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈_____趋势。
最小
最大
增大
原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越大。
反常：ⅡA ＞ ⅢA; ⅤA ＞ ⅥA
任务二：探究电离能的递变规律
↑↓
↑
ns
np
↑↓
ns
↑↓
↑
↑
↑
ns
np
↑↓
↑↓
↑
↑
ns
np
【思考与讨论1】：第ⅡA元素和第ⅤA元素的反常现象如何解释？
ⅡA
ⅢA
ⅤA
ⅥA
ⅡA全充满
ⅤA半充满
同一族，从上到下第一电离能逐渐 。
减小
电离能呈现周期性的递变。
原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越小。
任务二：探究电离能的递变规律
任务二：探究电离能的递变规律
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？逐级电离能突变与钠、镁、铝的化合价有什么联系？
下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能：
元素 Na Mg Al
电离能 kJ mol-1 496 738 578
4 562 1 451 1 817
6 912 7 733 2 745
9 543 10 540 11 575
13 353 13 630 14 830
16 610 17 995 18 376
20 114 21 703 23 293
Na
元素 Na
电离能 kJ mol-1 496
4 562
6 912
9 543
13 353
16 610
20 114
Na(g) = Na+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
易失去电子
4 066
Na+(g) = Na2+(g) + e-
1s22s22p6
与Ne的核外电子一样
难失去电子
跨能层了
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Na元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
任务二：探究电离能的递变规律
任务二：探究电离能的递变规律
元素 Mg
电离能 kJ mol-1 738
1 451
7 733
10 540
13 630
17 995
21 703
Mg
1s22s22p63s2
1s22s22p63s1
Mg(g) = Mg+(g) + e-
Mg+(g) = Mg2+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
1s22s22p6
Mg2+(g) = Mg3+(g) + e-
易失去电子
难失去电子
6 282
跨能层了
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Mg元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
任务二：探究电离能的递变规律
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Al元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
元素 Al
电离能 kJ mol-1 578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
23 293
Al
1s22s22p63s23p1
1s22s22p63s2
Al(g) = Al+(g) + e-
1s22s22p63s2
1s22s22p63s1
Al+(g) = Al2+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
Al2+(g) = Al3+(g) + e-
1s22s22p6
Al3+(g) = Al4+(g) + e-
8830
易失去电子
难失去电子
跨能层了
任务二：探究电离能的递变规律
同一原子电离能突变说明则能层变化，更难失去电子，此时元素化合价为稳定化合价。
一级电离能较小，二级、三级电离能越来越大，更不易失去电子，因为离原子核越近，电子受原子核的吸引越强，所需电离的能量也就越大。
1、为什么逐级电离能会增大？
2、电离能突变与化合价的关系是什么？
逐级电离能出现突变 → 跨越不同能层失电子 → 判断原子价层电子数/推测其最高化合价
【思考与讨论】
⑤电离能的应用：
任务二：探究电离能的递变规律
①判断元素金属性的强弱
规律：若某元素的In+1 In，则该元素的常见化合价为+n价。
②判断元素的化合价（I1、I2……表示各级电离能）
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
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
电离能
原子半径
应用
化合价判断
核电荷数
能层数
电离能
……
原子半径/电离能呈现周期性的递变
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第一电离能
总结
×
√
×
√
×
×
√
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( )
评价任务
2.根据下表数据判断X、Y、Z的化合价分别为_________________________。
I1 I2 I3 I4
X 500 1 020 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
Z 420 3 100 4 400 5 900
X：＋2，Y：＋3，Z：＋1
》4~5倍
评价任务
3.[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________________________________
______________。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是____________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________。
I1/(kJ·mol－1) Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
Na与Li同主族，Na的电子层数多，原子半径大，故第一电离能更小
Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于基态Be原子的s能级处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的
评价任务
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素性质
2、元素周期律（原子半径，电离能）
回顾旧知
我们学过哪些元素周期律？
1.核外电子排布周期性变化规律
2.主族元素主要化合价周期性变化规律
3.金属性和非金属性周期性变化规律
ns1递增到ns2np6
－4
－1
0
＋1
＋7
金属性：元素的原子失去电子的能力
非金属性：元素的原子得到电子的能力
金属性左下强，非金属性右上强
金属性和非金属性强弱判断依据
金属性强弱的判断依据:
①金属单质与水(或酸)反应置换出H2的难易程度
②最高价氧化物的水化物的碱性强弱
③金属活动性顺序表
④金属单质之间的置换
⑤金属阳离子氧化性的强弱
⑥原电池的正负极
⑦元素的第一电离能
⑧元素的电负性
⑨元素在周期表中的位置
非金属性强弱的判断依据:
①单质与H2化合的难易程度
②形成的简单气态氢化物的稳定性
③最高价氧化物的水化物酸性的强弱
④非金属单质之间的置换
⑤非金属阴离子还原性的强弱
⑥元素的第一电离能
⑦元素的电负性
⑧元素在周期表中的位置
回顾旧知
回顾旧知
4.原子半径周期性变化规律
“ 三看”：
一看电子层数
二看核电荷数
三看电子数
（1）电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。
（2）电子层数相同时,核电荷数越大，原子半径越小。
（3）电子层数、核电荷数都相同时,电子数越多,原子半径越大。
原子半径减小
原子半径增大
能层占主导
能层数相同时，核电荷数占主导
任务一：探究原子半径的递变规律
同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小的原因:
同周期主族元素电子的能层数相同，从左到右，核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势，大于外层电子数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势。（因素②＞①）
【思考与讨论】P23
同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大的原因:
同主族元素从上到下，电子能层数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势，大于核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势。（因素①＞②）
评价任务一
例1、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、Br
C、Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D、Cl－、Br－、I－
例2、下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是( )
A、NaF B、MgI2
C、BaI2 D、KBr
C
B
任务二：探究电离能的递变规律
反映
决定
元素的性质
原子
结构
那么，原子失去1个电子或失去多个电子，所需能量有什么区别呢？
任务二：探究电离能的递变规律
一、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第一电离能。
保证“能量最低”
②符号：I1；单位：kJ·mol－1。
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）
③表示式：
任务二：探究电离能的递变规律
④意义：
第一电离能数值越小，表示在气态时该原子失去电子越 ，即元素的_____性越强；
第一电离能数值越大，表明在气态时该原子失去电子越 ,即元素的________性越弱。
电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的 。
难易程度
容易
难
金属
金属
任务二：探究电离能的递变规律
每个周期的第一种元素的第一电离能______，最后一种元素的第一电离能_____，即一般来说，随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈_____趋势。
最小
最大
增大
原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越大。
反常：ⅡA ＞ ⅢA; ⅤA ＞ ⅥA
任务二：探究电离能的递变规律
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【思考与讨论1】：第ⅡA元素和第ⅤA元素的反常现象如何解释？
ⅡA
ⅢA
ⅤA
ⅥA
ⅡA全充满
ⅤA半充满
同一族，从上到下第一电离能逐渐 。
减小
电离能呈现周期性的递变。
原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越小。
任务二：探究电离能的递变规律
任务二：探究电离能的递变规律
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？逐级电离能突变与钠、镁、铝的化合价有什么联系？
下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能：
元素 Na Mg Al
电离能 kJ mol-1 496 738 578
4 562 1 451 1 817
6 912 7 733 2 745
9 543 10 540 11 575
13 353 13 630 14 830
16 610 17 995 18 376
20 114 21 703 23 293
Na
元素 Na
电离能 kJ mol-1 496
4 562
6 912
9 543
13 353
16 610
20 114
Na(g) = Na+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
易失去电子
4 066
Na+(g) = Na2+(g) + e-
1s22s22p6
与Ne的核外电子一样
难失去电子
跨能层了
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Na元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
任务二：探究电离能的递变规律
任务二：探究电离能的递变规律
元素 Mg
电离能 kJ mol-1 738
1 451
7 733
10 540
13 630
17 995
21 703
Mg
1s22s22p63s2
1s22s22p63s1
Mg(g) = Mg+(g) + e-
Mg+(g) = Mg2+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
1s22s22p6
Mg2+(g) = Mg3+(g) + e-
易失去电子
难失去电子
6 282
跨能层了
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Mg元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
任务二：探究电离能的递变规律
【思考与讨论2】：为什么原子的逐级电离能越来越大？Al元素逐级电离能突变与化合价有什么联系？
元素 Al
电离能 kJ mol-1 578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
23 293
Al
1s22s22p63s23p1
1s22s22p63s2
Al(g) = Al+(g) + e-
1s22s22p63s2
1s22s22p63s1
Al+(g) = Al2+(g) + e-
1s22s22p63s1
1s22s22p6
Al2+(g) = Al3+(g) + e-
1s22s22p6
Al3+(g) = Al4+(g) + e-
8830
易失去电子
难失去电子
跨能层了
任务二：探究电离能的递变规律
同一原子电离能突变说明则能层变化，更难失去电子，此时元素化合价为稳定化合价。
一级电离能较小，二级、三级电离能越来越大，更不易失去电子，因为离原子核越近，电子受原子核的吸引越强，所需电离的能量也就越大。
1、为什么逐级电离能会增大？
2、电离能突变与化合价的关系是什么？
逐级电离能出现突变 → 跨越不同能层失电子 → 判断原子价层电子数/推测其最高化合价
【思考与讨论】
⑤电离能的应用：
任务二：探究电离能的递变规律
①判断元素金属性的强弱
规律：若某元素的In+1 In，则该元素的常见化合价为+n价。
②判断元素的化合价（I1、I2……表示各级电离能）
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
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
电离能
原子半径
应用
化合价判断
核电荷数
能层数
电离能
……
原子半径/电离能呈现周期性的递变
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第一电离能
总结
×
√
×
√
×
×
√
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( )
评价任务
2.根据下表数据判断X、Y、Z的化合价分别为_________________________。
I1 I2 I3 I4
X 500 1 020 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
Z 420 3 100 4 400 5 900
X：＋2，Y：＋3，Z：＋1
》4~5倍
评价任务
3.[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________________________________
______________。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是____________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________。
I1/(kJ·mol－1) Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
Na与Li同主族，Na的电子层数多，原子半径大，故第一电离能更小
Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于基态Be原子的s能级处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的
评价任务