课件36张PPT。登临绝顶东方白一览群峰景慑魂泰山十八盘第一章
第三节 原子结构与元素性质
泰安第十九中学量子力学原子结构模型发展史第一章
第三节 原子结构与元素性质
第一课时 电离能
【学习目标】
1、知识与技能目标：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，知道电离能与元素化合价的关系；使学生体会原子结构与与元素周期律的本质联系。
2、过程与方法目标：让学生体会用定量思想认识元素的性质。
3、情感态度与价值观目标：引导学生在量子力学模型的基础上，对“结构——位置——性质”关系的认识有一个本质的提升。
【学习重点】电离能的含义和变化规律的理解。
【学习难点】对电离能的应用的理解。1 请同学们写出第3周期和VA族元素原子的价电子排布2 根据写出的价电子排布分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律并解释 族周期IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA运用结论分析下面几组元素的原子得失电子能力的强弱：1、Rb Na
S Cl
Li Mg学以致用同主族同周期如何比较呢？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。 表1-3-2第三周期元素（除Ar）的第一电离能的变化表1-3-3 VA族元素的第一电离能的变化结合上表请分析：
1、 电离能描述的是元素的哪种性质？
2、你能分析第一电离能的数值和性质的关系吗？
想一想？
1.什么是电离能？
2.符号、单位和表示方法？
3. 元素第一电离能大小与原子失电子能力有何关系？交流研讨一、电离能及其变化规律
1.定义：
2.符号： 单位：
分类及表示式：
3.意义：
气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小
能量叫做电离能。IM(g)= M+ (g) + e- I1（第一电离能） 表示原子或离子失去电子的难易程度。
电离能越小，该气态原子越容易失去电子。 电离能越大，气态时该原子越难失去电子。 故可判断金属原子在气态时失电子的难易程度。 M+(g)= M2+ (g) + e- I2（第二电离能）M2+(g)= M3+ (g) + e- I3（第三电离能）KJ/mol 而处于基态的气态原子失去一 个电子，生成＋1价气态阳离子所需的能量称为 第一电离能。 1、已知1 mol M(g)-e-→M+(g) 时所需的最低能量为738 kJ。则M元素的I1=
2、已知钠元素的I1=496 kJ/mol。则1 mol Na(g)-e-→Na+(g)时所需的最低能量为738 kJ/mol496 kJ
M(g)→M2＋(g)＋2e－所需能量是不是第二电离能？思考感悟【提示】 由第二电离能概念知M＋(g)→M2 ＋(g)＋e－，所需能量为第二电离能，而不是失去2个e－所需要的能量。
小试牛刀观察分析下图元素第一电离能的变化情况，寻找它们的变化有哪些规律？从原子结构的角度分析为什么？同时你是否还能发现一些问题？结合课本，请讨论总结。合作探究
【规律和问题】
1.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素。
3.同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。
4.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。2.同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势。1.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素。为什么？ 因为碱金属元素原子的外围电子排布式为nS1，在同周期中（除稀有气体）原子半径最大，核对外层电子引力最小，最容易失去最外层的一个电子，所以碱金属元素的第一电离能在同一周期中最小。而稀有气体元素原子的外围电子排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，在同一周期中最难失去电子，所以在同一周期中稀有气体的第一电离能最大。提示：从它们的原子的外围电子排布式和原子结构的特点来思考。2.同一周期元素的第一电离能 从左到右元素的第一电离能总体上是呈增大趋势。 为什么？ 提示：从原子结构的变化来解释。
因为同一周期从左到右随着核电荷数的增加，元素原子半径减少，核对外层电子引力逐渐增大，失电子所需的能量呈增加趋势，即元素的第一电离能呈增大趋势。3.同一主族元素的第一电离能 从上到下，元素第一电离能逐渐减小。 为什么? 提示：从同主族的原子结构变化来回答。
因为同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，电子层数增加，原子半径增大，核对外层电子的引力减小，失电子所需的能量减小，元素第一电离能逐渐减小。
4.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离能。为什么？提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S的电子排布式，并作比较。 Be：1S2 2S22P0 （B：1S2 2S22P1）
N：1S2 2S22P3 (O：1S2 2S22P4)
Mg：1S2 2S22P6 3S23P0 (Al：1S2 2S22P6 3S23P1)
P：1S2 2S22P6 3S23P3 (S：1S2 2S22P6 3S23P4) 重点探究洪特特例 由洪特特例知：当原子核外电子排布在能量相等的
轨道上形成全空（P0、d0、f0）或半充满（p3、d5、f7）或全充满（p6、d10、f14）结构时原子处于能量较低
状态（即洪特规则特例），所以失电子所需能量较大，即I1较大。而Be、N、Mg、P元素的原子结构恰好满足这一点，所以导致它们的第一电离能大于它们相邻元素小结3.
4、元素第一电离能的变化规律同一周期从左到右元素的第一电离能总体上是呈逐渐增大趋势（反常）
同一主族从上到下，元素第一电离能逐渐减小。即元素第一电离能随着元素核电荷数的递增呈现周期性变化。知识整合例1O>S>Se（2）(2013·山东高考节选)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。 31、判断下列元素间的第一电离能的大小：
Na K; O N; N P; F Ne;
Mg Al； S P; Cl S><<><>>2、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：
（1） K Na Li; (2) B C Be N; (3) He Ne Ar答案（1） Li Na K ； （2）N C Be B (3) He Ne Ar; 迁移应用举一反三变式训练B
【问题1】已知锂：为什么锂元素的I2远大于I1，而镁元素的I3远大于I1、I2？用所学的原子结构或离子结构知识解释。
【问题2】观察并思考，为什么钠元素的常见价态为+1价，镁元素的为+2价，铝元素的为+3价？ 化合价与原子结构有什么关系？
1、提示锂离子和镁离子的电子排布式为：
Li＋： 1S2 是稳定结构；
Mg2＋：1S2 2S22P6,它的P轨道为全充满，结构稳定。如果它们再要失去电子，所需的能量就很大。
2、分析结果：
钠原子的第一电离能较低，而第二电离能突越式变高，也就是说，I2 》 I1，这是由于层与层之间电离能相差很大 ，电离能数值在层与层电子之间呈突跃性变化。这说明钠原子很容易失去一个电子成为+1价阳离子，形成稀有气体元素原子的稳定状态后，核对外层电子的有效吸引作用变得更强，不再失去第2个电子。因此，钠元素的常见化合价为+1价。同理分析镁和铝。
【 交流 研讨】 电离能与元素的化合价判断金属原子在气态时失电子的难易 。电离能越小，表明该原子越易失去电子 。拓展应用根据同一原子的逐级电离能突跃判断元素的化合价，同时也是核外电子分层 排布的有力证明。
知识升华
1、(2013·镇江高二调研)已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是( )
A.元素X的常见化合价是＋1价
B．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
C．元素Y是ⅢA族的元素
D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应 成功体验D随原子序数递增，第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右有增大趋势（两处反常ⅡA族ⅤA族），同主族从上到下逐渐减小。第一电离能的递变又导致元素金属性周期性变化。第一电离能的周期性变化是由于原子结构周期性变化的结果。
知识整合结构决定性质1.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，氟的电离能最大 D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大
2、下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是（ ）
A、ns2np1 B、ns2np2 C、ns2np3 D、ns2np4 3、周期表第二周期原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续
电离能（kJ/mol）如下表，下列叙述正确的是 （ ）
A、X的原子电子层结构为1s22s1
B、Y为ⅡA族元素，其元素符号为Mg
C、Z的价电子数为3
D、X的原子半径小于Y的原子半径ACAC自我检测
4、不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(设其为E)如图所示，试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是_____________
各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的________________变化规律。
(2)同周期内，随原子序数的增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象，试预测下列关系中正确的是________(填写编号)。
①E(砷)>E(硒) ②E(砷)E(硒)④E(溴)(3)估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：________ (4)10号元素E值较大的原因是______________________
随着原子序数的增大E值变小周期性①、③10号元素是氖，该元素原子的最外层
电子排布已达到8e-稳定结构当堂小结电离能基本概念递变规律电离能的应用
已知： Li 和 Mg的第一电离能分别为520 kJ/mol和 738 kJ/mol ，则Li和 Mg的失电子能力：
你知道了吗？Li > Mg百家之言 通过本节课的学习，你对下面问题是
否有了新的认识？
1、元素的性质
2、原子结构与元素的性质
请你谈谈本节课的收获与困惑？
谢谢大家教学设计
教学主题
电离能
一、教材分析
一、地位和作用：?
元素第一电离能是元素的一个重要性质，新教材将其纳入《元素性质的递变规律》，使得元素的性质的知识学习更加完整。电离能、电负性是元素的重要性质，也是学习化学键、离子键和共价键的基础。
二、设置基础：
?这一部分是学生在学习了《化学2（必修）》的基础上而且已经能从原子结构的角度 ，结合元素周期表定性的判断元素原子得失电子的难易程度
三、教材分析：?
本节教材设置本部分内容的目的目的：一是介绍定量表示元素原子失电子强弱——电离能；二是探究电离能的变化规律，并从微观角度加以解释；三是利用规律实际应用——电离能的应用，使知识升华。
在进行电离能基本概念的探讨时，教材设置了【联想??质疑】栏目，培养了学生分析数据的能力，有了定量的思想；探究电离能的变化规律是设置了[交流??研讨]，旨在培养学生分析图表、知识整合的能力，还培养学生的合作探究规律；【观察??思考】栏目让学生的思维能力提高，最后构建起新的“构（原子结构）——位（元素在周期表中的位置）——性（元素性质）”三者关系的认识平台。
二、学生分析
一、 学生具备的知识：
在学习了《化学2（必修）》后已经能从原子结构的角度，结合元素周期表定性的判断元素原子得失电子的难易程度。
二、学生具备的能力：
1.?利用原子结构的知识，结合元素周期表，利用元素周期律，构建起了“构——位——性”的认识平台，熟练推断三者的关系。
2 .假设、模型等抽象思维模型。
3.自主探究的能力，联系、对比、分析问题的能力。
三、学生具备的情感：
1.对抽象问题的探索精神。
2.对物质结构内部进一步深入研究的兴趣、欲望，对自己探求新事物的渴求与自信。
3.交流、合作的习惯。
三、教学目标
1.知识与技能目标：?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；知道电离能与元素化合价的关系；使学生体会原子结构与与元素周期律的本质联系。
2、过程与方法目标：?让学生体会用定量思想认识元素的性质。
3、情感态度与价值观目标：?引导学生在量子力学模型的基础上，对“结构——位置——性质”关系的认识有一个本质的提升。
四、教学环境
简易多媒体教学环境、网络多媒体环境教学环境???、移动学习???其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
1、????随着音乐的播放，PPT直接展示三个历史时期的代表性科学家图片和元素周期表；在开课前使学生明确在前两节课的基础上本节课的学习目的；以量子力学的高度深入理解“构——位——性”三者的关系；引起视觉冲击，激起学习化学的兴趣！
2、????运用微视频，激发学生学习兴趣，增强情感体验，运用微视频创设问题情境，引导学生合作探究，突出重点。
3、利用思维导图进行小结，使知识结构一目了然g，课堂结构清晰。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
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教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
一、图片展示新课引入
随着音乐的播放，PPT直接展示三个历史时期的代表性科学家图片和元素周期表。直接以问题的形式导入：?从“构——位——性”的角度，如何用量子力学的观点更加深入认识元素性质？这就是本节课所要讨论的内容。
倾听，
进入角色
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开始音乐春江花月夜.mp3???
PPT直接展示
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二、出示学习目标
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齐声朗读
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三：通过具体应用引出问题
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解决问题
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师： 通过书写价电子排布，引导学生分析：元素原子得失电子能力的变化规律并分析出元素原子得失电子能力的递变。
教师提问：
运用结论分析下面几组元素的原子得失电子能力的强弱？
1、?Rb??? Na???????
2、????S???? Cl
3、?????Li??? Mg
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1?、书写出第3周期和VA族元素原子的价电子排布
2、分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律并解释
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?
多媒体投影展示学生所写
四、合作探究
师：大家观察分析下图元素第一电离能的变化情况，按照分组，结合课本，进行讨论：
（1）寻找它们的变化有哪些规律？
（2）从原子结构的角度分析为什么？
（3）同时你是否还能发现一些问题？
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?
?
?
学生分组讨论：
合作探究，总结规律
知识问题化
问题层次化
合作探究
五、
精讲点拨
重点突破
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拓展应用—
知识升华
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六、当堂检测?
师生：
共同整合规律
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?
师：
带着成功的喜悦，我们梳理整合一下本节课的知识。你能掌握多少呢？进入当堂检测！
师生互动
生生互动
同桌及前后位交流下列问题
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生：当堂检测
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微视频展现的环节
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合作交流
小组展示
教师精讲
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师：本节课，我们主要学习
电离能的应用?←电离能→基本概念
????????????????????????↘递变规律
师：你知道了吗了吗？
已知：?Li?和?? Mg的第一电离能分别为520 kJ/mol和?738 kJ/mol?，则Li和?Mg的失电子能力：Li??>? Mg
生：体会交流
生：对定量体会加深。
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思维导图电离能思维导图.jpg
展现本节知识结构
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首尾呼应！
知识升华的华丽转身！
七、课堂小结
?通过本节课的学习，你对下面问题是否有了新的认识？?
1、元素的性质? 2、原子结构与元素的性质
请你谈谈本节课的收获与困惑？?????
上交一篇小论文
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七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
1、PPT图片展示是信息更加生动形象易于接受和了解更多信息
2、思维导图使课堂结构简洁明了
3、多媒体投影展示学生所写各种评价工具的应用时教师更快更详细了解学生的学习情况
4、微视频解释第一电离能的递变规律，是抽象的知识更直观易懂。
总之，现代信息技术的发展，改变着教师的教学方式，也改变着学生的学习方式。为我们的教学注入了无限的生机与活力，在化学教学学科理论抽象、时间紧、容量大、学习任务重的前提下，将信息技术引入紧张而又激烈的高中化学教学中，必将激发学生学习兴趣、活化教学内容，为学生自主、合作、探究学习提供更加广阔的平台和更加快捷的途径
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