化学：1.3.1《电离能及其变化规律》学案（鲁科版选修3）

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第3节 原子结构与元素性质
第1课时 电离能及其变化规律
高考资源网【学习目标】
1. 能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质
2. 进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系
3. 认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系
4. 认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值
【学习过程】21世纪教育网
一、电离能（KJ·mol-1）
1. 定义： 气态原子或离子 叫电离能，常用符号 表示，单位为 。
第一电离能I1： 态电 性基态原子失去 个电子，转化为气态基态正离子所需要的 叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越 。
同一元素的第二电离能 第一电离能。
2. 递变规律
根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子 ，反之，电离能越大，表明 ，同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有 的趋势，同一主族从上到下，第一电离能 。
思考：碱金属元素的第一电离能有什么变化规律呢？
答：
3. 实例应用：21世纪教育网
（1）Be有价电子排布为2s2，是全充满结构，比较稳定，而B的价电子排布为2s22p1，、比Be不稳定，因此失去第一个电子B比Be ，第一电离能 。镁的第一电离能比铝的 ，磷的第一电离能比硫的 ，原理相同。
（2） 碱金属的电离能与金属活泼性有什么关系？
第一电离能越小，越易 电子，金属的活泼性就越 。因此碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越 。
（3）阅读分析表格数据：
Na Mg Al
各级电离能(KJ/mol) 496 738 578
4562 1415 1817
6912 7733 2745
9543 10540 11575
13353 13630 14830
16610 17995 18376
20114 21703 23293
①同一种元素的逐级电离能的大小关系：I1②电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。
【典题解悟】21世纪教育网
例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21世纪教育网
D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大
解析：考查元素第一电离能的变化规律，一般同周期从左到右第一电离能逐渐增大，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体最大故A正确C不正确；但有反常，第ⅢA和VA族元素比同周期相邻两种元素第一电离能都低。同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小。，由于核外价电子排布镁为3S2，Al为3S23P1，故Al的第一电离能小于Mg的，所以B错误；根据同主族同周期规律可以推测：第一电离能K答案：A 21世纪教育网
例2.下列关于稀有气体的叙述不正确的是（ ）
A. 各原子轨道电子均已填满
B. 其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同的核外电子排布
C. 化学性质很不活泼
D. 同周期中第一电离能最大
解析：稀有气体各原子轨道电子达稳定结构，所以化学性质不活泼，同周期中第一电离能最大。稀有气体元素原子的核外电子排布与同周期的阴离子（达到稳定结构）的电子排布相同，同时还与下一周期的ⅠA、ⅡA族阳离子（失去最外层电子）具有相同的核外电子排布，故B错误。
答案：B 21世纪教育网
【当堂检测】
1. 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
2. 按照第一电离能由大到小的顺序排列错误的是（ ）
A. Be Mg Ca B. Be C N C. P As Si D. He Ne Ar
3．（2006四川高考，）已知1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2－、dZ－都具有相同
的电子层结构，下列关系正确的是（ ）
A. 质子数c>b B.离子的还原性Y2－>Z－
C. 氢化物的稳定性H2Y>HZ D. 原子半径X>W
4．（06山东模拟）X、Y、Z为短周期元素，Z的原子序数等于X、Y的原子序数之和，且Z离子比X离子多三个电子层，下列推断不正确的是
A. Y的原子半径大于Z的原子半径
B. X可能为金属元素
C. Y与Z不可能形成离子化合物
D. Z一定为非金属元素
5. 下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是（ ）21世纪教育网
A. K 、Na 、Li B. Al、 Mg、 Na C. N、O、C D. Cl、 S、P
6.（2006北京西城，12）五种短周期元素的原子半径，最高正价及负化合价见下表：
元素代号 L M Q R T
原子半径/mm 0.160 0.089 0.243 0.102 0.074
化合价 ＋2 ＋2 ＋3 ＋6，－2 －2
下列叙述正确的是（　）
A．L、M的单质与稀盐酸反应速率L＜M
B．Q、T两元素间可形成两性化合物
C．R、T两元素的氢化物分子间能形成氢键
D．L、R两元素的简单离子的核外电子数可能相等
7.X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是（ ）
A.X的原子半径比Y小 B.X和Y的核电核数之差为m－n
C.电负性X>Y D.第一电离能X8．（06模拟合肥理综）有短周期元素A、B、C，原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子最外层电子数之和比C的次外层电子数少2，它们质子数之和不超过M电子层最多容纳的电子数。将它们分别与氧元素结合，均可生成两种氧化物，A的氧化物有D和E，D的含氧量比E高；B的氧化物有F和G，G有毒；C的氧化物有H和I，H能和E发生化合反应。21世纪教育网
⑴I中含有的化学键类型 ；D的名称为 ；F过量在世界引起 。
⑵写出①F和I反应的化学方程式 ；②过量的F与C的氧化物的水化物反应的离子方程式 。
⑶与C在同一周期的某非金属元素R ，位于m 主族，则其形成的气态氢化物的化学式为 。
9. 下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素
（1）下列 （填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响。
原子核失去核外不同电子所需的能量（KJ·mol-1）
锂 X Y
失去第一个电子 519 502 580
失去第二个电子 7 296 4 570 1 820
失去第三个电子 11 799 6 920 2 750
失去第四个电子 9 550 11 600
①通过上述信息和表中的数据分析，为什么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 。
②表中X可能为13种元素中的 （填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式 　　　　　 。
③Y是周期表中 族的元素的增加，I1逐渐增大。
④以上13种元素中， （填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
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参考答案
1. C 2.B 3. B、D 4. B 5. A 6. B 7. D
8.⑴离子键，非极性键 过氧化氢 温室效应
⑵①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ②CO2+OH-=HCO3-
⑶H8-mR或RH8-m
9.（1）①④
（2）①Li原子失去1个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难 ②a；Na2O 或Na2O2 ③ⅢA ④ m
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