原子结构与元素性质(2课时)
【课标要求】
能说出元素电离能、电负性的含义,能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
【考纲要求】
了解电离能的概念及其内涵,认识主族元素电离能的变化规律,知道电离能与元素化合物的关系。
知道主族元素电负性与元素性质的关系,认识主族元素电负性的变化规律。
知道原子结构与元素周期表的本质联系。
【教材内容展现】
【学习目标】
了解电离能的概念及其内涵
认识主族元素电离能的变化规律
知道电离能与元素化合物的关系
知道主族元素电负性与元素性质的关系
认识主族元素的电负性的变化规律
体会原子结构与元素周期律的本质联系。
【学习重点】
第一课时:
电离能的概念及其内涵.
主族元素电离能的变化规律
电离能与元素化合物的关系。
第二课时
电负性的概念及其内涵.
主族元素电负性的变化规律
电负性与元素化合物的关系。
【学习难点】
核外电子排布与元素周期表周期、族的划分,以及元素的电离能、电负性、化合价的关系。
第一课时:电离能及其变化规律
【学习过程】
【温故知新】
[思考]
1、钠原子失去一个电子,吸收能量还是放出能量?为什么?
2、试比较Li、Na、K原子失去一个电子的难易与吸收、放出能量和元素的金属性之间的关系?
Li Na K
失电子能力:
吸收能量:
元素金属性:
3、同周期元素原子的电子层相同,从左到右原子半径逐渐 ,有效核电荷数依次 ,原子核对电子的吸引作用逐渐 ,因此原子失去电子的能力越来越 ,获得电子的能力越来越 。同主族元素原子的价电子相同,但自上而下原子半径逐渐 ,原子核对电子的吸引作用逐渐 ,因此金属元素失去电子的能力越来越 ,非金属元素原子获得电子的能力越来越 。
4、能否将原子或离子失一个电子的难易程度,通过定量方法来比较?
【课前预习区】
1.电离能——指气态_________________________________
第一电离能(表达式): 符号:
第二电离能(表达式): 符号:
第三电离能(表达式): 符号:
(注:原子失去电子,应先失最外层原子轨道的电子)
同一元素的各电离能的大小关系:
2. I作用——
I越小,原子失去电子越______;I越大,原子失去电子越_______。
【课堂互动区】
[观察与思考]
观察教材P23中图1—3—5,请说明原子的第一电离能随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化,并从原子结构的角度加以解释。
各周期中元素的第一电离能数值有何特点?
同主族元素的第一电离能变化有何规律?
3.I1的周期性变化:
(1)随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈现 变化;
(2)同一周期:自左而右,元素的I1呈________的趋势。
________的I1最小,________的I1最大。
第三周期元素的I1 的大小关系:
同一主族:自上而下,元素的I1逐渐____________。
*过渡元素的第一电离能的变化不太规则,随元素原子序数的增加第一电离能从左到右略有____________ 。
[交流与讨论]
仔细观察图中第 3 周期各元素的第一电离能变化趋势,发现镁的第一电离能比铝的大,磷的第一电离能比硫的大,这是为什么?
4. I1与洪特规则特例的关系:
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成 、
和 结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。
如:I1(Be) I1(B ), I1(N) I1(O)
[交流与讨论] 教材P20中的“交流与讨论”(2)。
资料平台:+ 1 价气态离子失去 1 个电子,形成+ 2 价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第二电离能,用I2表示。 + 2 价气态离子再失去 1 个电子,形成+3 价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第三电离能,用 I3 表示。
(1)钠和镁的第一、二、三电离能如表所示,分析表中数据,请试着解释:为什么钠易形成 Na+,而不易形成 Na2+,镁易形成 Mg2+,而不易形成 Mg3+?
(2)同一周期的元素中,稀有气体元素的第一电离能最大,而碱金属元素的第一电离能最小,这是为什么
5. 第二电离能(I2)、第三电离能(I3)及各级电离能的应用:
I1(Na) I 2(Na) I 3(Na)
I1( Mg) I 2( Mg) I 3( Mg)
电离能不仅能用来衡量元素的原子或阳离子 态时 电子能力的强弱,还是元素通常价态易存在的因素之一。反过来,不同级电离能有 性的变化,又是核外电子 排布的有力证明。
如:I1(Na)<< I2(Na)< I3(Na ),Na易形成Na+,而不易形成Na2+。
I1(Mg)< I2(Mg)<< I3(Mg ),Mg易形成Mg2+,而不易形成Mg3+。
【课堂巩固区】
1、比较下列各组第一电离能的大小:
①氖 锂 ②铍 硼 ③碳 氮
④镁 铝 ⑤磷 硫 ⑥氩 氯
2、下列原子中,第一电离能最大的是( )
A、B B、C C、Al D、Si
3、下列有关推断中,不符合实际的是( )
A、第n周期中有2n2种元素 B、第n周期第n族的元素一定是金属元素(n>1)
C、第n周期有(8-n)种非金属元素(含稀有气体)(n>1)
D、第n周期第n族的元素一定是非金属元素
4、已知某元素的电离能(单位:KJ/mol):
I1=577 , I2=1820 , I3=2740 , I4=11600 ,I5=14800 ,I6=18400 ,I7=23400 , I8=27500 .
试推测该元素最外层有几个电子?
5、 为什么 I1(Cu)< I1(Zn)?
【课后巩固区】
1.从元素原子的第一电离能数据的大小可以判断出( )
A、元素原子得电子的难易
B、元素的主要化合价
C、元素原子失电子的难易
D、核外电子是分层排布的
2.下列元素中,第一电离能最小的( )
A、 K B、 Na C、P D、Cl
3.第二周期各对元素的第一电离能大小次序如下,其错误的是( )。
(A)Li<Be (B)B<C (C)N<O (D)F<Ne
4.C、N、O、F四元素的第一电离能(I1)大小排序应为( )。
(A)N<C<O<F (B)C<O<N<F
(C)F<O<C<N (D)C<N<O<F
5.19号元素K和29号元素Cu的最外层都只有1个4s电子,但二者的化学活泼性相差很大,试从有效核电荷和电离能说明之。
6. 比较大小并简要说明原因:第一电离能O与N,Cd与In,Cr与W;
7.第一电离能I1是指气态原子X(g)处于基态时,失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量。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Na——Ar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变化规律是______________;
(3)上图中5号元素在周期表中的位置是________________________________________;
(4)上图中4、5、6三种元素的气态氢化物的沸点均比同主族上一周期的元素气态氢化物低很多,原因是:__________________________________。
第二课时:元素的电负性及其变化规律
【学习过程】
【课前预习区】
1.用电子式分别表示氯化钠和氯化氢的形成过程。
2. 为什么钠原子与氯原子结合生成离子化合物氯化钠,而氢原子与氯原子结合生成共价化合物氯化氢?氯化氢分子中共用电子对为什么偏向氯原子而偏离氢原子?
3.电负性——
【课堂互动区】
[观察与思考]
观察教材P25中“图 元素的电负性”, 回答下列问题:
随着原子序数的的递增,元素的电负性如何变化?
同一周期中,元素的电负性如何变化?
同一主族中, 元素的电负性如何变化?
电负性最大的元素和最小的元素分别在周期表的什么位置?
1.元素电负性的变化规律(不研究稀有气体的电负性)
(1)随原子序数的递增,元素电负性呈现由 到 的 性
变化。
(2)同周期:自左向右,电负性逐渐_________。
(3)同主族:自上而下,电负性呈_________趋势。
(4)在元素周期表中,自然界存在的元素, 元素的电负性最大, 元素的电负性最小。
[交流与讨论]
1、一般认为:如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7,它们之间通常形成离子键;如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7,它们之间通常形成共价键。请查阅下列化合物中元素的电负性数值,判断它们哪些是离子化合物,哪些是共价化合物?
NaF HCl NO MgO KCl CH4
2、电负性数值的大小能够衡量元素在化合物中吸引电子能力的大小。电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值,电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。清指出下列化合物中化合价为正值的元素。
2.电负性的应用
①衡量元素金属性、非金属性强弱:
a、一般,电负性>1.8为 元素;电负性<1.8为 元素。
而电负性在1。8左右的元素,如Si、Ge、Sb 等,既有 性,又有 性。
b、电负性越大,非金属性越 ;越 ,金属性越强。
②判断化学键的类型
一般,电负性差>1.7, 键; 电负性差<1.7, 键。
③判断两成键元素化合价的正负:
电负性大的元素, 价;电负性小的, 价。
④元素周期表中“对角线规则”——元素周期表中处于对角线位置的元素电负性数值相近,性质相似。(主要体现在第二、三周期)
如:Li和 ;Be和 ; B和 。
【课堂巩固区】
一、填充下列表格中的空格
元素 Na Al H Br
价电子排布式 2s2 5s25P2
电负性 1.5 0.9 1.5 1.8 2.1 2.8
最高正化合价
溴化物类型
二、一般中的特殊(不考虑放射元素)
主族元素中未成对电子数最多的是______族(包含元素_________________)
主族元素中未成对电子数是2个的元素是______族(包含元素_________________)和______族(包含元素_________________)
主族元素的价电子所处原子轨道半满的元素是_______族和_________族元素
前四周期中未成对电子数最多的元素是_______。
前四周期元素中,元素原子的核外电子排布需用到洪特规则特例解释的是__________
原子半径最小的元素是_____,最大的元素是______
第一电离能最大的元素是_______
电负性最大的元素是________
原子中3d轨道半充满的元素是__________
原子中4s轨道半充满的元素是__________
同周期元素原子中,第一电离能ⅡA族______ⅢA族、ⅤA族_____ⅥA族
第一电离能最小的元素是______
电负性最小的元素是_______
14.电负性相差最大的元素是____和_____
三、微粒半径大小的比较
(1)原子半径的大小主要由 和 两方面决定。一般来说,电子层数越多的原子,其半径越____ 。
当电子层数相同(即同一周期),原子半径随着原子序数的递增
而______;
如:r(Na) ____ r(Mg) ____r(Al) ___r(Si)
最外层电子数相同(即主族序数)的原子,原子半径随原子序数增加而_______。
如:r(Li) ____ r(Na) ____r(K) ; r(F) ___ r(Cl) ___r(Br)
(2) 离子半径的大小
质子数相同的不同微粒:
r(Na) ___r(Na+) r(Cl) ___r(Cl-) ;r(H+)___ r(H) ___ r(H-)
r(Fe) ___r(Fe2+)___ r(Fe3+)
核外电子排布相同的离子半径,随核电荷数的增大而______ 。
如:r(O2-)___r(F-)___ r(Na+)___r(Mg2+)___r(Al3+)
r(Ca2+)___ r(K+)___r(Cl-)___r(S2-)
【课后巩固区】
1、下列各组元素中,电负性依次减小的是( )
A、K、Na、Al B、O、Cl、H C、As、P、H D、O、S、Cl
2、处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D。则下列A、B、C、D四种元素的说法中,正确的是( )
A、元素的非金属性依次增强 B、元素的第一电离能依次增大
C、最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D、元素的电负性依次减小
3、有A,B,C,D四种元素。其中A为第四周期元素,与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。B为第四周期d区元素,最高氧化数为7。C和B是同周期元素,具有相同的最高氧化数。D为所有元素中电负性第二大元素。给出四种元素的元素符号,并按电负性由大到小排列之。
原子的核外电子排布(价电子排布)
元素性质(电离能、电负性、化合价)
元素周期表
I2
I1
I3
电离能
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