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第二節
原子結構與元素的性質
元素周期律
二、元素周期律
一.原子半徑
原子半徑增大
原子半徑減小
同周期：從左→右，
原子半徑逐漸 。
同主族：從上→下，
原子半徑逐漸 。
減小
增大
1.影響原子半徑大小的因素
1)電子的能層數：
電子的能層越多，電子之間的排斥作用使原子半徑增大
2)核電荷數：
核電荷數越大，核對電子的吸引作用就越大，使原子半徑減小
原子半徑增大
原子半徑減小
能層
占主導
核電荷數占主導
【思考與討論】
（1）在兩種相反因素的作用下，為什么同周期自左向右半徑遞減，
同主族自上而下半徑遞增？
同周期自左向右，每增加一個電子，核電荷相應增加一個正電荷，增加的電子排布在同一層上，增加的電子產生的電子間的排斥作用小于核電荷增加導致的核對外層電子的吸引作用，結果使原子半徑逐漸減小。
同主族自上而下，隨著電子層數的增加，離核更遠的外層軌道填入
電子，電子層數的影響大于核電荷增加的影響，導致原子半徑增大。
2.粒子半徑大小的比較
一層
二核
三電子
先看能層數，能層數越多，一般微粒半徑越大。
若能層數相同，則看核電荷數，核電荷數越大，微粒半徑越小。
若能層數、核電荷數均相同，則看核外電子數，電子數多的半徑大。
規律總結
——原子或離子半徑的比較方法
粒子類型 比較方法 示例
同種元素的離子半徑
能層結構相同的離子
帶相同電荷的離子
核電荷數、能層數均不同的離子
陰離子大于原子大于陽離子，低價陽離子大于高價陽離子。
r(Cl-)___r(Cl)
r(Fe)__r(Fe2+)__r(Fe3+)
＞
＞
＞
核電荷數越大，半徑越小。
r(O2-)___r(F-)___r(Na+)
＞
＞
能層數越多，半徑越大。
r(Li+)__r(Na+)__r(K)
r(O2-)__r(S2-) __r(Se2-)
＜
＜
＜
＜
可選一種離子參照比較。
比較r(K+)與r(Mg2+)，r(K+)___r(Na+)____r(Mg2+)
＞
＞
1．具有下列核外電子排布式的原子，其半徑最大的是 (　　)
A． 1s22s22p3 B． 1s22s22p1
C． 1s22s22p63s23p1 D． 1s22s22p63s23p4
C
2.下列化合物中陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是
A. LiI B. NaBr C. KCl D. CsF
A
3.下列四種粒子中，半徑按由大到小的順序排列的是
①基態X的原子結構示意圖：
②基態Y的價電子排布式：3s23p5
③基態Z2－的軌道表示式：
④W基態原子有2個能層，電子式：
A.③>①>②>④ B.③>②>①>④
C.①>③>④>② D.①>④>③>②
A
若短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結構。
(1)四種元素在周期表中的相對位置如何？
提示　短周期元素的離子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結構，則：a－2＝b－1＝c＋3＝d＋1，且A、B在周期表中C、D的下一周期。
(2)原子序數從大到小的順序是什么？
提示　a＞b＞d＞c。
(3)離子半徑由大到小的順序是什么？
提示　C3－＞D－＞B＋＞A2＋。
(二) 電離能
氣態基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。
M(g)＝M＋(g)＋e－ I1（第一電離能）
M＋(g)＝M2＋(g)＋e－ I2（第二電離能）
電離能可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。
第一電離能數值越小，原子越容易失去一個電子；
第一電離能數值越大，原子越難失去一個電子。
規律總結
同主族：從上到下，元素的第一電離能整體趨勢_____。
減小
同周期：從左到右，元素的第一電離能整體趨勢_____。
增大
ⅠA族元素第一電離能最低，
零族元素第一電離能最高。
規律總結
為什么B、Al、O、S等元素的電離能比它們左邊的元素的電離能要低，
而使Li~Ne和Na~Ar的電離能曲線呈現鋸齒狀變化？(電子排布式？)
N:1s22s22p3
O:1s22s22p4
P:[Ne]3s23p3
S: [Ne] 3s23p4
N和P半充滿狀態，比較穩定，難失去電子，第一電離能較高。
Be:1s22s2
B:1s22s22p1
Mg:1s22s22p63s2
Al:1s22s22p63s23p1
B和Al失去的電子是np能級的，該能級的能量比左邊的ns能級的能量高，則不穩定，容易失去電子，第一電離能較低。
③每周期：第一種元素（氫和堿金屬）的第一電離能最小。
④每周期：最后一種元素（稀有氣體）的第一電離能最大。
①同主族：從上到下元素的第一電離能整體趨勢變小。
②同周期：從左到右元素的第一電離能整體趨勢變大。
ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA
反常：
電離能的遞變規律
（1）堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯系？
思考與討論：
堿金屬電離能越小，堿金屬的金屬性越強，金屬單質越活潑。
堿金屬在反應中失去一個電子變成+1價的陽離子，故依據其第一電離能可以判斷出金屬性強弱。
思考與討論：下表的數據從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能
（2）能否依據這三種金屬的的第一電離能大小判斷它們的金屬性強弱？
不能，因為第一電離能Mg > Al > Na，而金屬性Na > Mg > Al。
它們之間無對應關系。
三者的單質在體現金屬性失去電子時，失去的電子數量不同，電子所處的能級也不同，故無法直接比較。
思考與討論：下表的數據從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能
為什么原子的逐級電離能越來越大？
這些數據跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯系？
隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數越來越多，再要失去一個電子需克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多，導致原子的逐級電離能越來越大。
這些數據跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯系？
4066
713
6282
1239
928
8830
逐級電離能發生“突躍”時，較小的一級所對應的失去的總電子數即為其化合價。
1.在下面的電子排布式中，第一電離能最小的原子可能是
A. 3s23p3　　　B. 3s23p5　　　C. 3s23p4　　　D. 3s23p6
C
2.下列說法正確的是
A.第三周期元素中氯的第一電離能最大
B.氮的第一電離能比氧小
C.在所有的元素中氦的第一電離能最大
D.鈉的第一電離能比鈹大
C
3.下表中：X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。
元素 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
根據表中所列數據的判斷錯誤的是
A.元素X是第ⅠA族的元素
B.元素Y的常見化合價是＋3
C.元素X與O形成化合物時，化學式可能是X2O2
D.若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應
D

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