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第一章
第2節 原子結構與元素的性質
物質的結構
和性質
第2課時 原子結構與元素周期律
知識回顧
元素周期律：
元素性質隨著原子序數的遞增呈周期性變化的規律
①元素主要化合價
知識回顧
元素周期律：
元素性質隨著原子序數的遞增呈周期性變化的規律
②原子半徑
知識回顧
元素周期律：
元素性質隨著原子序數的遞增呈周期性變化的規律
③元素金屬性、非金屬性的周期性變化
知識回顧
元素周期律內涵豐富多樣，除了以上幾點，還有……
位置
性質
結構
戰
一
原子半徑
原子半徑大小取決于哪些因素？
【思考】
同周期主族元素：從左→右，
原子半徑逐漸 。
同主族元素：從上→下，
原子半徑逐漸 。
增大
減小
戰
一
原子半徑
電子
能層數
核電荷數
電子之間的斥力也就越大
核對電子的引力也就越大
原子半徑____
原子半徑____
能層數越多
能層數相同
核電荷數越大
導致
導致
越大
越小
這兩個因素綜合的結果使原子半徑呈周期性的遞變
1、原子半徑影響因素
【思考】
如何根據規律比較粒子半徑大小呢？
1）同周期
同主族元素從上到下，電子能層數的增加使電子間的排斥增強而引起原子半徑增大。
同周期主族元素的能層數相同，從左到右，核電荷數的增加使原子核對電子的吸引增強而引起原子半徑減小
2）同主族
2、原子半徑遞變規律
戰
一
原子半徑
微粒半徑大小比較方法
一看電子層數　　　
二看核電荷數
三看電子數
一般規律:
(1) 電子層數越多：原子半徑越大。
(2) 電子層數相同時：核電核數越大，原子半徑越小。
(3) 電子層數、核電荷數都相同時：電子數越多，原子半徑越大。
“價高徑小”
“ 三看”
戰
一
原子半徑
1、 四種元素的基態原子的電子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4　 ②1s22s22p63s23p3　
③1s22s22p3 ④1s22s22p5,
則四種原子的半徑按由大到小的順序排列正確的是(　　)。
A.①>②>③>④ B.②>①>③>④
C.②>①>④>③ D.①>②>④>③
B
戰
二
電離能
第一電離能
氣態基態電中性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。
從氣態基態一價正離子失去一個電子轉化為氣態基態二價正離子所需要的最低能量。
第二電離能
第n電離能（In）
……
用符號 I1 表示，單位：kJ /mol 。
M＋(g)-e－ ＝M2＋(g) I2（第二電離能）
…… ……
表示方法：
M(g)-e－＝M＋(g) I1（第一電離能）
能量最低的保證條件
思考
討論
根據下圖分析，原子的第一電離能隨核電荷數遞增有什么規律？
二
電離能
ⅠA族元素I1最低，
零族元素I1最高。
規律1：同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢
反常ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA
第二周期I1大小：Li< B < Be < C< O < N < F 第三周期 I1大小：Na 思考
討論
根據下圖分析，原子的第一電離能隨核電荷數遞增有什么規律？
二
電離能
規律2：同主族元素，從上到下，第一電離能逐漸減小
結論：電離能呈現周期性的遞變。
思考
討論
如何從原子結構角度解釋這樣的規律？
同周期元素，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的吸引力逐漸增大，失去電子逐漸減弱，第一電離能逐漸增大。
同主族元素，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減小，失電子逐漸增強，第一電離能逐漸減小。
二
電離能
思考
討論
為何ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA？
從洪特規則特例方面（主要因素）:
Be、Mg的2s、3s能級有2個電子，為全充滿的穩定結構,所以第一電離能是Be比B大,Mg比Al大。
二
電離能
通常情況下，當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)、全滿(p6、d10、f14)結構時，原子的能量較低，原子更穩定，越難失去一個電子，該元素具有特大的第一電離能。
Be:1s22s2
B:1s22s22p1
Mg:1s22s22p63s2
Al:1s22s22p63s23p1
N、P的2p、3p能級分別有3個電子,為半充滿的穩定結構,所以第一電離能是N比O大,P比S大。
N:1s22s22p3
O:1s22s22p4
P:[Ne] 3S23P3
S:[Ne] 3S23P4
電離能的應用
①
第一電離能越小，氣態時該原子失去電子越 ，即 ___性越強；
第一電離能越大，氣態時該原子失去電子 ,即______性越弱。
容易
金屬
金屬
越難
第一電離能可以衡量元素的氣態原子失去一個電子的難易程度。
下表的數據從上到下是鈉、鎂、鋁逐級失去電子的電離能。
（1）你能從表中發現什么規律？為什么會有這種現象？
規律：一個原子的逐級電離能逐漸增大：I1 ＜ I2 ＜ I3 ……，且存在突變現象
二
電離能
思考
討論
逐級電離能:氣態基態一價正離子再失去一個電子成為氣態基態二價正離子所需的最低能量叫作第二電離能。依次還有I3、I4.
元素 Na Mg Al
各級 電離能 (kJ·mol-1) 496 738 578
4562 1451 1817
6912 7733 2745
9543 10 540 11 575
13 353 13 630 14 830
16 610 17 995 18 376
20 114 21 703 23 293
4066
713
6282
1239
928
8830
思考
討論
原子的逐級電離能為什么越來越大，且存在突變現象？
原子失去電子時，首先失去的是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能量較低的電子，所需的能量增強；隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數越來越大，再要失去一個電子需克服的引力也越來越大，消耗的能量也越來越多，所以原子的逐級電離能越來越大。
隨著電子的逐個失去，陽離子核外電子逐漸達到稀有氣體的穩定結構，再要失去電子需克服的引力消耗能量更大（突躍變化）
二
電離能
02
這些數據跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯系？
化合價數＝電離能突變前電離能組數
二
電離能
電離能的應用
② 判斷元素的化合價
Na 1s2 2s22p6 3s1
Mg 1s2 2s22p6 3s2
Al 1s2 2s22p6 3s23p1
Al3+ 1s2 2s22p6
Na+ 1s2 2s22p6
Mg2+ 1s2 2s22p6
元素 Na Mg Al
各級 電離能 (kJ·mol-1) 496 738 578
4562 1451 1817
6912 7733 2745
9543 10 540 11 575
13 353 13 630 14 830
16 610 17 995 18 376
20 114 21 703 23 293
4066
713
6282
1239
928
8830
電離能的應用
①判斷元素金屬性的強弱
規律：若某元素的In 到In+1發生突變，則該元素的常見化合價為+n價。
②判斷元素的化合價（I1、I2……表示各級電離能）
一般地，I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。
二
電離能
1.下列各組粒子半徑大小的比較錯誤的是(　　)
A.K>Na>Li B.Na+>Mg2+>Al3+
C.Mg2+>Na+>F- D.Cl->F->F
C
課堂練習
2.具有下列價電子構型的原子中,第一電離能最小的是(　　)
A.2s22p4 B.3s23p4
C.4s24p4 D.5s25p4
D
3.某主族元素的第一、二、三、四電離能依次為899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，則該元素在元素周期表中位于(　　)
A.第ⅠA族 B.第ⅡA族
C.第ⅢA族 D.第ⅣA族
B
課堂小結
元素周期律
原子半徑
電離能
同周期：從左到右，元素的第一電離能整體趨勢_____。
增大
ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA
同主族：從上到下，元素的第一電離能整體趨勢_____。
減小
元素的逐級電離能越來越大
同周期：從左→右，原子半徑逐漸 。
同主族：從上→下，原子半徑逐漸 。
增大
減小
影響因素
1)電子的能層數
2)核電荷數

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