資源簡介

(共75張PPT)
第一章　
原子結構與性質
第二節　
原子結構與元素的性質
第2課時　
元素周期律
[明確學習目標]
1．能說出元素電離能、電負性的含義。
2．能應用元素的電離能解釋元素的某些性質。
3．了解原子半徑、第一電離能、電負性的周期性變化。
4．具有運用“位置、結構、性質”三者關系解決實際問題的能力。
[核心素養對接]
1．宏觀辨識與微觀探析：通過原子半徑、電離能、電負性的變化規律，建立“位—構—性”的本質關聯。
2．變化觀念與平衡思想：把相對抽象的元素金屬性、非金屬性具體化為電離能與電負性等可量化的元素性質，豐富了元素周期表在過渡元素等領域的應用價值。
課前篇
·
自主學習固基礎
一、原子半徑
[知識梳理]
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________。
(2)核電荷數：核電荷數越大，核對電子的吸引作用就________，使原子半徑 ________。
增大　
越大　
減小
2．原子半徑的遞變規律
(1)同周期：從左至右，核電荷數越大，原子半徑________；
(2) 同主族：從上到下，能層數越大，原子半徑________。
越小　
越大
二、電離能
1．電離能的概念
(1)第一電離能：_________________原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的__________叫做第一電離能，通常用I1表示。
氣態電中性基態　
最低能量
(2)各級電離能：＋1價氣態基態正離子失去一個電子，形成＋2價氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第二電離能，用I2表示；＋2價氣態基態正離子再失去一個電子，形成＋3價氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第三電離能，用I3表示；依次類推。
2．第一電離能的變化規律
(1)同周期元素隨著原子序數的遞增，元素的第一電離能呈現________的趨勢。其中________與________、________與________之間元素的第一電離能出現反常。
(2) 同族元素從上到下第一電離能________。
增大　
第ⅡA族 　
第ⅢA族　
第ⅤA族　
第ⅥA族
減小
三、電負性
1．電負性的概念
(1)鍵合電子：原子中用于形成________的電子。
(2)電負性：用來描述不同元素的原子對_________吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力________。
化學鍵
鍵合電子　
越大　
2．電負性衡量標準
電負性是由美國化學家鮑林提出的，他以________的電負性為4.0和________的電負性為1.0作為相對標準，得出了各元素的電負性。
3．電負性遞變規律
(1)同一周期，從左到右，元素的電負性逐漸________。
(2)同一主族，從上到下；元素的電負性逐漸________。
氟
鋰　
增大　
減小
4．對角線規則
在元素周期表中，某些主族元素與________的主族元素的電負性接近，性質相似，被稱為“對角線規則”。如：
右下方
[自我排查]
一、微判斷
(1)能層數越多，原子半徑越大(　　)
(2)同周期主族元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，簡單離子半徑也逐漸減小(　　)
(3)在所有元素中，氟的第一電離能最大(　　)



(4)鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大(　　)
(5)電負性是人為規定的一個相對數值，不是絕對標準
(　　)
(6)元素的電負性越大，則元素的非金屬性越強(　　)



課堂篇
·
重點難點要突破
研習1 原子半徑
主族元素原子半徑的周期性變化如圖所示：
[探究活動]
[問題探討]
1．決定原子半徑大小的因素有哪些？
提示：原子半徑大小取決于兩個相反的因素：一是電子的能層數，另一個是核電荷數，這兩個因素綜合的結果使原子半徑呈現周期性的遞變。
2．同一周期的主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？
提示：同一周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，其原因是同周期元素的能層數相同，核電荷數越大，原子核對核外電子的引力就越大，導致原子半徑減小。
3．同一主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢如何？如何解釋這種趨勢？
提示：同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，其原因是電子的能層數增加，電子間的排斥力增大，導致原子半徑增大。
[重點講解]
原子半徑
(1) 影響原子半徑大小的因素
原子半徑的大小取決于兩個因素：電子的能層數和核電荷數。在這兩個因素共同作用下，原子半徑出現周期性的變化。電子的能層越數多，電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大；而核電荷數越大，原子核對電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小。
(2) 主族元素原子半徑大小的變化規律
①同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小。同周期元素的能層數不變，隨著核電荷數的增大，原子核對電子的吸引作用增大，將使原子半徑逐漸減小。
②同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。同主族從上到下，電子的能層數逐漸增多，雖然核電荷數也增大，但是電子能層數成為影響原子半徑的主要因素，原子半徑逐漸增大。
[典例1]　下列關于微粒半徑的說法正確的是(　　)
A．能層數少的原子半徑一定小于能層數多的原子半徑
B．核外電子層結構相同的單核粒子，半徑相同
C．質子數相同的不同單核粒子，電子數越多，半徑越大
D．原子序數越大，原子半徑越大
C
解析：由于同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，故第ⅦA族元素的原子半徑不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半徑大，如r(Li)＞r(Cl)，A、D錯誤；核外電子層結構相同的單核離子和原子，半徑是不同的，B錯誤；質子數相同的不同單核粒子，陰離子半徑＞原子半徑＞陽離子半徑，C正確。
[舉一反三]
1．下列有關微粒半徑的大小比較錯誤的是(　　)
A．K＞Na＞Li
B．Na＋＞Mg2＋＞Al3＋
C．Mg2＋＞Na＋＞F－
D．Cl－＞F－＞F
C
解析：同主族元素的原子，從上到下原子半徑逐漸增大，A項正確。核外電子排布相同的離子，核電荷數越大，半徑越小，B項正確。半徑大小應為Mg2＋＜Na＋＜F－，C項錯誤。Cl－比F－多一個能層，故半徑：Cl－＞F－；F－比F多一個電子，故半徑：F－＞F，D項正確。
2．具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是(　　)
A．1s22s22p63s23p5
B．1s22s22p3
C．1s22s22p2
D．1s22s22p63s23p4
D
解析：由核外電子排布式可知A為氯原子，B為氮原子，C為碳原子，D為硫原子。根據同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，同主族元素由上到下原子半徑逐漸增大，當最外層電子數目相差不大時，一般能層越多，原子半徑越大，故原子半徑最大的是硫原子。
研習2 電離能
[探究活動]
如圖是元素的第一電離能與原子序數的關系
[問題探討]
1．第二周期元素包括哪些？第二周期元素中哪種元素的第一電離能最小？哪種元素的第一電離能最大？該周期元素的第一電離能有何變化規律？
提示：第二周期元素包括Li、Be、B、C、N、O、F、Ne；第二周期元素中第一電離能最小的是堿金屬元素Li，第一電離能最大的是稀有氣體元素Ne；該周期元素的第一電離能隨著原子序數的遞增而呈現逐漸增大的趨勢。
2．從原子結構的角度解釋為什么同一周期隨著原子序數的遞增，第一電離能會呈遞增的趨勢。從電子排布的角度分析為什么B的第一電離能小于Be，O的第一電離能小于N。
提示：同周期元素的能層數相同，從左到右，核電荷數遞增，原子半徑逐漸變小(稀有氣體除外)，原子核對電子的引力逐漸增大，越難失去電子，故第一電離能呈遞增的趨勢。Be的價層電子排布式為2s2，Be的2s能級處于全充滿的穩定狀態，較難失去1個電子，B的價層電子排布式為
2s22p1，失去一個電子后成為2s2全充滿的穩定狀態，故B較易失去2p能級上的1個電子，第一電離能B＜Be；N的價層電子排布式為2s22p3，N原子2p能級處于半充滿的穩定狀態，較難失去1個電子，而O的價層電子排布式為2s22p4，失去一個電子成為2p3半充滿的穩定狀態，故較易失去一個電子，因此第一電離能N＞O。
3．圖中堿金屬元素有哪些？它們的第一電離能有何變化規律？試從原子結構的角度解釋為什么堿金屬元素的第一電離能的變化。
提示：圖中的堿金屬元素包括Li、Na、K、Rb、Cs；它們的第一電離能從Li→Cs逐漸減小；堿金屬元素原子的價層電子排布式為ns1，最外層只有一個電子，容易失去一個電子，隨著原子序數的增大，原子半徑逐漸增大，核對最外層電子的吸引作用減弱，較易失去電子，故堿金屬元素的第一電離能數值逐漸減小。
[重點講解]
1．電離能的概念
(1)第一電離能：氣態電中性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，通常用I1表示。
(2)各級電離能：＋1價氣態基態正離子失去一個電子，形成＋2價氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第二電離能，用I2表示；＋2價氣態基態正離子再失去一個電子，形成＋3價氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第三離能，用I3表示；依次類推。
2．第一電離能的變化規律及影響因素
(1)變化規律
①同周期元素隨著原子序數的遞增，元素的第一電離能呈現增大的趨勢。
②同族元素從上到下第一電離能逐漸變小。
(2) 影響因素
①同周期：一般來說，同周期的元素具有相同的能層數，從左到右核電荷數逐漸增大，原子半徑逐漸減小，原子核對外層電子的引力增大，因此，越靠右的元素，越不易失去電子，第一電離能也就逐漸增大。
②同族：同族元素能層數不同，最外層電子數相同，原子半徑增大起主要作用，半徑越大，原子核對外層電子的吸引力減小，越易失去電子，第一電離能也就逐漸減小。
③電子排布：各周期中稀有氣體元素的第一電離能最大，原因是稀有氣體元素的原子具有相對穩定的最外層8電子(He為2電子)構型。某些元素具有全充滿和半充滿的電子構型，穩定性也較高，如Be(2s2)、N(2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相鄰元素的第一電離能大。
總之，第一電離能的周期性遞變是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結果。
[典例2] 下列關于元素第一電離能的說法不正確的是(　　)
A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強于鈉
B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能依次增大
C．最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大
D．對于同一元素而言，原子的電離能：I1＜I2＜I3＜……
B
解析：鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，說明鉀原子失電子能力比鈉原子強，所以鉀的活潑性強于鈉，A正確；同周期元素原子半徑隨著原子序數的增大而減小，第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族元素第一電離能大于同周期第ⅢA族元素，第ⅤA族元素第一電離能大于同周期第ⅥA族元素，B錯誤；最外層電子排布為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子達到穩定結構，再失去電子較難，所以第一電離能較大，C正確；對于同一元素來說，原子的電離能逐級增大，D正確。
1．下列有關電離能的敘述錯誤的是(　　)
A．應用電離能數據可以判斷元素的金屬性、非金屬性
B．應用電離能數據可以預測某些元素的化合價
C．基態氣態H原子的第一電離能數據只有1個，氫元素的化合價只有＋1
D．基態氣態Al原子的第三電離能所對應的核外電子排布式是[Ne]3s1
[舉一反三]
C
解析：基態氣態Al原子的核外電子排布式是[Ne]3s23p1，則基態氣態Al原子的第三電離能所對應的核外電子排布式是[Ne]3s1。H原子的電子排布式是1s1，基態氣態H原子的第一電離能數據只有1個，但氫元素的化合價有＋1和－1兩種。
2．氣態電中性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。已知元素X、Y的第一電離能X＞Y，則下列說法正確的是(　　)
A．若X與Y在元素周期表中位于同一周期，則原子序數一定是X＞Y
B．如果X與Y在元素周期表中位于同一主族，則原子序數一定是X＜Y
C．氟是非金屬性最強的元素，X、Y都不可能是氟元素
D．X、Y都不可能是稀有氣體元素
B
解析：若X與Y在周期表中同周期，則原子序數不一定是X＞Y，如I1(10Ne)＞I1(9F)，I1(7N)＞I1(8O)。
研習3 電負性
[探究活動]
下表給出的是原子序數小于20的十六種元素的電負性的數值。
元素符號 H Li Be B C N O F
電負性 2.1 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
元素符號 Na Mg Al Si P S Cl K
電負性 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 0.8
[問題探討]
1．分析表格中的數據，元素電負性的數據大小與元素金屬性、非金屬性強弱有何關系？推測周期表中電負性最大的應是哪種元素？
提示：元素電負性數值越大，元素的非金屬性越強，元素電負性數值越小，元素的金屬性越強；周期表中電負性最大的元素是F。
2．依據表格中堿金屬元素電負性的數據分析，同主族元素電負性的變化規律是什么？
提示：表格中堿金屬元素從Li→K，電負性從1.0→0.9
→0.8逐漸減小，故同主族從上到下，元素電負性逐漸減小。
3．依據表格中第三周期主族元素電負性的數據分析，同周期主族元素電負性的變化規律是什么？
提示：表格中第三周期的主族元素從Na→Cl，電負性從0.9→3.0逐漸增大，故同周期的主族元素從左到右，電負性逐漸增大。
[重點講解]
1．電負性有關概念與意義
(1) 鍵合電子與電負性：元素相互化合時，原子中用于形成化學鍵的電子稱為鍵合電子。電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。
(2)電負性的意義：電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。
(3)電負性大小的標準：以氟的電負性為4.0和鋰的電負性為1.0作為相對標準，得出各元素的電負性。
2．電負性的變化規律
隨原子序數的遞增，元素的電負性呈周期性變化。
電負性的周期性變化
(1)一般來說，除稀有氣體元素外，同周期元素從左到右，元素的電負性逐漸增大，非金屬性逐漸增強，金屬性逐漸減弱。
(2)同主族元素從上到下，元素的電負性逐漸減小，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。
(3)主族元素中，電負性最大的元素為位于元素周期表右上角的氟。
3．電負性的應用
(1) 判斷元素的金屬性或非金屬性強弱
①金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。
②金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。
(2) 判斷化學鍵的類型
①如果兩種成鍵元素的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。
②如果兩種成鍵元素的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。
[典例3]　已知X元素和Y元素同周期，且電負性：X＞Y，下列說法錯誤的是(　　)
A．X與Y形成化合物時，X顯負價，Y顯正價
B．第一電離能：Y可能小于X
C．最高價含氧酸的酸性：X＜Y
D．氣態氫化物的穩定性：Y＜X
C
解析：X、Y元素同周期，且電負性：X＞Y，則非金屬性：X＞Y。電負性大的元素在化合物中顯負價，所以X和Y形成化合物時，X顯負價，Y顯正價，故A正確；一般非金屬性強的元素，其第一電離能大，但第ⅡA族元素和第ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素，則Y的第一電離能可能小于X，故B正確；非金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，非金屬性：X＞Y，則最高價含氧酸的酸性：X＞Y，故C錯誤；非金屬性越強，其氣態氫化物越穩定，則氣態氫化物的穩定性：Y＜X，故D正確。
1．下列有關電負性的說法中，正確的是(　　)
A．主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大
B．在元素周期表中，元素電負性從左到右越來越小
C．金屬元素的電負性一定小于非金屬元素的電負性
D．在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價
[舉一反三]
D
解析：A錯，主族元素原子的第一電離能、電負性變化趨勢基本相同，但電離能變化有起伏，如電負性：O＞N，但第一電離能：O＜N。B錯，對于主族元素，同周期從左到右元素電負性遞增。C錯，通常情況下，電負性小于1.8的元素，大部分是金屬元素，電負性大于1.8的元素，大部分是非金屬元素，但部分過渡元素的電負性大于某些非金屬元素的電負性。
2．下列各元素，最易形成離子化合物的是(　　)
①第三周期第一電離能最小的元素　②價層電子排布式為2s22p6的元素　③2p能級半充滿的元素　④電負性最大的元素
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
D
解析：第三周期第一電離能最小的元素是鈉，易失去電子；價層電子排布式為2s22p6的元素是氖，化學性質不活潑；2p能級半充滿的元素是氮，是非金屬元素；電負性最大的元素是氟，非金屬性最強，故最易形成離子化合物的是鈉和氟。
演習篇
·
學業測試速達標
1．同周期有下列電子排布式的原子中，第一電離能最小的是(　　)
A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6
B
解析：同周期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，第ⅤA族np能級為半充滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能的大小順序為D＞C＞A＞B。
2．潛艇上的核反應堆內使用了液體鋁鈉合金作載熱介質，下列關于Al、Na原子結構的分析中正確的是(　　)
A．原子半徑：Al＞Na　　
B．第一電離能：Al＞Na
C．電負性：Na＞Al　　　
D．基態原子未成對電子數：Na＞Al
B
解析：同周期自左向右原子半徑逐漸減小，A錯誤；同周期自左向右第一電離能呈增大趨勢，B正確，同周期自左向右電負性逐漸增大，C錯誤；Na和Al的基態原子未成對電子數都為1，D錯誤。
3．如圖表示前20號元素的原子序數和氣態原子失去核外第一個電子所需的能量的變化關系，其中A、B、C各點表示的元素是(　　)
A．N、S、P
B．F、Cl、O
C．He、Ne、Ar
D．Si、C、B
C
解析：稀有氣體的原子結構為穩定結構，失去一個電子所需能量是同周期元素中最高的，故A、B、C分別代表He、Ne、Ar。
4．(雙選)下列關于第一電離能和電負性的說法不正確的是
(　　)
A．第一電離能的大小：Mg＜Al
B．鍺的第一電離能高于碳而電負性低于碳
C．Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是碳
D．元素的第一電離能：Al＜Si
AB
解析：鎂的3p軌道是全空，能量較低，比較穩定，所以鎂元素的第一電離能高于鋁元素的第一電離能，故A錯誤；同主族元素，其第一電離能、電負性隨著原子序數的增大而減小，所以鍺的第一電離能、電負性都低于碳，故B錯誤；Ni的價層電子排布式為3d84s2，3d能級上有2個未成對電子，第二周期中未對電子數為2的元素有C、O，其中C的電負性小，故C正確；同周期，從左向右元素第一電離能整體呈增大趨勢，其中第ⅡA族、第ⅤA族由于處于全充滿和半充滿的穩定結構，所以第一電離能：Al＜Si，故D正確。
5．填寫下列空白：
(1)H、B、N中，原子半徑最大的是________。根據對角線規則，B的一些化學性質與元素________的相似。
(2)比較離子半徑：F－________(填“大于”“等于”或“小于”)O2－。
(3)NH4H2PO4中，電負性最高的元素是________。
B
Si　
小于
O　
(4)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成，第一電離能I1(Zn)________(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是_____________________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
大于　
Zn的價層電子排布式為3d104s2，為全滿穩定結構，較難失去電子，銅的價層電子排布式為3d104s1，較易失去一個電子，因此Zn的第一電離能大于銅的第一電離能
解析：(1)根據同一周期從左到右主族元素的原子半徑依次減小，可知H、B、N中原子半徑最大的是B。元素周期表中B與Si(硅)處于對角線，二者化學性質相似。
(2)F－與O2－電子層結構相同，核電荷數越大，原子核對核外電子的引力越大，離子半徑越小，故離子半徑F－＜O2－。
(3)NH4H2PO4含四種元素：N、H、P、O，其中氧元素的非金屬性最強，電負性最大。
(4) Zn的價層電子排布式為3d104s2，為全滿穩定結構，較難失去電子，銅的價層電子排布式為3d104s1，較易失去一個電子，因此Zn的第一電離能大于銅的第一電離能。
本課結束
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