資源簡介

(共30張PPT)
第二節 原子結構與元素的性質
第2課時 元素周期律
為什么門捷列夫預言的很多元素的性質與事實幾乎吻合？
元素周期律
元素性質(原子半徑、電離能、電負性等)隨核電荷數遞增發生周期性的遞變
1.認識元素的原子半徑、第一電離能、電負性等元素性質的周期性變化。
2.知道原子核外電子排布呈現周期性變化是元素性質周期性變化的原因。
3.能說明電負性大小與原子在化合物中吸引電子能力的關系，能利用電負性判斷元素的金屬性與非金屬性。
4.了解元素周期律(表)的應用價值。
1.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。（宏觀辨識與微觀探析）
2.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。（變化觀念與平衡思想）
問題1：什么是元素周期律？本質是什么？
概念：元素的性質隨著原子序數遞增發生周期性遞變的規律。
本質：元素原子核外電子排布的周期性變化。
元素周期表是元素周期律的表現。
問題2：元素的性質包含哪些？
元素化合價、金屬性和非金屬性、原子半徑、電離能、電負性
1.原子半徑的變化規律
主族元素原子半徑的周期性變化
逐漸減小
電子層數相同
核電荷數遞增
除Li外，r(第三周期主族元素)>r(第二周期主族元素)
r(Mg)>r(Li)>r(Al)。
核對電子引力增大
原子半徑
逐漸減小
逐漸增大
電子層數增多核電荷數遞增
電子層數增多為主
原子半徑
逐漸增大
一、原子半徑
核電荷數增大
2.原子半徑的遞變規律及影響因素
電子能層數增多
原子半徑的周期性的遞變
影響
同主族元素從上到下
同周期主族元素從左到右
原子半徑增大
原子半徑減小
結構
性質
3.粒子半徑的比較方法
電子的能層數
原子半徑_____
越大
能層數越多
特例：rLi>rAl
核電荷數
能層數相同
原子半徑____
越大
核電荷數越小
①
②
核外電子數
原子半徑____
越大
核外電子數越多
核電荷數和能層數都相同
③
【思考】我們知道Na、Mg、Al的金屬性依次減弱，氣態基態原子均失去1個電子，所需的最低能量跟金屬性的順序是否相同？
二、第一電離能
1.概念：
氣態基態原子
氣態基態正離子
失去一個電子
所需要的最低能量
2 8
+11
Na→Na+
1
I1
I2
... ...
從一價氣態基態正離子中再失去一個e-所需要能量稱第二電離能
衡量元素的原子失去一個電子的難易程度，
I1 越小越易失1個電子，I1 越大越難失1個電子。
2.意義：
？
原子的第一電離能隨核電荷數遞增有什么規律？（同周期、同主族）
觀察下圖，總結第一電離能的變化規律：
元素第一電離能的周期性
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（氫和堿金屬）第一電離能最小，
零族元素（稀有氣體）第一電離能最大。
同主族：從上到下，元素的第一電離能整體趨勢_____。
減小
(2) 同一周期從左到右，元素的第一電離能在總體呈現增大趨勢
(3) 同主族元素，自上而下第一電離能逐漸減小
每個周期的第一種元素(氫和堿金屬)的第一電離能最小，最后一種(稀有氣體)元素的第一電離能最大
元素原子越來越難失去電子
元素原子越來越易失去電子
第一電離能的周期性變化規律
歸納總結:
第一電離能:同周期，ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，存在異常
(4)過渡元素:變化不太規則，同周期過渡元素，從左到右略有增大趨勢
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
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
（2）逐級電離能與主族元素的價電子數及化合價的關系？
主族元素的逐級電離能在逐漸增大的過程中會發生一次突變，因為電子是分層排布的，相較于外層電子，內層電子很難失去。
當逐級電離能突然增大時，說明失去的電子所在的內層發生了變化。
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
通常元素的Ix發生突變，說明該元素原子易失去(x-1)個電子，顯+(x-1)價。
如Mg的第三電離能發生突變，說明Mg原子易失去2個電子，鎂元素通常顯+2價。
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
同種元素 I1 ＜ I2 ＜ I3 ＜ I4
當電離能突然變大時說明電子的能層發生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有很大的差距。
②能層(n)相同，I相差不大，能層（n）不同，I相差很大
①原子的逐級電離能越來越大。
【歸納總結】
三、電負性
元素相互化合，可理解為原子之間產生化學作用力，形象地叫做化學鍵，原子中用于形成化學鍵的電子稱為鍵合電子
電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。
1.鍵合電子
2.電負性
電負性是用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小
以氟的電負性為____和鋰的電負性為_____作為相對標準，得出各元素的電負性(稀有氣體未計)。
4.0
1.0
泡利利用實驗數據進行了理論計算
②同主族，從上到下，元素原子的電負性逐漸_______。
①同周期，從左到右，元素原子的電負性逐漸_______。
變大
變小
3.電負性的遞變規律
4.電負性的應用
1) 判斷元素的金屬性與非金屬性的強弱
電負性變大，
電負性變小
金屬性增強,
非金屬性減弱
非金屬性增強，金屬性減弱
2）判斷金屬性與非金屬性（一般）
電負性 ＞ 1.8 非金屬元素
電負性 ＜ 1.8 金屬元素
電負性 ≈ 1.8 類金屬元素
【特例】H 電負性2.1，非金屬
3) 判斷化學鍵的類型
Na
.
.
.
.
.
.
Cl
.
+
.
.
.
.
.
Cl
.
.
Na+
-
電負性 0.9
3.0
電負性的差值較大（＞1.7）：
電負性差 = 2.1
主要形成離子鍵
【特例】NaH
電負性相差不大
共價鍵
(相差<1.7)
但也有特例（如HF）
4）判斷共價化合物中元素的化合價的正負
電負性數值小的元素
吸引鍵合電子的能力弱
元素的化合價為正值
電負性數值大的元素
吸引鍵合電子的能力強
元素的化合價為負值
5）解釋元素的“對角線”規則
每組兩種元素的電負性接近，所以它們對鍵合電子的吸引力相當，因而表現出相似的性質。
注:①稀有氣體電離能為同周期中最大。
②第一電離能:ⅡA族>ⅢA族,ⅤA族>ⅥA族。
③比較電負性大小時,不考慮稀有氣體元素。
【小結】
元素性質的周期性變化
原子半徑
電離能
電負性
元素性質
元素周期律（表中位置）
內容：元素性質隨原子序數的遞增呈周期性變化
結構
內容
決定
反應
總結
反應
1.下列不能根據元素電負性判斷的性質是(　　)
A.判斷化合物的溶解度
B.判斷化合物中元素化合價的正負
C.判斷化學鍵類型
D.判斷一種元素是金屬元素還是非金屬元素
A
2.下列是幾種基態原子的電子排布式,電負性最大的原子是(　)
A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3
C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2
A
3.（2023重慶選擇考）“嫦娥石”是中國首次在月球上發現的新礦物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(釔，原子序數比Fe大13)組成，下列說法正確的是( )
A．Y位于元素周期表的第ⅢB族
B．基態Ca原子的核外電子填充在6個軌道中
C．5種元素中，第一電離能最小的是Fe
D．5種元素中，電負性最大的是P
A
4.（2023湖南選擇考）日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W為原子序數依次增大的前20號元素，W為金屬元素。基態X原子s軌道上的電子數和p軌道上的電子數相等，基態X、Y、Z原子的未成對電子數之比為2：1：3。下列說法正確的是( )
A．電負性：X>Y>Z>W
B．原子半徑：XC．Y和W的單質都能與水反應生成氣體
D．Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性
C
5. A、B、D、E、G、M六種元素位于元素周期表前四周期,原子序數依次增大。其中,元素A的一種核素無中子,B的單質既可以由分子組成也可以形成空間網狀結構,化合物DE2為紅棕色氣體,G是前四周期中電負性最小的元素,M的原子核外電子數比G多10。
請回答下列問題:
(1)基態G原子的電子排布式是　　　　　　　　　　　　　　　　,M在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　　　。
(2)元素B、D、E的第一電離能由大到小的順序為　　　　　　　(用元素符號表示,下同),電負性由大到小的順序為　　　　　　　　　　。
1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
第四周期第ⅠB族
N>O>C
O>N>C
6.（1）（2022·全國甲卷節選）圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是　　　　　(填標號),判斷的根據是 ______________________________________________________________________________________________。　　　　　;第三電離能的變化圖是　　　　　(填標號)。
（2）（2022·湖南選擇考節選）富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補鐵劑。富馬酸亞鐵中各元素的電負性由大到小的順序為_____________。
同一周期第一電離能的總體趨勢是升高的,但由于N元素的2p能級為半充滿狀態,因此N元素的第一電離能比O元素高
圖a
O>C>H>F
圖b

展開更多......

收起↑