第3节 原子结构与元素性质 第1课时 电离能及其变化规律
课程学习目标
1.了解元素电离能的含义,了解元素电离能和原子核外电子排布的关系。 2.了解同一周期、同一主族中元素电离能的变化规律。 3.能应用电离能说明元素的某些性质。
知识记忆与理解
知识体系梳理
电离能及其变化规律 (一)电离能的定义
1.电离能:气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫作电离能,常用符号I表示,单位为 。
2.第一电离能:处于基态气态原子失去 电子形成+1价 所需的最低能量称为第一电离能,常用符号 表示。+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子所需要能量称为 ,常用符号 表示。依次还有第三、第四电离能等。通常,原子的第二电离能 第一电离能,第三电离能 第二电离能。
3.第一电离能的作用:可衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。I1越小,原子越 ;I1越大,原子越 。 (二)I1的周期性变化
1.同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现 的趋势,碱金属的第一电离能最 ,稀有气体的第一电离能最 。
2.同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐 。
3.周期表的右上角元素的第一电离能数值 ,左下角元素的第一电离能的数值 。
1
4.钠原子的第一电离能较低,而第 电离能突跃式变高,这说明钠原子很容易失去一个电子成为+1价阳离子,形成具有稀有气体元素原子的稳定状态后,核对外层电子的有效吸引作用变得更强。镁元素第 电离能突跃式变高。 基础学习交流
1.同周期元素第一电离能是否逐渐增大?
2.已知某元素的第一至第八电离能(单位kJ·mol):
-1
I1=577,I2=1820,I3=2740,I4=11600,I5=14800,I6=18400,I7=23400,I8=27500
(1)为什么I1至I8是增加的?
(2)试推测该元素的原子最外层有几个电子。
3.参考教材中钠和镁的电离能数据分析:为什么Na易形成Na,而不易形成Na?Mg易形成Mg,而不易形成Mg? 预习检测
1.下列原子第一电离能最大的是( )。 A.O B.Ne C.F D.N 2.下列有关电离能的说法中,正确的是( )。 A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量 C.同一周期中,主族元素原子第一电离能从左到右越来越大 D.可通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能的化合价
3.第ⅠA族元素从上到下,原子半径依次 、金属性依次 、非金属性依次 、元素第一电离能依次 ;第3周期的主族元素中,第一电离能最大的元素是 (填元素符号,下同),第一电离能:P (填“>”或“<”)S,原因是 。
思维探究与创新
重点难点探究
探究:元素的电离能及其变化规律 互动探究
下表是一些元素的电离能(kJ·mo错误！未找到引用源。):
2+
3+
+
2+
2
电离能 锂 X Y I1 519 502 580 I2 7296 4570 1820 1179I3 9 6920 2750 1160I4
9550 0 (1)通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量: 。 (2)X、Y元素具有的价电子数分别为 、 。 探究拓展
1.铍原子电子排布式如何表示?铍原子各级电离能之间的变化规律与电子排布有何关系? 2.其他主族元素原子各级电离能之间的变化规律与电子排布有何关系?
技能应用与拓展
当堂检测
1.下列原子第一电离能最小的是( )。 A.He B.Ne C.Ar D.Kr 2.下列叙述中正确的是( )。
A.同周期元素中,ⅦA族元素的原子半径最大 B.ⅥA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子 C.同周期元素,0族元素第一电离能最小 D.同一周期中,碱金属元素的第一电离能最小 3.已知元素A、B、C处于前四周期。
①元素A的-1价离子和元素B的-2价离子的电子层结构都为1s2s2p3s3p; ②元素B、C处于同一主族,C原子半径大于B。 (1)写出元素符号:A 、B 、C 。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是 。 4.下表列出了某短周期元素R的某些电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol)。
-1
2
2
6
2
6
3
I1 I2 I3 I4 …… 10 …… R 740 1 500 7 700 500
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )。 A.R的最高正价为+3价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C.R元素的原子最外层共有4个电子 D.R元素基态原子的电子排布式为1s2
2s2
总结评价与反思
思维导图构建
学习体验分享
4
参考答案
知识记忆与理解 知识体系梳理 (一) 1. kJ·mol
-1
2.一个 气态阳离子 I1 第二电离能 I2 高 高 3. 容易失去一个电子 难失去一个电子 (二) 1. 增大 小 大 2.减小 3. 大 小 4. 二 三 基础学习交流
1.【答案】不完全是,其中ⅡA族和ⅤA族例外。
2.【答案】(1)第一电离能是气态原子失去最外层上的1个电子所吸收的能量,最外层电子能量高,不稳定,易失去。当失去的电子离核越近就越难失去,所以需要吸收的能量越来越高。 (2)I3之间I4发生突变,可推知该元素原子最外层有3个电子。
3.【答案】Na的第二电离能很大,远远大于第一电离能,所以Na易失去1个电子,而Na很难再失去1个电子;同理Mg的第三电离能远远大于第二电离能,所以Mg很难再失去电子。 预习检测
1.【解析】同周期元素中,稀有气体元素的第一电离能最大。 【答案】B
2.【解析】第一电离能越大的原子越难失去电子,A项错误;第一电离能是元素的气态原子失去一个电子形成气态阳离子时需要的能量,B项错误;同一周期从左到右,元素第一电离能有增大的趋势,但第 Ⅱ A族和第ⅤA族元素出现反常,C项错误。 【答案】D
3.【答案】增大;增大;减弱;减小;Cl;>;P原子的价电子排布式为3s3p,p轨道处于半充满状态,能量低,所以第一电离能较大 思维探究与创新 重点难点探究 互动探究
5
2
32+
+
【解析】(1)锂失去核外第一个电子后为稳定结构,不易再失去电子。
(2)X第一电离能与第二电离能相差较大,可知X最外层有1个电子;Y第一、第二、第三电离能相差不大,与第四电离能相差较大,Y最外层有3个电子。 【答案】(1)锂失去核外第一个电子后为稳定结构,不易再失去电子 (2)1;3 探究拓展
1.【答案】1s2s;铍原子最外层有2个电子,容易失去,因此I1、I2较小且相差不大,铍原子失去最外层2个电子后形成稳定结构,不容易再失去电子,因此I3比I2大得多。
2.【答案】如果某原子最外层有n个电子,则前n个电离能较小且相差不大,但In+1?In,即:I1 3.【解析】(1)A、B的电子层结构均为1s2s2p3s3p,A、B的电子层结构分别为1s2s2p3s3p、1s2s2p3s3p,A为Cl、B为S;B、C处于同一主族,C原子半径大于B,又由于B、C处于前四周期,故C为Se。 (2)同周期元素的第一电离能以左往右总体逐渐增大,Cl>S,同主族元素原子半径越大越容易失去电子,第一电离能越小,S>Se。 【答案】(1)Cl;S;Se (2)Cl>S>Se 4.【解析】从电离能的数据可知,该元素的电离能在I2和I3之间发生突变,所以R的最高正价为+2价,B项正确。 【答案】B 2 2 6 2 5 2 2 6 2 4 -2-2 2 6 2 6 2 2 6