高中化学 专题2 原子结构与元素的性质 第二单元 元素性质的递变规律课件 苏教版选修3.ppt

第二单元元素性质的递变规律 专题2原子结构与元素的性质 课程标准 1 认识周期表中各区 周期 族元素的原子核外电子排布的规律 2 理解元素性质随原子序数递增的周期性变化的本质是核外电子排布的周期性变化 3 了解元素电离能 电负性的概念和随原子序数递增的周期性变化的规律 4 了解电离能和电负性的简单应用 专题2原子结构与元素的性质 一 原子核外电子排布的周期性1 随着 的递增 元素原子的外围电子排布呈 的变化 每隔一定数目的元素 元素原子的外围电子排布重复出现从 到 的周期性变化 第1周期除外 原子序数 周期性 ns1 ns2np6 2 元素的分区根据元素原子的外围电子排布的特征 可将元素周期表分成五个区域 s区 p区 d区 ds区和f区 1 s区 主要包括 两族元素 外围电子排布为 容易失去最外层电子 形成阳离子 除氢元素外 这些元素都是活泼的金属元素 2 p区 包括从 共六族元素 它们原子的外围电子排布为 氦元素除外 a和 a ns1 2 a到 a族 0族 ns2np1 6 3 d区 包括 的元素 镧系和锕系元素除外 外围电子排布为 4 ds区 包括 元素 它们原子的 n 1 d轨道为充满电子的轨道 外围电子排布为 5 f区 包括 元素 b族 b族和第 族 n 1 d1 9ns1 2 b族和 b族 n 1 d10ns1 2 镧系和锕系 1 最外层电子排布为ns1或ns2的元素是否一定为金属元素 提示 不一定 h的最外层电子排布为1s1 he的最外层电子排布为1s2 二者都是非金属元素 二 元素第一电离能的周期性变化1 某元素的气态原子失去一个电子形成 1价气态阳离子所需的最低能量 叫做该元素的 符号用 2 第一电离能数值越小 表示在气态时该原子越 一个电子 3 对于同一周期元素而言 的第一电离能最小 的第一电离能最大 从左到右第一电离能呈现 的趋势 对于同一主族元素 随着电子层数的增加 第一电离能逐渐 第一电离能 i1 容易失去 碱金属 稀有气体元素 增大 减小 提示 应远大于其第一电离能的2倍 因为首先失去的电子是能量最高的电子 故第一电离能最小 再失去的电子是能级较低的电子 且失去电子后离子所带正电荷对电子吸引力更强 从而使电离能越来越大 三 元素电负性的周期性变化1 电负性 用来衡量元素在化合物中 电子的能力 2 同一周期 主族元素的电负性从左到右逐渐 表明其吸引电子的能力逐渐 金属性逐渐 非金属性逐渐 同一主族 元素的电负性从上到下呈现减小的趋势 表明其吸引电子的能力逐渐 金属性逐渐 非金属性逐渐 吸引 增大 增强 减弱 增强 减弱 增强 减弱 1 下列关于元素周期表五个区的说法 不正确的是 a s区的元素都是活泼的金属元素b d区 ds区的元素都是金属元素c p区的元素既有非金属元素 又有金属元素d f区的元素是镧系和锕系元素解析 s区的元素 除h外 都是活泼的金属元素 a不正确 d区 ds区的元素都是过渡元素 都是金属元素 b正确 p区的元素既有金属元素又有非金属元素 c正确 f区的元素是镧系和锕系元素 d正确 a 2 下列说法正确的是 a 元素的第一电离能越大 该元素原子越容易失去第一个电子b 同一周期 随着原子序数的增加 元素的第一电离能一定增大c 同一主族 随着电子层数的增加 元素的第一电离能增大d 元素的第一电离能一定小于元素的第二电离能解析 元素的第一电离能越大 元素越不容易失去电子 a项错 同一周期中 随着原子序数的增加 元素的第一电离能呈增大的趋势 但 a和 a这两个主族分别为全满和半充满状态 第一电离能较大 b项错 同一主族 随着电子层数的增加 元素的第一电离能逐渐减小 c项错 d 3 按f cl br i顺序递增的是 a 外围电子b 第一电离能c 电负性d 原子半径解析 同一主族元素 随着核电荷数的增加 原子半径逐渐增大 最外层电子数不变 第一电离能逐渐减小 电负性逐渐减小 故d项正确 d 4 在下列空格中 填上适当的元素符号 1 在第3周期中 第一电离能最小的元素是 第一电离能最大的元素是 2 在元素周期表中 电负性最大的元素是 电负性最小的元素是 3 最活泼的金属元素是 4 最活泼的气态非金属元素是 5 第2 3 4周期原子中p轨道半充满的元素是 6 电负性相差最大的元素是 na ar f cs cs f n p as f cs 解析 同周期中从左到右 元素的第一电离能 除第 a a族反常外 逐渐增大 同周期中金属元素最小 稀有气体最大 故第3周期中第一电离能最小的为na 最大的为ar 电负性的递变规律 同周期从左到右逐渐增大 同主族从上到下逐渐减小 故周期表中 电负性最大的元素是氟 电负性最小的为铯 探究导引1碱金属元素第一电离能有什么变化规律 提示 碱金属元素从上到下 第一电离能逐渐减小 第一电离能越小 越易失电子 金属的活泼性就越强 第一电离能的变化规律 探究导引2如何理解i2 i3 i4 i5 提示 1价气态离子失去一个电子 形成 2价气态离子所需的最低能量叫做该元素的第二电离能 用i2表示 依次类推 可得到i3 i4 i5 同一种元素的逐级电离能的大小关系 i1 i2 i3 i4 i5 即一个原子的逐级电离能是逐渐增大的 这是因为随着电子的逐个失去 阳离子所带的正电荷数越来越大 再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大 消耗的能量也越来越多 1 元素的第一电离能气态原子失去一个电子形成 1价气态阳离子所需要的能量 符号为i1 它可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度 i1数值越小 原子越易失去一个电子 i1数值越大 原子越难失去一个电子 2 元素的第一电离能的周期性变化 1 同一周期内 随着原子序数的增加 原子半径逐渐减小 稀有气体除外 原子核对核外电子的吸引越来越强 元素的原子越来越难失去电子 因此元素的第一电离能呈增大的趋势 同一周期内 碱金属的第一电离能最小 稀有气体的第一电离能最大 如下图所示 2 同一主族 随着元素原子序数的递增 电子层数的增加 元素的第一电离能呈现减小趋势 3 第 a元素和第 a元素的第一电离能比相邻元素均要大 是因为 a为全充满结构 即ns2 a为半充满结构 即ns2np3 从稳定结构失去电子需要能量更多 3 应用 1 用来衡量元素的原子或离子气态时失去电子能力的强弱 电离能数值越小 该元素的原子或离子越容易失去电子 2 确定元素通常以何种价态存在 3 同一元素不同电子的电离能各不相同是核外电子分层排布的有力证据 1 下列原子的价电子排布中 对应的第一电离能最大的是 a 3s23p1b 3s23p2c 3s23p3d 3s23p4解析 四种元素均为第3周期元素 由电离能的变化规律及核外电子的排布情况知c中3p能级处于半充满状态 第一电离能最大 c 探究导引1什么是电负性 电负性与金属性 非金属性的关系 提示 电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小 电负性的大小体现了元素的金属性与非金属性的强弱 电负性越大元素的非金属性越强 电负性越小元素的金属性越强 电负性的变化规律及应用 探究导引2电负性的变化规律是什么 提示 同周期元素从左往右 电负性逐渐增大 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 同主族元素从上往下 电负性逐渐减小 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 1 电负性的概念元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度 通俗地说是衡量元素的原子在化合物中吸引电子的能力 鲍林的电负性是指定氟的电负性为4 0 并以此为标准确定其他元素的电负性 电负性是相对值 所以没有单位 2 元素的电负性的周期性变化同一周期从左到右 电负性递增 同一主族 从上到下 电负性递减 副族元素的电负性没有明显的规律 3 应用 1 元素的电负性与元素的金属性和非金属性的关系 元素电负性数值的大小可用于衡量元素的金属性 非金属性的强弱 电负性数值越大 元素的非金属性越强 金属性越弱 电负性数值越小 元素的非金属性越弱 金属性越强 一般电负性大于1 8的元素大部分为非金属元素 电负性最大的元素为氟 电负性最小的为铯 2 元素的电负性数值的大小与化合物类型的关系 一般认为 如果两个成键元素间的电负性差值大于1 7 它们之间通常形成离子键 相应的化合物为离子化合物 如果两个成键元素间的电负性差值小于1 7 它们之间通常形成共价键 相应的化合物为共价化合物 如h 2 1 cl 3 0 3 0 2 1 0 9 1 7 故hcl为共价化合物 3 元素的电负性数值大小与化合物中各元素化合价正负的关系 电负性数值的大小能够衡量元素在化合物中吸引电子能力的大小 电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱 元素的化合价为正值 电负性大的元素在化合物中吸引电子的能力强 元素的化合价为负值 2 在其原子具有下列外层电子构型的各元素中 电负性最大的是 a ns2np6b ns2np3c ns2np4d ns2np5解析 题目所给的四个选项中的电子层n相同 说明它们处于同一周期 并且a b c d四种元素分别位于 0族 a族 a族 a族 根据电负性的递变规律 在同一周期中从左到右 元素的电负性递增 同一主族 自上而下 元素的电负性递减 金属的电负性一般小于非金属的电负性 并且惰性气体的电负性特殊 所以同一周期中电负性 最大是 a族元素 即d项 d 已知x y是主族元素 i为电离能 单位是kj mol 1 请根据下表所列数据判断 错误的是 a 元素x的常见化合价是 1b 元素y是 a族元素c 元素x与氯形成化合物时 化学式可能是xcld 若元素y处于第3周期 它可与冷水剧烈反应 电离能 思路点拨 核外的电子是分层排布的 其电离能有i1 i2 i3等 这些数据之间若有突变 则说明失去的电子已经不在同一个电子层中 由此可以判断出元素的化合价 解析 x的第一电离能 i1 显著小于i2 i3等 可知x最外层只有一个电子 故常见化合价为 1价 且与cl元素形成xcl a c两项正确 y元素的i1 i2 i3相差不悬殊 与i4悬殊明显 故y最外层有3个电子 为 a族元素 当n 3时 y为al 与冷水不反应 故b正确 而d错误 答案 d 规律方法 用后一电离能除以前一电离能数据 所得结果之间差别很大时 则可判断出电子分层排布的情况 已知x y元素同周期 且电负性x y 下列说法错误的是 a x与y形成化合物时 x可以显负价 y显正价b 第一电离能可能y大于xc 最