第三节电离能及其递变规律

1、联想质疑联想质疑 在元素周期表中，随着原子序数的在元素周期表中，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布和原子递增，元素原子的核外电子排布和原子半径呈现周期性变化。那么，元素哪些半径呈现周期性变化。那么，元素哪些性质呈现周期性变化？元素性质周期性性质呈现周期性变化？元素性质周期性变化的本质是什么？如何运用元素周期变化的本质是什么？如何运用元素周期表推测元素的基本性质？表推测元素的基本性质？第第3节节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质第一课时第一课时电离能及其变化规律电离能及其变化规律 1 请同学们写出第3周期和VA族元素原子的价电子排布。2 根据写出的价电子排布分析元素周期表中元素原子得

2、失电子能力的变化规律 。3 定性地从原子半径分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律 。族周期一一二二三三四四五五六六七七IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIABSiAsTePoSbGeAlAt原子得电子能力增强原子得电子能力增强原原子子得得电电子子能能力力增增强强原子失电子能力增强原子失电子能力增强原原子子失失电电子子能能力力增增强强主族元素原子得失电子能力的递变规律主族元素原子得失电子能力的递变规律v在科学研究和生产实践中，仅有定性的分析往往是不够的，为此，人们用电离能电离能、电子亲电子亲和能和能、电负性电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。 v一、电离能及

3、其变化规律一、电离能及其变化规律v 1.定义定义：v 2.符号：符号： 单位：单位：v表示式：表示式： I2I1I3电离能电离能气态气态原子或气态气态离子失去一个电子所需要的最低能量叫做电离能。IM(g)= M+ (g) + e- I1（第一电离能）3.意义：意义：表示原子或离子失去电子的难易程度 电离能越小，该气态气态原子越容易失去电子 电离能越大，气态气态时该原子越难失去电子 故可判断金属原子在气态时气态时失电子的难易程度 M+(g)= M2+ (g) + e- I2（第二电离能）M2+(g)= M3+ (g) + e- I3（第三电离能）KJ/molKJ/mol表表1-3-2第三周期元素

4、（除第三周期元素（除Ar）的第一电离能的变化）的第一电离能的变化表表1-3-3 VA族元素的第一电离能的变化族元素的第一电离能的变化从左到右，元素的第一电离能在总从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现由体上呈现由小到大小到大的的变化趋势变化趋势，表，表示元素原子越来越难失去电子。示元素原子越来越难失去电子。碱碱金属元素的第一电离能最小，稀有金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大气体元素的第一电离能最大产生这种趋势的原因？产生这种趋势的原因？ 随着核电荷数的增大随着核电荷数的增大 和原子半径的减和原子半径的减 小，核对外层电小，核对外层电 子的子的有效吸引有效吸引作作 用依次增强

5、。用依次增强。同主族元素，自上而下第一电离能逐同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小。渐减小。同主族元素原子的同主族元素原子的价电子数相同，原价电子数相同，原 子半径逐渐增子半径逐渐增 大，原子核对核大，原子核对核 外电子的有效吸外电子的有效吸 引作用逐渐减弱引作用逐渐减弱原因？原因？（1）同周期从左到右，元素的第一电离能在总体）同周期从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现由小到大的变化趋势（上呈现由小到大的变化趋势（A、A族例外）族例外）【原因】【原因】 随着核电荷数的增大和原子半径的减小，核对随着核电荷数的增大和原子半径的减小，核对外层电子的有效吸引作用依次增强。外层电子的有效吸引作用依次

6、增强。（2）同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小）同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小【原因】【原因】同主族元素原子的价电子数相同，原子半径逐渐同主族元素原子的价电子数相同，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐减增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐减弱弱4、I1的的变化规律变化规律:答疑解惑vMg(1s22s22p63s23p0)正处于全空状态，能量较低，比较稳定，所以不易失去电子。 同理分析：同理分析：P和和S学生分析P(1s22s22p63s23p3)半满状态，比较稳定，所以不易失去电子。实质分析v总之，第一电离能的周期性递变规律是原子半径、原子半径、核外电子排布周

7、期性核外电子排布周期性变化的结果。从表中数据可知：从表中数据可知：Na元素的元素的I2远大于远大于I1，因此，因此Na容易失去第一个电子，容易失去第一个电子，而不易失去第二个电子；即而不易失去第二个电子；即Na易形成易形成Na，而不易形，而不易形成成Na2。镁元素的镁元素的I1、I2相差不大，相差不大，I3远大于它们，说远大于它们，说明镁容易失去两个电子，而不易失去第三个电子，因此明镁容易失去两个电子，而不易失去第三个电子，因此镁易形成镁易形成Mg2，而不易形成，而不易形成Mg3。思考思考1：Na2+、Mg3为什么不易形成？为什么不易形成？元素元素 I I1 1 I I2 2 I I3 3Na

8、49645626912Mg73814517733X580182011600探究一：探究一：思考思考2：能否利用元素各级电离能数：能否利用元素各级电离能数值判断元素常见化合价？值判断元素常见化合价？元素元素 I I1 1 I I2 2 I I3 3Na49645626912Mg73814517733X580182011600探究一：探究一： I I1 1 I I2 2 I I3 3 I I4 4 X 500 1 020 6 900 9 500 Y 580 1 800 2 700 11 600 Z 420 3 100 4 400 5 900练练练练：判断：判断X、Y、Z化合价？化合价？v探究二探究

9、二： 观察课本图观察课本图1-3-5，分析说明原子，分析说明原子的第一电离能随着元素原子序的第一电离能随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化，并数的递增呈现怎样的变化，并从原子结构的角度加以解释。从原子结构的角度加以解释。 Mg的第一电离能比Al的大，所以Al比Mg易失去电子，但我们以前学习的金属活动性顺序中，Mg比Al易失电子，与酸反应时更剧烈，这又是为什么？条件不一致，一是气态，二是溶液条件不一致，一是气态，二是溶液运用某种规律分析问题时一定要注意具体运用某种规律分析问题时一定要注意具体条件。条件。【提出疑问】【提出疑问】【分析原因】【分析原因】【得出结论】【得出结论】族周期1、填表、填表一

10、一二二三三四四五五六六七七IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIABSiAsTePoSbGeAlAt练习原子得电子能力增强原子得电子能力增强原原子子得得电电子子能能力力增增强强原子失电子能力增强原子失电子能力增强原原子子失失电电子子能能力力增增强强v2. 从元素原子的第一电离能数据的大小可以判断出（ ） A. 元素原子得电子的难易 B. 元素的主要化合价 C. 元素原子失电子的难易 D. 核外电子是分层排布的 v3.下列元素中，第一电离能最小的（ ） A. K B. Na C. P D. Cl Ac电离能与元素的化合价 （化合价是元素性质的一种体现）观察思考：为什么钠元素的常见价

11、态为+1价，镁元素的为+2价，铝元素的为+3价？化合价与原子结构有什么关系？5、应用、应用v分析结果：v钠原子的第一电离能较低，而第二电离能突越式变高，也就是说，I2 I1。这说明钠原子很容易失去一个电子成为+1价阳离子，形成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，不再失去第2个电子。因此，钠元素的常见化合价为+1价。同理分析镁和铝。v元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布有着密切的关系。除外，元素的最高价化合价等于它所在的族的序数，非金属元素的最高正化合价和负化合价的绝对值之和为8（H除外）；稀有气体元素原子的电子层结构时全充满的稳定结构，其原子既不易失去

12、电子，也不易得到电子，因此稀有气体元素的化合价在通常情况下为0；过渡金属元素的价电子较多，并且各级电离能相差不大，因此具有多种价态，如锰元素的化合价为+2+7。综合分析综合分析 同一周期的元素而言，碱金属元素的第一电离同一周期的元素而言，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大能最小，稀有气体元素的第一电离能最大从左到右，元素的第一电离能在总体上从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现由小到大的变化趋势，表示元素原呈现由小到大的变化趋势，表示元素原 子越来越难失去电子子越来越难失去电子1 1、判断下列元素间的第一电离能的大小：判断下列元素间的第一电离能的大小： Na Na K NK N P P F F Ne ClNe Cl S S Mg Mg Al Al O O N N 课堂练习课堂练习2.2.将下列元素按第一电离能按由大到小将下列元素按第一电离能按由大到小的顺序排列：的顺序排列： K Na Li K Na Li B C Be N B C Be N He Ne ArHe