【课件】《原子结构与元素性质》课件

1、第第3节原子结构与元素性质节原子结构与元素性质课程标准导航课程标准导航1.了解元素电离能的含义，认识其变化规律，并能了解元素电离能的含义，认识其变化规律，并能运用电离能说明元素的某些性质。运用电离能说明元素的某些性质。2了解电负性的概念，认识元素性质与电负性的关了解电负性的概念，认识元素性质与电负性的关系。系。3认识原子结构与元素性质的周期性变化的本质联认识原子结构与元素性质的周期性变化的本质联系。系。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、电离能及其变化规律一、电离能及其变化规律1.概念概念气态原子或气态离子失去气态原子或气态离子失去_电子所需要电子所需要的的_。表示符号：。表示

2、符号：_，单位：，单位：kJmol1。一个一个最小能量最小能量I2.分类分类3.影响因素影响因素核电荷数核电荷数电子层结构电子层结构原子半径原子半径4.电离能的变化规律及应用电离能的变化规律及应用(1)规律规律同同周周期期_元素的第一电离能最小，元素的第一电离能最小，_元素的第一电离能最大，从左元素的第一电离能最大，从左到右，电离能总体呈现到右，电离能总体呈现_的趋势的趋势碱金属碱金属稀有气体稀有气体由小到大由小到大同主族同主族从上到下第一电离能逐渐从上到下第一电离能逐渐_同种元同种元素的原子素的原子电离能逐级电离能逐级_ (例如，某种元例如，某种元素的第二电离能大于第一电离能素的第二电离能大

3、于第一电离能)减小减小增大增大(2)应用应用可以用来判断金属原子在气态时可以用来判断金属原子在气态时_的难易。电离能越小，表明该原子越的难易。电离能越小，表明该原子越_。可以根据同一原子的逐级电离能的突跃，判断元可以根据同一原子的逐级电离能的突跃，判断元素的主要素的主要_。例：如果例：如果I2I1，元素易呈现，元素易呈现_价。价。失电子失电子易失电子易失电子化合价化合价1想一想想一想1同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，为什么第为什么第A与第与第A族元素的第一电离能反而比族元素的第一电离能反而比相邻元素要大？相邻元素要大？提示：提示：第第A族的价

4、电子排布为族的价电子排布为ns2、第、第A族的价族的价电子排布为电子排布为ns2np3，原子处于稳定状态，再失一，原子处于稳定状态，再失一个个e需能量较大，故第一电离能比相邻元素高。需能量较大，故第一电离能比相邻元素高。二、电负性二、电负性1.概念：元素的原子在化合物中概念：元素的原子在化合物中_的标度。的标度。2.意义意义电负性越大，其原子在化合物中吸引电子的能力电负性越大，其原子在化合物中吸引电子的能力_。吸引电子能力吸引电子能力越强越强3.电负性的变化规律及应用电负性的变化规律及应用(1)变化规律变化规律同周期：左同周期：左右，右，_同主族：上同主族：上下，下，_(2)应用应用判断金属性

5、、非金属性强弱判断金属性、非金属性强弱逐渐增大逐渐增大逐渐减小逐渐减小越强越强越强越强判断元素化合价的正负判断元素化合价的正负判断化学键的类型判断化学键的类型想一想想一想 2根据电负性的递变规律推测：主族根据电负性的递变规律推测：主族元素的电负性约为元素的电负性约为2的元素在周期表中什么位的元素在周期表中什么位置？电负性最大和最小的元素在什么位置？置？电负性最大和最小的元素在什么位置？提示：提示：电负性约为电负性约为2的元素在元素周期中的金属与的元素在元素周期中的金属与非金属的分界线附近，电负性最大的在元素周期非金属的分界线附近，电负性最大的在元素周期表的右上角表的右上角(F)，最小的在元素周

6、期表的左下角，最小的在元素周期表的左下角(Fr)三、元素的化合价三、元素的化合价1.元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是_有着密切的关系。有着密切的关系。2.除除族的某些元素、氧元素、氟元素和族的某些元素、氧元素、氟元素和0族元素外，族元素外，元素的最高化合价等于它所在的元素的最高化合价等于它所在的_。3.非金属元素的非金属元素的_和它的和它的_的绝对值之和等于的绝对值之和等于8价电子排布价电子排布族序数族序数最高正化合价最高正化合价最低负化合价最低负化合价(氢元素、氧元素、氟元素除外氢元素、氧元素、氟元素除外)。4.稀有气体元素的化合价通常为稀有气体元

7、素的化合价通常为_，过渡金属元，过渡金属元素的素的_较多，且较多，且_相差不大，因此相差不大，因此具有多种价态。具有多种价态。价电子价电子0电离能电离能想一想想一想3两种元素，一种元素常显两种元素，一种元素常显2价，另一种元素常价，另一种元素常显显7价，它们一定都是非金属元素价，它们一定都是非金属元素吗？吗？提示：提示：2价的元素为非金属元素，金属元价的元素为非金属元素，金属元素均显正价，素均显正价，7价的元素为金属或非金属元素，价的元素为金属或非金属元素，如如Mn与与Cl。自主体验自主体验1.下列有关电离能的说法中，正确的是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

8、能力越强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同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大右越来越大D可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价可能的化合价解析：选解析：选D。(1)电离能是气态原子或离子失去核外电离能是气态原子或离子失去核外第一个电子需要的能量；第一个电子需要的能量；(2)元素原子的第一电离能元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；越大，表示该元素的原子越难失去电子

9、；(3)从总的从总的变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右呈变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右呈增大趋势，但有反常，如增大趋势，但有反常，如NO。2.利用元素的电负性大小，不能判断出利用元素的电负性大小，不能判断出()A在化合物中元素原子吸引电子能力的相对强弱在化合物中元素原子吸引电子能力的相对强弱B元素在元素周期表中的准确位置元素在元素周期表中的准确位置C某元素是金属元素还是非金属元素某元素是金属元素还是非金属元素D元素在化合物中的化合价的正负元素在化合物中的化合价的正负解析：选解析：选B。电负性大的元素的原子吸引电子能力。电负性大的元素的原子吸引电子能力强，在化合物中显负价，强

10、，在化合物中显负价，电负性小的元素的原子吸引电子能力弱，在化合物电负性小的元素的原子吸引电子能力弱，在化合物中显正价，不仅如此还可以根据电负性推断元素的中显正价，不仅如此还可以根据电负性推断元素的种类。通常，金属元素的电负性小于种类。通常，金属元素的电负性小于2，非金属元，非金属元素的电负性大于素的电负性大于2。3.元素的性质呈周期性变化的根本原因是元素的性质呈周期性变化的根本原因是()A原子半径呈周期性变化原子半径呈周期性变化B元素的化合价呈周期性变化元素的化合价呈周期性变化C电负性呈周期性变化电负性呈周期性变化D元素原子的核外电子排布呈周期性变化元素原子的核外电子排布呈周期性变化解析：选解

11、析：选D。元素的性质如原子半径、电。元素的性质如原子半径、电负性、第一电离能、金属性、非金属性呈周期性变负性、第一电离能、金属性、非金属性呈周期性变化都是因为核外电子排布呈周期性变化。化都是因为核外电子排布呈周期性变化。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1同周期元素从左到右第一电离能如何变化？同周期元素从左到右第一电离能如何变化？提示：提示：总体上呈现由小到大的趋势，但第总体上呈现由小到大的趋势，但第A族和族和第第A族元素比相邻元素的第一电离能要大。族元素比相邻元素的第一电离能要大。电离能的变化规律及其应用电离能的变化规律及其应用探究导引探究导引2为什么过渡元素的第一电离能变化不

12、太规为什么过渡元素的第一电离能变化不太规则？则？提示：提示：过渡元素增加的电子大多排到过渡元素增加的电子大多排到(n1)d或或(n2)f轨道上，原子核对外层电子有效吸引作用不是太轨道上，原子核对外层电子有效吸引作用不是太大，故过渡金属元素的第一电离能变化不太规则。大，故过渡金属元素的第一电离能变化不太规则。探究导引探究导引3为什么同一周期中，稀有气体的第一电离能最大？为什么同一周期中，稀有气体的第一电离能最大？提示：提示：稀有气体原子均处于稳定状态。稀有气体原子均处于稳定状态。要点归纳要点归纳1.影响电离能的因素影响电离能的因素电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、电离能数值的大小主要取决

13、于原子的核电荷数、原子半径及原子的核外电子的排布。原子半径及原子的核外电子的排布。(1)核电荷数、原子半径对电离能的影响核电荷数、原子半径对电离能的影响同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对外层电右核电荷数增大，原子的半径减小，核对外层电子的引力加大，子的引力加大，因此，越靠右的元素，越不易失去电子，电离能也因此，越靠右的元素，越不易失去电子，电离能也就越大，即同周期元素从左到右，元素的第一电离就越大，即同周期元素从左到右，元素的第一电离能有增大的趋势。能有增大的趋势。如图所示：如图所示：同一族元素电子层数不同，最外

14、层电子数相同，同一族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径增大起主要作用，因此原子半径越大，核原子半径增大起主要作用，因此原子半径越大，核对电子引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。对电子引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。(2)核外电子排布对电离能的影响核外电子排布对电离能的影响各周期中稀有气体元素的电离能最大，原因是由于各周期中稀有气体元素的电离能最大，原因是由于稀有气体元素的原子具有相对稳定的稀有气体元素的原子具有相对稳定的8电子电子(He为为2电子电子)最外层构型。最外层构型。某些元素具有全充满和半充满的电子构型，稳定性某些元素具有全充满和半充满的电子构型，稳定性也较高。如

15、也较高。如Zn(3d104s2)、Cd(4d105s2)、Hg(5d106s2)比同周期相邻元素的电离能大；又如比同周期相邻元素的电离能大；又如N、P、As、Mg等元素也比同周期相邻元素的电离能大，等元素也比同周期相邻元素的电离能大，也是因为其具有半充满或全充满电子构型。也是因为其具有半充满或全充满电子构型。2.电离能的应用电离能的应用(1)元素原子的电离能逐级升高，并有突跃现象，如元素原子的电离能逐级升高，并有突跃现象，如下表：下表：钠、镁、铝的电离能钠、镁、铝的电离能(kJmol1)元素元素电离能电离能NaMgAlI1496738577I2456214511817I369127733274

16、5I495431054011575这是因为首先失去的电子是能量最高的电这是因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量量较低的电子，所需要吸收的能量多，同时，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸多，同时，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引更强，从而电离能越来越大。引更强，从而电离能越来越大。当电离能发生突跃时，说明所失电子的主量子数发当电离能发生突跃时，说明所失电子的主量子数发生变化，即发生突跃之前所对应的电离能反映了元生变化，即发生突跃之前所对应的电离能反映了元素原子的价电子和素原子的价

17、电子和主要化合价。如主要化合价。如Na、Mg、Al的电离能分别在的电离能分别在I2、I3、I4发生突跃，说明发生突跃，说明Na、Mg、Al的价电子数分别为的价电子数分别为1、2、3，主要化合价分别为，主要化合价分别为1、2、3。(2)判断元素的金属性，非金属性强弱：判断元素的金属性，非金属性强弱：I1越大，元越大，元素的非金属性越强；素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。越小，元素的金属性越强。即时应用即时应用1.如图是部分元素原子的第一电离能如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数随原子序数变化的曲线图。变化的曲线图。请回答以下问题：请回答以下问题：(1)认真分析图中同周期元素第

18、一电离能的变化规认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将律，将NaAr之间六种元素用短线连接起来，构之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。成完整的图像。(2)由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是变化规律是_。(3)图中图中5号元素在周期表中的位置是号元素在周期表中的位置是_。(4)图中出现的元素中最活泼的金属元素为图中出现的元素中最活泼的金属元素为_。(5)写出图中写出图中6号元素的价电子排布式号元素的价电子排布式_。解析：解析：(1)参考第参考第2周期周期LiNe的图像作图。的图像作图。(2)第一电离能第一电离能I1变

19、化规律是从上到下依次减变化规律是从上到下依次减小。小。(3)上图中上图中5号元素在周期表中的位置是第号元素在周期表中的位置是第3周周期、期、A族。族。(4)因同主族元素随着原子序数的增加因同主族元素随着原子序数的增加I1逐渐逐渐减小，而每一周期中减小，而每一周期中A族元素的电离能最族元素的电离能最小，故图中所列的最活泼的金属为小，故图中所列的最活泼的金属为Rb。(5)图中图中6号元素为号元素为Cl，电子排布式为：，电子排布式为：1s22s22p63s23p5，故价电子排布式为，故价电子排布式为3s23p5。答案：答案：(1)如图如图(2)从上到下依次从上到下依次减小减小(3)第第3周期周期A族

20、族(4)Rb(5)3s23p5电负性的应用电负性的应用探究导引探究导引1元素的原子半径越小，电负性一定就越大元素的原子半径越小，电负性一定就越大吗？吗？提示：提示：不一定，如不一定，如r(H)N，但第一电离能：，但第一电离能：NO，A错错误；误；B、C选项没有考虑过渡元素的情况，选项没有考虑过渡元素的情况，B、C错误。错误。题型探究技法归纳题型探究技法归纳电离能及其变化规律电离能及其变化规律 按照第一电离能由大到小的顺序排列错误按照第一电离能由大到小的顺序排列错误的是的是()ABeMgCaBBeCNCNPSi DHeNeAr【思路点拨思路点拨】解此题的关键是弄清影响电离能的解此题的关键是弄清影

21、响电离能的因素：核电荷数、原子半径与核外电子排布。因素：核电荷数、原子半径与核外电子排布。【解析解析】同周期从左到右，第一电离能总的趋势逐同周期从左到右，第一电离能总的趋势逐渐增大，但有些元素渐增大，但有些元素(如如Be、Mg、N、P等等)的第一电离能比相邻元素的第一电离能大的第一电离能比相邻元素的第一电离能大些，是因为它们的外层电子排布达到了全充满或半些，是因为它们的外层电子排布达到了全充满或半充满的稳定结构，充满的稳定结构，同主族元素自上而下第一电离能依次减小，但在同同主族元素自上而下第一电离能依次减小，但在同一副族中，自上而下第一电离能变化幅度不大，且一副族中，自上而下第一电离能变化幅度

22、不大，且不太规则。不太规则。【答案答案】B电负性及其应用电负性及其应用 下面给出下面给出14种元素的电负性：种元素的电负性：已知：两成键元素间电负性差值大于已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共时，形成共价键。价键。(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性的变根据表中给出的数据，可推知元素的电负性的变化规律是化规律是_。(2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？Mg3N2：_，BeCl2: _，AlCl3：_，SiC：_。【思路点拨思路点拨】(1)

23、将表中的元素按原子序数递增排序，将表中的元素按原子序数递增排序，再分析电负性数据，归纳电负性的变化规律；再分析电负性数据，归纳电负性的变化规律；(2)知知道判断化学键性质的依据。道判断化学键性质的依据。【解析解析】元素的电负性随原子序数的递增呈周期元素的电负性随原子序数的递增呈周期性变化。据已知条件及表中数值：性变化。据已知条件及表中数值：Mg3N2中成键元中成键元素的电负性差值为素的电负性差值为1.8，大于，大于1.7，形成离子键，为，形成离子键，为离子化合物；离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC中成键元素的电中成键元素的电负性差值分别为负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于，均

24、小于1.7，形成共，形成共价键，为共价化合物。价键，为共价化合物。【答案答案】(1)随原子序数的递增，元素的电负性与随原子序数的递增，元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化原子半径一样呈周期性变化(2)离子化合物共价离子化合物共价化合物共价化合物共价化合物化合物共价化合物共价化合物热点示例思维拓展热点示例思维拓展根据元素的电离能判断元素性质根据元素的电离能判断元素性质【经典案例经典案例】根据下列根据下列5种元素的电离能数据种元素的电离能数据(单单位：位：kJmol1)，回答下列问题。，回答下列问题。元素符号元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R50046006900950

25、0S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(1)在元素周期表中，最有可能处于同一族的是在元素周期表中，最有可能处于同一族的是_(填序号，下同填序号，下同)。AQ和和R BS和和TCT和和V DR和和TER和和V(2)它们的氯化物的化学式，最有可能正确的是它们的氯化物的化学式，最有可能正确的是_。AQCl2 BRClCSCl3DTCl EVCl4(3)下列元素中，最有可能与下列元素中，最有可能与Q元素处于同一族的是元素处于同一族的是_。A硼硼 B铍铍 C锂锂 D氢氢 E氦氦(4)在这在这5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是物的是_。AQ BR CS DTEV(5)利用表中的数据判断，利用表中的数据判断，V元素最有可能是下列元元素最有可能是下列