原子结构与元素性质 课件【知识建构+备课精研】高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第3节

原子结构与元素性质

学习目标：1.知道原子结构与元素性质间的关系规律。2.理解元素电离能、电负性及其变化规律，会用电离能的概念分析解释元素的某些性质。3.掌握电负性的应用，学会用电负性判断元素金属性、非金属性以及两成键元素间形成的化学键类型。原子的核外电子排布呈现周期性变化元素的性质呈现周期性变化元素周期律的实质原子半径化合价得失电子能力金属性和非金属性元素周期律原子半径是如何测定的？一、原子半径及其变化规律1.原子半径的概念

依据量子力学理论，在原子核外，从原子核附近到离核很远的地方，电子都有可能出现，因此原子并不是一个具有明确“边界”的实体，也就是说，原子并没有经典意义上的半径。

假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径。(1)共价半径(2)金属半径(3)范德华半径原子半径的大小取决于两个相反的因素：电子层数核电荷数核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，使原子的半径减小。电子层数越多，电子之间的排斥作用使原子的半径增大2.原子半径的周期性变化(1)主族元素同周期从左到右，原子半径逐渐减小。同主族自上到下，原子半径逐渐增大。增加的电子排布在同一层上，增加的电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷增加导致的核对外层电子的吸引作用，结果使原子半径逐渐减小。为随着电子层数的增加，离核更远的外层轨道填入电子，电子层数的影响大于核电荷增加的影响，导致原子半径增大。同一周期自左至右原子半径变化幅度不大。(2)过渡元素同一周期过渡元素增加的电子都分布在(n－1)d轨道上，不同元素原子的外层电子（ns）受到原子核吸引作用及内层电子排斥作用的总体效果差别不大。“一看”电子层数：电子层数越多，半径越大。（层多径大）当电子层数相同时，“二看”核电荷数：核电荷数越大，半径越小。（序大径小）当核电荷数相同时，“三看”核外电子数：核外电子数越多，半径越大。（数多径大）3.“三看”比较微粒半径的大小10e-：O2->F->Na+>Mg2+>Al3+Fe3+<Fe2+<FeNa+>Mg2+>Al3+＜

S2->Cl-一二三四五六七BSiAsTePoSbGeAlAt定性描述元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律族周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA同周期元素原子的电子层数______，从左到右原子半径逐渐____，原子核对电子的吸引能力逐渐_____。同主族元素原子的价电子数_____，自上而下原子半径逐渐_____，原子核对电子的吸引能力逐渐_____。相同减小增强相同增大减弱原子得电子能力（非金属性）增强原子失电子能力（金属性）减弱r↓原子失电子能力增强原子得电子能力减弱r↑

位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。1.定义：2.符号：单位：3.意义：气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能。I表示在气态时原子或离子失电子的难易程度。

电离能越小，该气态原子越

失去电子;

故可判断金属原子失电子的难易程度。kJ/mol容易二、电离能及其变化规律M(g)

第一电离能I1-e-M+(g)

第二电离能I2-e-M2+(g)

第三电离能I3-e-M3+(g)……

逐级电离能预测：元素周期表同周期、同主族元素第一电离能变化规律？同周期：1、

元素的I1最小，

元素的I1最大。2、从左到右，元素的I1在总体上呈现_________

的变化趋势。3.反常：由小到大碱金属稀有气体ⅡAⅤA元素比左右大同主族：自上而下，元素的I1。逐渐减小过渡元素I1变化不太规则，随原子序数增加I1从左到右略有增加。元素第一电离能变化规律同主族元素原子的价电子数相同，但自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱。I1的大小与原子半径和核外电子排布密切相关思考探究为什么同周期元素，随着核电荷数的增加，I1增大趋势？为什么ⅡA、ⅤA的I1反常大？为什么稀有气体的I1最大？同主族元素，随着n的增加，I1减小？同周期元素原子电子层数相同，但随着核电荷数增大,原子半径减小，原子核对外层电子的有效吸引作用增强。ⅡA、ⅤA族元素原子的价排布分别为ns2、ns2np3，为全充满和半充满结构，难失电子。稀有气体元素原子的价排布为ns2、ns2np6，达到全充满稳定结构，难失电子。元素金属性同周期

左→右减小同主族

上→下增强元素第一电离能同周期

左→右增大趋势（ⅡAⅤA反常）同主族

上→下减小原子结构

原子核吸引电子的能力；原子形成稳定结构的趋势第一电离能：Mg____Al金属活动性顺序:Mg____Al＞＞第一电离能小的元素的金属性一定强(

)正误判断×运用某种规律分析问题时一定要注意具体条件。1.判断下列元素间的第一电离能的大小：Na

K

N

PF

Ne

Cl

S

Mg

Al

O

N练＞＞＜＞＞＜2.在下列空格中，填上适当的元素符号（除放射性元素）：(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，第一电离能最小的元素是

，第一电离能最大的元素是

；

NaArCsHe3.在第3周期中,第一电离能比S大的元素有_____种，分别是____________。3PClArI2I1I3Be电离能M(g)

I1-e-M+(g)

I2-e-M2+(g)

I3-e-M3+(g)……

规律：通常对同种元素I3>I2>I1，有突跃。逐级电离能变化规律原子失去电子后变成阳离子，离子半径变小而核电荷数没变，原子核对电子的引力增强，从而使电离能逐级增大。同一原子I

突变，则电子层变化。Be(g)1s22s2Be+(g)1s22s1-e-I1Be2+(g)

1s2-e-I2Be3+(g)1s1-e-I3Na、Mg、Al的电离能(kJ·mol－1)元素电离能NaMgAlI1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575主要化合价最外层电子数≫≫≫+11+22+33Na：1s22s22p63s1

Mg：1s22s22p63s2Al：1s22s22p63s23p1电离能在In与In＋1之间发生突变，则元素的原子易形成＋n价离子，并且主族元素的最高化合价为＋n。(1)M(g)===M2＋(g)＋2e－所需能量不是第一电离能的2倍(

)(2)原子的电离能大小：I1＞I2＞I3(

)正误判断4.某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是A.元素X可能显＋4价B.X为非金属元素C.X为第5周期元素D.X的单质在化学反应时最可能生成的

阳离子为X3＋√√×520AH原子Cl原子电子谁吸引电子的能力强！元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。1、概念：三、元素的电负性及其变化规律元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越

。2、意义：强鲍林研究电负性的手搞指定氟（最活泼的非金属元素）的电负性为4.0，(锂的电负性为1.0)，并以此为标准确定其他元素的电负性。电负性是相对值，无单位。稀有气体无电负性值。3、递变规律(1)金属元素的电负性_____，非金属元素的电负性______。(2)同一周期，从左到右，元素的电负性_____。

元素的电负性最小，

元素的电负性最大。(3)同一主族，自上而下，元素的电负性_____。较小较大递增递减碱金属卤族元素电负性：N___O，第一电离能：N___O。<>注意：同周期主族元素的第一电离能与电负性变化不完全一致。练习：在下列空格中，填上适当的元素符号(不考虑放射元素)。

(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

；电负性最小的元素是

，电负性最大的元素是

。(2)在元素周期表中，第一电离能最小的元素是

，第一电离能最大的元素是

；电负性最小的元素是

，电负性最大的元素是

。NaArClNaCsHeCsF4、电负性的应用

（1）判断一种元素类型，以及元素的活泼性正负电负性大的元素易呈现____价；电负性小的元素易呈现____价（2）判断元素化合价的正负不作为绝对标准，如Au：2.4Si：1.8

如：IClNH3NF32.53.03.02.13.04.0一般：非金属＞2金属＜2人教版：1.8

非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼；金属元素的电负性越小，金属元素越活泼。

H2：_____________键;PH3：_________键。（3）判断化学键类型

非极性共价极性共价如：AlCl3

______键,NaCl

______键

1.53.0共价0.92.1不作为绝对标准，如NaH______键；HF______键

2.14.0共价离子一般：成键元素原子电负性差＞1.7，离子键

差＜1.7，共价键离子如Li、Mg在空气中燃烧产物为Li2O、MgO；Be(OH)2、Al(OH)3都是两性氢氧化物；

H3BO3、H2SiO3都是弱酸。

在元素周期表中，某些位于相邻周期、相邻主族且处于左上右下位置的两种元素，电负性接近，它们的单质及其化合物的某些性质相似。对角线规则注意：对角线规则是一条经验规则，不是定理。Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]Be(OH)2+2NaOH=Na2[Be(OH)4]正误判断(1)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大(

)(2)在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越小(

)(3)金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性(

)(4)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易呈现正价(

)(5)两种元素电负性差值越大，越容易形成共价化合物(

)×××√×MgAlPS(2)从电负性角度分析，碳、氧