电离能及其变化规律 【新教材备课精研】高二化学 （人教版2019选择性必修2）

走进奇妙的化学世界2022-2023选择性必修2第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质(1)同周期主族元素原子的电子层数相同，从左到右原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此,同一周期主族元素从左到右，元素原子失去电子的能力越来越弱，获得电子的能力越来越强。(2)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吸引作用逐渐减弱。因此,自上而下，金属元素原子失去电子的能力越来越强，非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。元素原子得失电子的能力同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是：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。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、电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。阅读课本第22页内容，了解电离能的概念和含义，分析电离能描述的是元素的哪种性质？并分析第一电离能的数值和性质的关系？电离能

学习

目标第3课时电离能及其变化规律PART01PART02能从原子结构的角度理解原子半径、元素第一电离能之间的递变规律，能利用递变规律比较原子(离子)半径、元素第一电离能的相对大小。通过原子半径、元素第一电离能递变规律的学习，建立“结构决定性质”的认知模型，并能利用认知模型解释元素性质的规律性和特殊性。1.概念

气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。保证“能量最低”元素的电离能及其变化规律2.符号：I单位：KJ/molM(g)=M+(g)+e-

I1（第一电离能）M+(g)=M2+(g)+e-I2（第二电离能）M2+(g)=M3+(g)+e-

I3（第三电离能）4、表示式：3、逐级电离能：第一电离能：处于基态的气态原子失去一个电子转化为正一价气态离子所需要的能量叫做第一电离能。元素第一电离能符号：I1。第二电离能：气态正一价离子再失去一个电子成为气态正二价离子所需的能量叫做第二电离能；第三电离能和第四、第五电离能依此类推。通常情况下，第一电离能小于

第二电离能小于第三电离能……（1）电离能的数值逐级增大；（2）电离能的差别大小反映了电子的分层排布5、电离能的意义：表示气态原子失去电子难易程度的物理量。①元素的电离能越小，表示气态时越容易失去电子，即元素在气态时的金属性越强。②判断原子失去电子的数目或形成的阳离子的电荷原子的第一电离能与元素性质有何关联？

【思考与讨论】电离能越小，表示在气态时该原子失去电子越容易，即元素的金属性越强；

电离能越大，表明在气态时该原子失去电子越难,即元素的金属性越弱。第一电离能①意义：第一电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。

第一电离能越小，越易失电子，金属的活泼性就越强。因此碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。判断原子失去电子的数目或形成的阳离子的电荷②影响因素：第一电离能核电荷数电子层数相同，核电荷数越多、半径越小、核对外层电子引力越大、越不易失去电子，电离能越大。原子半径同族原子半径越大、原子核对外层电子的引力越小，越易失电子，电离能越小。

电离能随原子序数的递增呈现周期性变化。【思考与讨论】以ⅡA、ⅦA族为例，同主族元素的第一电离能变化有何规律？以二、三周期为例，同周期元素的第一电离能变化有何规律？【思考与讨论】以ⅡA、ⅦA族为例，同主族元素的第一电离能变化有何规律？以二、三周期为例，同周期元素的第一电离能变化有何规律？（1）同主族元素的原子，随着核电

荷数的增大，I1逐渐减小。（2）同周期元素的原子，随着核电荷数的增大，I1呈增大趋势。【思考与讨论】从原子结构角度解释为何呈现这样的规律？（1）同主族原子半径增大，核对最外层电子的吸引力减小，I1逐渐减小。（2）同周期原子半径减小，核对最外层电子的吸引力增大，I1呈增大趋势。HeNeArHLiNaBeBCNOFMgAlSiPSCl短周期元素的第一电离能

在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一电离能大于相邻的元素的第一电离能。为什么？（1）所失电子的能级：能量：3s2<3p1（2）价层电子排布：全空、半满、全满状态更稳定，所需能量高。电离能kJ·molNaMgAl第一电离能496738578第二电离能456214511817第三电离能691277332745第四电离能95431054011575第五电离能133531363014830第六电离能166101799518376第七电离能201142170323293元素的逐级电离能数据解释：原子失去电子后形成阳离子，所带正电荷对电子的吸引力更强，所以原子的逐级电离能越来越大。结论：同一能层的电子的电离能相差较小；不同能层的电子电离能相差较大。第一电离能同周期同主族从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大趋势从上到下，元素的第一电离能逐渐减小ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA反常：元素第一电离能的变化规律②各级电离能逐级递增中有突跃现象:同一能层的电子,能量相差不大,从同一个能层逐渐失去一个电子时,所需要的能量差别不是太大。不同能层的两个电子失去时,所需要的能量有很大的差距。故逐级电离能间有突跃现象,如Na的I1和I2之间、Mg的I2和I3之间、Al的I3和I4之间,都有突跃现象。利用电离能的突跃现象,可以判断核外电子的分层排布情况,:逐级电离能。①原子各级电离能越来越大:原子失电子时,首先失去的是能级最高的电子,故第一电离能比较小,以后再失去的电子都是能级较低的电子,所需要的能量多;同时,失去电子后,原子核对电子的吸引力更强,因此电离能越来越大,即I1<I2<I3<……(1)四种元素中哪种元素的金属性最强？(2)甲、乙的价层电子排布式是什么？它们的常见化合价是多少？(3)丁一定为非金属元素吗？试说明理由。下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据，思考并回答下列问题：元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.8丙13.023.940.0丁15.727.640.7电离能的应用1、用来判断原子失去的电子数目和形成的阳离子所带的电荷数（元素的化合价、元素种类）。

如果I2>>I1，则原子易形成+1价阳离子而不易形成+2价阳离子；如I3>>I2>I1，即I在I2和I3之间突然增大，则元素易形成+2价阳离子。2、用来推断原子核外电子排布。例：观察分析下表电离能数据回答：元素I1KJ/molI2KJ/molI3KJ/molLi520729511815Mg73814517733试解释为什么锂元素易形成Li＋，而不易形成Li2＋；镁元素易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋？从表中数据可知：Li元素的I2远大于I1，因此Li容易失去第一个电子，而不易失去第二个电子；即Li易形成Li＋，而不易形成Li2＋。镁元素的I1、I2相差不大，I3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，因此镁易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋。1、有一种元素的逐级电离能数据如下：电离能I1I2I3I4……kJ·mol-15781817274511578……当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是()A.X+B.X2+C.X3+D.X4+

C2、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na3、分析下列图表，回答问题。(1)N、Al、Si、Ge四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4…In/kJ·mol－15781817274511575…则该元素是_____(填写元素符号)。Al(2)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。则M元素位于周期表的第_____族。ⅡA4、请完成下列各题：(1)Mg元素的第一电离能比Al元素的____，第2周期元素中，元素的第一电离能比铍大的有____种。5大(2)碳原子的核外电子排布式为_________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原