元素周期律-教学设计教案

元素周期律[核心素养发展目标]1.能从原子结构的角度理解原子半径、元素第一电离能及电负性的递变规律，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，能用电负性解释元素的某些性质。2.理解元素的第一电离能、电负性与金属性、非金属性之间的关系。一、原子半径1．影响原子半径大小的因素(1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的排斥作用使原子半径增大。(2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用就越大，使原子半径减小。2．原子半径的递变规律(1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径越小。(2)同主族：从上到下，核电荷数越大，半径越大。3．粒子半径大小比较(1)“一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。(2)“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。(3)“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。练习一．比较下列粒子半径大小(1)r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。(2)r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(3)r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。(4)核电荷数、能层数均不同的离子：可选一种离子参照比较：r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。二、电离能1．元素第一电离能的概念与意义(1)概念①第一电离能：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，符号：I1。②逐级电离能：气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低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。(2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。2．元素第一电离能变化规律(1)每个周期的第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，即一般来说，随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈增大趋势。(2)同一族，从上到下第一电离能逐渐减小。【思考】1、第ⅡA族和第ⅢA族，第ⅤA族和第ⅥA族第一电离能出现逆反的原因析：第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。2、碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？析：碱金属越活泼，碱金属的第一电离能越小3、下图是钠、镁、铝的逐级电离能，为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据与是钠、镁、铝的化合价有什么联系？析：逐级电离能增大原因：同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1＜I2＜I3，这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。3．电离能的应用(1)根据电离能数据，确定元素原子核外电子的排布及元素的化合价如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层)，且最外层上只有一个电子，易失去一个电子形成＋1价阳离子。(2)判断元素的金属性、非金属性强弱I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。特别提醒——电离能的影响因素及特例具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高，其电离能数值较大，如稀有气体的电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其电离能均比同周期相邻元素大。一般情况，第一电离能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。(3)反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。练习二．列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是（）A.K、Na、LiB.Al、Mg、NaC.N、O、CD.Cl、S、P元素I1I1I1I1……R7401500770010500……练习三．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2....表示），下列关于元素R的判断一定正确的是()A．R的最高正价为+3B．R元素位于元素周期表中第IIA族C．R元素的原子最外层共有4个电子D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2三、电负性1．有关概念与意义(1)键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。(3)电负性大小的标准：以氟的电负性为和锂的电负性为作为相对标准。2．递变规律(1)同周期，自左到右，元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱。(2)同主族，自上到下，元素的电负性逐渐减小，元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。3．应用(1)判断元素的金属性和非金属性强弱①金属的电负性一般小于，非金属的电负性一般大于，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在左右，它们既有金属性，又有非金属性。②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。(2)判断元素的化合价①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。②电负性数值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。(3)判断化合物的类型如H的电负性为，Cl的电负性为，Cl的电负性与H的电负性之差为－＝<，故HCl为共价化合物；如Al的电负性为，Cl的电负性与Al的电负性之差为－＝<，因此AlCl3为共价化合物；同理，BeCl2也是共价化合物。特别提醒电负性之差大于的元素不一定都形成离子化合物，如F的电负性与H的电负性之差为，但HF为共价化合物。练习四.下列是几种基态原子的电子排布,电负性最大的原子是()A.1s22s22p4B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2D.1s22s22p63s23p64s1练习五.已知短周期元素的离子，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A.原子半径：A>B>D>CB.原子序数：d>c>b>aC.离子半径：C>D>B>AD.元素的第一电离能：A>B>D>C课堂总结一、原子半径①同周期，随着核电荷数增多，原子(最高价阳离子或最低价阴离子)半径都依次增大。②同主族，随着核电荷数增多，原子(同价阳离子或同价阴离子)半径都依次减小。③粒子半径大小比较(1)“一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。(2)“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。(3)“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看