2024-2025学年高二化学选择性必修2（鲁教版）教学课件 第1章 第3节 第1课时 原子半径、电离能及其变化规律

1.了解原子半径的意义及其测定方法，知道原子半径与原子核外电子排布的关系，并能解释原子半径在周期表中的变化规律。第3节元素性质及其变化规律学习目标第1课时原子半径、电离能及其变化规律一原子半径及其变化规律1.影响因素

规律原因同主族元素（自上而下）原子半径逐渐增大电子层数逐渐增多，虽然核电荷数也增大，但电子层数成为影响原子半径的主要因素，原子半径逐渐增大同周期元素（从左到右）原子半径逐渐减小（除稀有气体元素外）增加的电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷数增加导致的核对外层电子的吸引作用，使原子半径逐渐减小同周期过渡元素（从左到右）原子半径逐渐减小，但变化幅度不大增加的电子都排布在（n-1）d轨道上，它对外层电子的排斥作用与核电荷增加带来的核对电子的有效吸引作用大致相当2.变化规律3.比较微粒半径大小的方法（1）同周期元素，从左到右，原子半径依次减小。（2）同主族元素，从上到下，原子或同价态离子半径依次增大。（3）阳离子半径小于相应的原子半径，阴离子半径大于相应的原子半径，如r（Na+）<r（Na），r（S）<r（S2-）。（4）电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r（S2-）>r（Cl-）>r（K+）>r（Ca2+）。（5）不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r（Fe2+）>r（Fe3+），r（Cu+）>r（Cu2+）。例1下列微粒半径大小比较错误的是（）A.K>Na>Li

B.Na+>Mg2+>Al3+

C.Mg2+>Na+>F-

D.Cl->F->F解析：A对，同主族元素，由上到下原子半径逐渐增大。B对，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。C错，应该为F->Na+>Mg2+。D对，同主族元素，由上到下离子半径增大，同种元素的阴离子半径大于相应的原子半径。答案：C例2具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是（）A.1s22s22p63s23p5

B.1s22s22p3C.1s22s22p2

D.1s22s22p63s23p4解析：由核外电子排布知识可知A为氯原子，B为氮原子，C为碳原子，D为硫原子。根据同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素由上到下原子半径逐渐增大，当最外层电子数目相差不大时，一般电子层数越多，原子半径越大，故原子半径最大的是硫原子。答案：D二电离能及其变化规律{1}概念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，常用符号I表示，单位是kJ·mol-1。{2}逐级电离能（1）第一电离能是处于基态的气态原子失去1个电子，生成+1价气态阳离子所需要的能量，符号为I1。表示为M（g）M+（g）+e-

I1（2）第二电离能是由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子所需要的能量，符号为I2。表示为M+（g）M2+（g）+e-

I2（3）依次还有第三电离能I3，第四电离能I4等。I/（kJ·mol-1）NaMgAlSiPSClArI1496738577786101299912561520I245621451181715771903225122972665I369127733274532312912336138223931I49543105401157543564956456451585770I5133531363014830160916273701365407238I61661017995183761978422233849594588781I720114217032329323783253972710611020119953.逐级电离能的变化规律（1）同一元素的电离能按I1、I2、I3……顺序逐级增大。（2）当相邻逐级电离能发生突变时，说明失去的电子所在电子层发生了变化（见下表）。4.第一电离能的变化规律元素第一电离能呈现周期性变化。（1）同周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈现增大的趋势。（2）一般情况下，同主族自上而下，元素的第一电离能逐渐减小。（3）同周期从左到右，过渡元素的第一电离能变化不太规则，第一电离能略有增加。例3［2020·山东泰安高二期末］具有下列电子层结构的原子，其第一电离能由大到小排列正确的是（）①3p能级上只有一对成对电子的原子②最外层电子排布为3s23p6的原子③其3p能级为半充满的原子④正三价的阳离子结构与氖相同的原子A.②③①④ B.③①②④ C.①②③④ D.②④①③解析：由已知条件可知，①为S、②为Ar、③为P、④为Al。同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，但ⅡA、ⅤA族反常，比相邻后一主族元素原子的第一电离能大，所以第一电离能由大到小排列为Ar>P>S>Al。答案：A5.电离能的应用（1）判断金属原子在气态时失去电子的难易程度一般情况下，电离能越小，表示在气态时该原子越容易失去电子；反之，电离能越大，表示在气态时该原子越难失去电子。（2）确定元素原子的核外电子层排布由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难失去，因此元素的电离能会发生突变。（3）确定元素的化合价如果

，即电离能在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（或只有+n、0）。某元素的逐级电离能，若I2>>I1，则该元素通常显+1价；若I3>>I2，则该元素通常显+2价；若I4>>I3，则该元素通常显+3价。电离能I1I2I3I4……Im/（kJ·mol-1）7401500770010500……例4

［2020·山东临沂高二期末］下表是某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2……表示，单位为kJ·mol-1）。下列关于元素R的判断中一定正确的是（）A.R的最高正价为+3