山东省临清三中高中化学 第1章第2节 原子结构与元素的性质课件 新人教版选修3

第二节原子结构与元素的性质第二节原子结构与元素的性质学习目标学习目标1.了解元素周期表与原子结构的关系。了解元素周期表与原子结构的关系。2.掌握同周期主族元素从左到右，最高化合价和掌握同周期主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性、原子半径的变最低化合价、金属性和非金属性、原子半径的变化规律。化规律。3.掌握同主族元素从上到下，金属性和非金属性、掌握同主族元素从上到下，金属性和非金属性、原子半径的变化规律。原子半径的变化规律。4.能说出元素电离能、电负性的含义，能应用元能说出元素电离能、电负性的含义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。素的电离能说明元素的某些性质。课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第二二节节原原子子结结构构与与元元素素的的性性质质课前自主学案课前自主学案一、元素周期系一、元素周期系1碱金属元素基态原子的电子排布碱金属元素基态原子的电子排布碱金属碱金属原子序原子序数数周期周期基态原子的电子排布基态原子的电子排布式式锂锂3二二1s22s1或或He2s1钠钠11三三1s22s22p63s1或或_Ne3s1碱金碱金属属原子序原子序数数周期周期基态原子的电子排布式基态原子的电子排布式钾钾19四四_或或Ar4s1铷铷37五五_或或Kr5s1铯铯55六六1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或或_1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d104s24p65s1Xe6s1思考感悟思考感悟1.由碱金属元素在周期表中的位置和价电子排由碱金属元素在周期表中的位置和价电子排布式，可以看出碱金属元素所在的周期与电子布式，可以看出碱金属元素所在的周期与电子层数有何关系？层数有何关系？【提示提示】碱金属元素的周期数电子层数。碱金属元素的周期数电子层数。2元素周期系的形成元素周期系的形成(1)周期系的形成周期系的形成随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现_，就开始建立一个新的电子层，随后，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，个电子，出现出现_；这样形成一个；这样形成一个_，循，循环往复形成周期系。环往复形成周期系。碱金属碱金属稀有气体稀有气体周期周期(2)原因：原因：_的周期性重的周期性重复。复。原子核外电子排布原子核外电子排布二、元素周期表二、元素周期表1周期表的结构周期表的结构2周期与族周期与族(1)周期：具有相同的周期：具有相同的_的元素按照的元素按照原子序数原子序数_的顺序排列成的一个横行。的顺序排列成的一个横行。(2)族：周期表中，有族：周期表中，有_个纵列，除个纵列，除_三个纵列叫第三个纵列叫第族外，其余族外，其余15个个纵列每一个纵列标作一族。纵列每一个纵列标作一族。电子层数电子层数递增递增188、9、10思考感悟思考感悟2结合元素周期表，分析各族元素的族序数与价结合元素周期表，分析各族元素的族序数与价电子排布的关系。电子排布的关系。【提示提示】主族元素的价电子排布为主族元素的价电子排布为ns12或或ns2np15，族序数等于价电子数；零族元素的价电，族序数等于价电子数；零族元素的价电子排布为子排布为ns2np6(He除外除外)；过渡元素；过渡元素BB族族元素的价电子排布为元素的价电子排布为(n1)d10ns12，族序数与最，族序数与最外层电子数相等，外层电子数相等，BB族元素的价电子排布族元素的价电子排布为为(n1)d15ns12，族序数等于价电子数，族序数等于价电子数，族的族的价电子排布通常为价电子排布通常为(n1)d68ns2。三、元素周期律和原子半径三、元素周期律和原子半径1元素周期律元素周期律元素的性质随元素的性质随_的递增发生周期性的递增发生周期性递变的规律。递变的规律。2原子半径原子半径(1)决定因素决定因素核电荷数核电荷数增大增大越大越大越小越小(2)变化规律变化规律电子电子能层数能层数增大增大不变不变增大增大减小减小思考感悟思考感悟3是否电子的能层数多的元素的原子半径一定是否电子的能层数多的元素的原子半径一定大于电子的能层数小的元素的原子半径？大于电子的能层数小的元素的原子半径？【提示提示】不一定，原子半径的大小由核电荷数不一定，原子半径的大小由核电荷数与电子的能层数两个因素综合决定，如碱金属元与电子的能层数两个因素综合决定，如碱金属元素的原子半径比它下一周期卤素原子的半径大。素的原子半径比它下一周期卤素原子的半径大。四、电离能四、电离能1概念概念_原子失去一个电子转化为气原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的态基态正离子所需要的_叫做第一叫做第一电离能。电离能。2元素第一电离能的意义元素第一电离能的意义衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值电离能数值_，原子越容易失去一个电子。，原子越容易失去一个电子。气态电中性基态气态电中性基态最低能量最低能量越小越小3元素第一电离能的变化规律元素第一电离能的变化规律(1)同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈现电离能呈现_的趋势。的趋势。(2)同族元素从上到下第一电离能逐渐同族元素从上到下第一电离能逐渐_。增大增大减小减小思考感悟思考感悟【提示提示】应远大于其第一电离能的应远大于其第一电离能的2倍。因为倍。因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能最小，再失去的电子是能级较低的电子，离能最小，再失去的电子是能级较低的电子，且失去电子后离子所带正电荷对电子吸引力更且失去电子后离子所带正电荷对电子吸引力更强，从而使电离能越来越大。强，从而使电离能越来越大。五、电负性五、电负性1键合电子和电负性的含义键合电子和电负性的含义(1)键合电子键合电子元素相互化合时，原子中用于形成元素相互化合时，原子中用于形成_的的电子。电子。(2)电负性电负性用来描述不同元素的原子对用来描述不同元素的原子对_吸引力吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力力_。化学键化学键键合电子键合电子越大越大2衡量标准衡量标准以氟的电负性为以氟的电负性为_和锂的电负性为和锂的电负性为_作为相作为相对标准，得出各元素的电负性对标准，得出各元素的电负性(稀有气体未计稀有气体未计)。3递变规律递变规律(1)同周期，自左到右，元素原子的电负性逐渐同周期，自左到右，元素原子的电负性逐渐_。(2)同主族，自上到下，元素原子的电负性逐渐同主族，自上到下，元素原子的电负性逐渐_。4.01.0变大变大变小变小4应用：判断金属性、非金属性强弱应用：判断金属性、非金属性强弱强强强强金属金属非金属非金属六、对角线规则六、对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与在元素周期表中，某些主族元素与_的的主族元素的电负性接近，有些性质相似，被称为主族元素的电负性接近，有些性质相似，被称为“对角线规则对角线规则”。如：如： 右下方右下方课堂互动讲练课堂互动讲练核外电子排布与元素周期表核外电子排布与元素周期表1核外电子排布与周期的划分核外电子排布与周期的划分(1)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数数周周期期外围电子排布外围电子排布各周期各周期增加的增加的能级能级元素元素种类种类A族族0族族最外层最多最外层最多容纳电子数容纳电子数一一1s11s221s2二二2s12s22p682s、2p8周期周期外围电子排布外围电子排布各周期增加的能各周期增加的能级级元素种元素种类类A族族0族族最外层最多容纳最外层最多容纳电子数电子数三三3s13s23p683s、3p8四四4s14s24p684s、3d、4p18五五5s15s25p685s、4d、5p18六六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七七7s187s、5f、6d(未完未完)26(未完未完)(2)核外电子排布与周期划分的关系核外电子排布与周期划分的关系根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。差较大。每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的能层数等于元素的周期序数。大的能层数等于元素的周期序数。2核外电子排布与族的划分核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价层电子排布。族的划分依据是原子的价层电子排布。(1)同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在电子全部排布在ns或或nsnp轨道上。价电子数与族轨道上。价电子数与族序数相同。序数相同。(2)稀有气体的价电子排布为稀有气体的价电子排布为1s2或或ns2np6。(3)过渡元素过渡元素(副族和副族和族族)同一纵行原子的价层电同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为子排布基本相同。价电子排布为(n1)d110ns12，BB族元素的价电子数与族序数相同。族元素的价电子数与族序数相同。特别提醒：特别提醒：(1)价电子数：主族元素的外围电子为价电子数：主族元素的外围电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属原子的外围该元素原子的最外层电子。如碱金属原子的外围电子排布为电子排布为ns1。副族元素的外围电子与其最外层电子和内层电子副族元素的外围电子与其最外层电子和内层电子有关。如铁元素原子的外围电子排布为有关。如铁元素原子的外围电子排布为3d64s2。(2)由元素的价电子层排布式可知元素在周期表中由元素的价电子层排布式可知元素在周期表中的位置，如：的位置，如：3s23p5为第三周期第为第三周期第A族元素，族元素，即，周期数电子层数最高能层数，即，周期数电子层数最高能层数，主族序数价电子数。主族序数价电子数。同样，由主族元素在元素周期表中的位置可以推同样，由主族元素在元素周期表中的位置可以推断其价电子排布式。断其价电子排布式。写出写出13Al、24Cr、26Fe、33As等元素原子的电等元素原子的电子排布式，并判断它们在元素周期表中的位置。子排布式，并判断它们在元素周期表中的位置。13Al：_24Cr：_26Fe：_33As：_【解析解析】Al的核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，其最大能层数为，其最大能层数为3，所以其周期为第三周期；其，所以其周期为第三周期；其价电子总数价电子总数(外围电子总数外围电子总数)为为3，所以其位于第，所以其位于第A族。族。Cr的核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其最大能层数为，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期；其，所以其周期为第四周期；其价电子总数价电子总数(外围电子总数外围电子总数)为为6且具有且具有d轨道，所以轨道，所以其位于第其位于第B族。族。Fe的核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，其最大能层数为，其最大能层数为4，所以其，所以其周期为第四周期；其价电子总数周期为第四周期；其价电子总数(外围电子总数外围电子总数)为为8，所以其位于第，所以其位于第族。族。As的核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，其最大能层数为，其最大能层数为4，所，所以其周期为第四周期；其价电子总数以其周期为第四周期；其价电子总数(外围电子总外围电子总数数)为为5，所以其位于第，所以其位于第A族。族。【答案答案】Al：1s22s22p63s23p1第三周期第第三周期第A族族Cr：1s22s22p63s23p63d54s1第四周期第第四周期第B族族Fe：1s22s22p63s23p63d64s2第四周期第第四周期第族族As：1s22s22p63s23p63d104s24p3第四周期第第四周期第A族族【规律方法规律方法】原子结构与元素在周期表中的位原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。置是有一定的关系的。(1)原子核外电子层数决定所在周期数；周期数原子核外电子层数决定所在周期数；周期数最大能层数最大能层数(钯除外，钯除外，46Pd：Kr4d10，最大能层数，最大能层数是是4，但是在第五周期，但是在第五周期)。(2)外围电子总数决定排在哪一族。如外围电子总数决定排在哪一族。如29Cu：3d104s1,10111尾数是尾数是1且有且有d轨道，所以是轨道，所以是B族。族。变式训练变式训练1X、Y、Z是是AA族的三种非金族的三种非金属元素，它们在周期表中的位置如图所示，试回属元素，它们在周期表中的位置如图所示，试回答：答：(1)X元素单质的化学式是元素单质的化学式是_。(2)Y元素的原子结构示意图是元素的原子结构示意图是_。Y与与Na所形成化合物的电子式为所形成化合物的电子式为_。XYZ(3)Z元素的名称是元素的名称是_，从元素原子得失电，从元素原子得失电子的角度看，子的角度看，Z元素具有元素具有_性，若从性，若从Z元元素在周期表中所处位置看，它具有这种性质的原素在周期表中所处位置看，它具有这种性质的原因是因是_，其价电子排布式为其价电子排布式为_。解析：解析：在元素周期表中，非金属元素位于元素周在元素周期表中，非金属元素位于元素周期表中的右上方，三元素均为非金属元素，必位期表中的右上方，三元素均为非金属元素，必位于于A、A、A三个主族，则可认定三个主族，则可认定X必为氟，必为氟，Y为硫，为硫，Z为砷。为砷。答案：答案：(1)F2元素周期表的分区元素周期表的分区1根据核外电子排布根据核外电子排布(1)分区分区(2)各区元素化学性质及原子最外层电子排布特各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点点分区分区元素分布元素分布外围电子排外围电子排布布元素性质特点元素性质特点s区区A、A族族ns12除氢外都是活除氢外都是活泼金属元素泼金属元素p区区A族族A族、族、0族族ns2np16(He除外除外)最外层电子参最外层电子参与反应与反应(0族元族元素一般不考虑素一般不考虑)分区分区元素分布元素分布外围电子排外围电子排布布元素性质特点元素性质特点d区区B族族B族、族、族族(n1)d19ns12(Pd除除外外)d轨道也不同程轨道也不同程度地参与化学度地参与化学键的形成键的形成ds区区B族、族、B族族(n1)d10ns12金属元素金属元素f区区镧系、锕系镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学镧系元素化学性质相近，锕性质相近，锕系元素化学性系元素化学性质相近质相近2.根据元素金属性与非金属性根据元素金属性与非金属性特别提醒：特别提醒：(1)过渡元素均为金属元素，但金属过渡元素均为金属元素，但金属元素却不都是过渡元素，如碱金属、碱土金属元素却不都是过渡元素，如碱金属、碱土金属等。等。(2)处于金属与非金属交界线处于金属与非金属交界线(又称梯形线又称梯形线)附近附近的非金属元素具有一定的金属性，被称为半金的非金属元素具有一定的金属性，被称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。属或准金属，但不能叫两性非金属。在研究原子核外电子排布与元素周期表的在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起，据此，人们将元素周期表分为五个区，并一起，据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。，如图所示。(1)在在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价电子的电子云形状为其原子的价电子的电子云形状为_。(2)在在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，区中，族序数最大、原子序数最小的元素，它常见离子的电子排布式为它常见离子的电子排布式为_。(3)在在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价电子排布式为其原子的价电子排布式为_。(4)在在p区中，第二周期区中，第二周期A族元素原子的价电子的族元素原子的价电子的电子排布图为电子排布图为_。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们处当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们处在元素周期表的在元素周期表的_区中。区中。【解析解析】(1)s区包括区包括A族和族和A族，族序数最大、族，族序数最大、原子序数最小的元素应是第二周期原子序数最小的元素应是第二周期A族的族的Be，其，其电子排布式为电子排布式为1s22s2，价电子排布式为，价电子排布式为2s2，其电子，其电子云形状为球形。云形状为球形。(2)d区包括区包括BB族和族和族，其中族序数最大、族，其中族序数最大、原子序数最小的元素应该是第四周期原子序数最小的元素应该是第四周期族的族的Fe。Fe原子的电子排布式为原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。Fe的的常见离子为常见离子为Fe2和和Fe3。(3)ds区包括区包括B族和族和B族，族序数最大、原子序族，族序数最大、原子序数最小的元素是数最小的元素是Zn，B族价电子的电子排布结族价电子的电子排布结构特征是构特征是(n1)d10ns2，故，故Zn的价电子排布式为的价电子排布式为3d104s2。(4)在在p区中，位于第二周期区中，位于第二周期A族的元素是族的元素是N，其，其最外层电子排布式为最外层电子排布式为2s22p3，则电子排布图为：，则电子排布图为：(5)铀和钚在铀和钚在f区。区。【答案答案】(1)球形球形(2)Fe2：1s22s22p63s23p63d6；Fe3：1s22s22p63s23p63d5(3)3d104s2互动探究互动探究(1)某元素的价电子排布式为：某元素的价电子排布式为：4d55s1该元素位于该元素位于元素周期表中的哪一区？元素周期表中的哪一区？(2)所有非金属元素都在所有非金属元素都在p区吗？区吗？【提示提示】(1)因其价电子排布为因其价电子排布为4d55s1，故其位，故其位于元素周期表中的于元素周期表中的d区；区；(2)绝大多数非金属元素在绝大多数非金属元素在p区，但区，但H却位于却位于s区。区。【规律方法规律方法】(1)主族元素的价电子总数等于族主族元素的价电子总数等于族序数，序数，s区元素价电子特征排布为区元素价电子特征排布为ns12，价电子数，价电子数等于主族序数。等于主族序数。p区元素价电子特征排布为区元素价电子特征排布为ns2np16，价电子总数等于主族序数。，价电子总数等于主族序数。(2)s区、区、d区、区、ds区都是金属元素区都是金属元素(氢元素除外氢元素除外)s区有区有2个纵列，个纵列，d区有区有8个纵列，个纵列，ds区有区有2个纵列；个纵列；从元素的价电子层结构可以看出，从元素的价电子层结构可以看出，s区、区、d区、区、ds区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子及倒数第二层的及倒数第二层的d电子，呈现金属性，所以电子，呈现金属性，所以s区区(H除外除外)、d区、区、ds区都是金属元素。区都是金属元素。变式训练变式训练2下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A所有金属元素都分布在所有金属元素都分布在d区和区和ds区区B最外层电子数为最外层电子数为2的元素都分布在的元素都分布在s区区C元素周期表中元素周期表中B族到族到B族族10个纵行的元素个纵行的元素都是金属元素都是金属元素Ds区均为金属元素区均为金属元素解析：解析：选选C。s区除区除H外均为金属元素，故外均为金属元素，故D项错项错误；误；B项如项如He、Zn等虽最外层电子数为等虽最外层电子数为2但却不但却不是是s区元素。周期表中区元素。周期表中B族族B族为过渡元素，族为过渡元素，全部为金属元素。全部为金属元素。比较微粒半径大小的方法比较微粒半径大小的方法原原子子半半径径(1)同周期元素，随着原子序数递增，其原同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小子半径逐渐减小(稀有气体除外稀有气体除外)。例：例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)(2)同主族元素，随着电子层数递增，其原同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。子半径逐渐增大。例：例：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)离子离子半径半径(1)同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。子大于高价阳离子。例：例：r(Cl)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)(2)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。例：例：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：例：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，r(O2)r(S2)r(Se2)r(Te2)(4)核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较例：比较r(K)与与r(Mg2)可选可选r(Na)为参照：为参照：r(K)r(Na)r(Mg2)特别提醒：特别提醒：可用可用“三看三看”法快速判断简单微粒半法快速判断简单微粒半径大小：径大小：“一看一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。层数越多，半径越大。“二看二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，荷数越大， 半径越小。半径越小。“三看三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。相同时，核外电子数越多，半径越大。具有相同电子层结构的三种微粒具有相同电子层结构的三种微粒An、Bn和和C，下列分析正确的是，下列分析正确的是()A原子序数关系：原子序数关系：CBAB微粒半径关系：微粒半径关系：r(Bn)r(An)C微粒微粒C是稀有气体元素的原子是稀有气体元素的原子D原子半径关系是：原子半径关系是：r(A)r(B)CB，A项错误；因项错误；因An和和Bn具有相同的具有相同的电子层结构，阴离子半径大于阳离子半径，即电子层结构，阴离子半径大于阳离子半径，即r(Bn)r(An)，B项错误；项错误；An 、Bn都应具有稀有气都应具有稀有气体原子的电子层结构，体原子的电子层结构，C的电子层结构与的电子层结构与An、Bn相同，所以相同，所以C必为稀有气体元素的原子；必为稀有气体元素的原子；B、C为同为同一周期的元素，而一周期的元素，而A应处于应处于B、C的下一周期，故的下一周期，故A的原子半径应大于的原子半径应大于B。故。故C项正确，项正确，D项错误。项错误。【答案答案】C解析：解析：选选C。从。从Li到到Cs，最外层电子均达到稳，最外层电子均达到稳定结构，电子层数依次增多，半径依次增大，定结构，电子层数依次增多，半径依次增大，正确；从正确；从F到到I，最外层电子排布相同，电子层，最外层电子排布相同，电子层数依次增多，半径依次增大，数依次增多，半径依次增大，正确；正确；Na、Mg2、Al3、F、O2的核外电子排布相同，核电荷的核外电子排布相同，核电荷数越大，对核外电子的引力越强，离子半径越小，数越大，对核外电子的引力越强，离子半径越小，错，正确排序是错，正确排序是r(Al3)r(Mg2)r(Na)r(F)r(O2)；Fe3、Fe2、Fe的核电荷数相同，的核电荷数相同，失电子越多，其半径越小，失电子越多，其半径越小，错，正确排序是错，正确排序是r(Fe3)r(Fe2)r(Fe)。电离能的有关规律及其应用电离能的有关规律及其应用1电离能的有关规律电离能的有关规律(1)第一电离能第一电离能每个周期的第一种元素每个周期的第一种元素(氢和碱金属氢和碱金属)第一电离第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。势。同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。小。(2)逐级电离能逐级电离能原子的逐级电离能越来越大。原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离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量较低的电子，能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子所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引更强，从而电离能越来越带正电荷对电子的吸引更强，从而电离能越来越大。大。当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离能有很大的差距。如表所示能有很大的差距。如表所示钠、镁、铝的电离能钠、镁、铝的电离能(kJmol1)元素元素电离能电离能 NaMgAlI1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575(3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一致。致。金属活动性顺序表示自左向右，在水溶液中金属原金属活动性顺序表示自左向右，在水溶液中金属原子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，它是金属原态时失去电子成为气态阳离子的能力，它是金属原子在气态时活泼性的量度。由于金属活动性顺序与子在气态时活泼性的量度。由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同，所以二者不可能完全一电离能所对应的条件不同，所以二者不可能完全一致。例如，碱金属元素致。例如，碱金属元素Li、Na、K、Rb、Cs的第的第一电离能分别为一电离能分别为520 kJmol1、496 kJmol1、419 kJmol1、403 kJmol1、376 kJmol1，由，由此可知，气态锂原子最不易失去电子。但在溶液此可知，气态锂原子最不易失去电子。但在溶液中锂原子的金属活动性却最强，其主要原因是锂中锂原子的金属活动性却最强，其主要原因是锂原子形成水合离子时放出的能量最多。原子形成水合离子时放出的能量最多。2电离能的应用电离能的应用(1)判断元素原子核外电子的分层排布，这是由于判断元素原子核外电子的分层排布，这是由于层与层之间电离能相差很大，电离能数值在层与层与层之间电离能相差很大，电离能数值在层与层电子之间呈突跃性变化，而同层内电离能数值层电子之间呈突跃性变化，而同层内电离能数值差别相对较小，如差别相对较小，如Na的第一到第七级电离能分别的第一到第七级电离能分别为为(单位单位 kJmol1)：496、4562、6912、9543、13353、16610、20114。从中明显看出在第一、第。从中明显看出在第一、第二电离能之间有突跃，故可判断二电离能之间有突跃，故可判断Na最外层只有最外层只有1个电子。个电子。(2)判断金属原子在气态时失去电子的难易。判断金属原子在气态时失去电子的难易。(3)判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电子数，进而确定其最高化合价。子数，进而确定其最高化合价。特别提醒：特别提醒：由电离能的递变规律可知：同周期主由电离能的递变规律可知：同周期主族元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，族元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但但A族的族的Be、Mg、Ca的第一电离能较同周期的第一电离能较同周期A族的族的B、Al、Ga的第一电离能要大；的第一电离能要大；A族的族的N、P、As的第一电离能较同周期的第一电离能较同周期A族的族的O、S、Se的第一电离能要大。这是由于的第一电离能要大。这是由于A族元素的最外族元素的最外层电子排布为层电子排布为ns2，为全充满较稳定状态，而，为全充满较稳定状态，而A族元素的最外层电子排布为族元素的最外层电子排布为np3，为半充满状态，为半充满状态，比比A族的族的np4状态稳定。状态稳定。不同元素的气态原子失去最外层一个电子不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量所需要的能量(设其为设其为E)如图所示。如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题：变化特点，并回答下列问题：(1)同主族内不同元素的同主族内不同元素的E值变化的特点是值变化的特点是_，各主族中各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的值的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。变化规律。(2)同周期内，随原子序数增大，同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别值增大。但个别元素的元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是确的是_(填写编号填写编号)。E(砷砷)E(硒硒)E(砷砷)E(硒硒) E(溴溴)E(硒硒)(3)估计估计1 mol气态气态Ca原子失去最外层一个电子所原子失去最外层一个电子所需能量需能量E值的范围：值的范围：_EE(硒硒)、E(溴溴)E(硒硒)。(3)根据同主族、同周期规律可以推测：根据同主族、同周期规律可以推测：E(K)E(Ca)Al，则，则K的电负性为的电负性为0.8，Al的电负的电负性为性为1.5；属于非金属的是；属于非金属的是H、S、O，非金属性：，非金属性：OSH，则电负性，则电负性O为为3.5，S为为2.5，H为为2.1；当；当O与与H、S、Al形成化合物时，由于形成化合物时，由于O的电负性大，所的电负性大，所以以O为负价，其他元素为正价。当形成化合物时，为负价，其他元素为正价。当形成化合物时，电负性差值大于电负性差值大于1.7为共价键，电负性差值小于为共价键，电负性差值小于1.7的为离子键。的为离子键。【答案】【答案】(1)HOAlSK(2)KO(3)负正负正(4)Al2O3、K2OH2O、SO2、SO3互动探究互动探究( (1) )Be的电负性也为的电负性也为1.5，则，则Be能否与强碱溶液反能否与强碱溶液反应？应？ ( (2) )比较比较B与与Cl元素的非金属性强弱。元素的非金属性强弱。【提示】【提示】(1)Be与与Al处于对角线位置，由于处于对角线位置，由于Al能与强碱溶液反应，所以能与强碱溶液反应，所以Be也能与强碱溶液反也能与强碱溶液反应。应。(2)O的电负性为的电负性为3.5，Cl的电负性为的电负性为3.0，所以非，所以非金属性：金属性：OCl。【误区警示】【误区警示】并不是所有电负性差大于并不是所有电负性差大于1.7的元的元素都形成离子化合物，如素都形成离子化合物，如H的电负性为的电负性为2.1，F的的电负性为电负性为4.0，电负性差为，电负性差为1.9，但，但HF为共价化合为共价化合物，应注意这些特殊情况。物，应注意这些特殊情况。变式训练变式训练5已知元素的电负性和元素的化合价已知元素的电负性和元素的化合价等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：种元素的电负性：元元素素AlBBeCClFLiMgNNaOPSSi电电负负性性1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8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，形成时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形时，形成共价键。成共价键。(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是有的变化规律是_。(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_；解析：解析：元素的电负性随原子序数的递增呈周期性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：变化。据已知条件及表中数值：Mg3N2中电负性中电负性差值为差值为1.8，大于，大于1.7，形成离子键，为离子化合，形成离子键，为离子化合物；物；BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于，均小于1.7，形成共价键，为共价化合，形成共价键，为共价化合物。物。答案：答案：(1)随原子序数的递增，元素的电负性与原随原子序数的递增，元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化子半径一样呈周期性变化(2)离子化合物共价化合物共价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