1.3.2 元素的电离能、电负性及其变化规律学案

skybamboo · 发表于 5 小时前

第一章原子结构与元素性质
第3节　元素性质及其变化规律
第2课时元素的电离能、电负性及其变化规律

1．了解电离能的概念及其内涵，认识主族元素电离能的变化规律，知道电离能与元素化合价的关系。
2．知道主族元素电负性与元素性质的关系，认识主族元素电负性的变化规律。　　　　　

电离能和电负性的含义及其变化规律

1.原子半径变化规律：同一周期从左到右原子半径逐渐；同一主族从上到下原子半径逐渐。
2.元素原子得失电子能力变化规律：同一周期从左到右失电子能力逐渐，得电子。同一主族从上到下失电子能力逐渐，得电子。
3.元素金属性和非金属性的变化规律：同一周期从左到右金属性逐渐，非金属性；同一主族从上到下金属性逐渐，非金属性。

电离能及其变化规律

1.电离能的定义：，符号，单位。

第一电离能：，符号，

第二电离能：，符号。

第三电离能。。。。。。

同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I1 I2 <I3……。

2.电离能的意义

可以运用元素的电离能数据来判断金属元素的原子在气态时失去电子的。电离能越小，表示在气态时该元素的原子(或离子)电子；反之，电离能越大，表示在气态时该元素的原子(或离子)电子。

【思考】根据Li、Mg的电离能数据，思考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＋？

【观察思考】观察图1-3-4，请你说明元素的第一电离能随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化规律，并从原子结构的角度加以解释。

3.元素第一电离能的变化规律
(1)对于同一周期的元素而言，元素的第一电离能最小，元素的第一电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从到的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。
(2)同主族元素，总体上自上而下第一电离能逐渐，表明自上而下原子越来越失去电子。
(3)过渡元素的第一电离能的变化不太规则，随着元素原子序数的增加，第一电离能总体上略有增加。这是因为对这些元素的原子来说，增加的电子大部分排布在或轨道上，原子核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。
【思考】第二周期Be第一电离能大于B,N大于O；第三周期Mg大于Al,P大于S的原因是什么？
【迁移应用】判断下列元素间的第一电离能的大小：
Na K;  O N; N P;  F Ne;
Mg Al； SP;  Cl S； Cl Ar。
三．电负性及其变化规律
1.电负性的定义：。
2.电负性的意义：元素的电负性越大，其原子在化合物中吸引电子的能力;元素的电负性越小，其原子在化合物中吸引电子的能力。
3.电负性的变化规律：
（1）主族元素，同一周期从左到右，元素的电负性;
（2）同一主族自上而下，元素的电负性。
（3）电负性大的元素集中在元素周期表的，电负性小的元素集中在元素周期表的。
4.电负性的应用：
(1)判断金属性和非金属性的强弱
通常，电负性小于的元素为金属元素(大部分)；电负性越小，金属性；电负性大于的元素为非金属元素(大部分)；电负性越大，非金属性，非金属性最强的元素是。
(2)判断化合物中元素化合价的正负
化合物中，电负性大的元素易呈现价；电负性小的元素易呈现价。
(3)判断化学键的类型
电负性差值大的元素原子之间主要形成；电负性相同或差值小的非金属元素原子之间主要形成。
【迁移应用】比较下列元素电负性的大小。
  (1)Li______Na，(2)O______F，(3)Si______P，  (4)K______Ca，(5)Mg_____Al，(6)N______O。
【交流研讨】元素的原子半径、第一电离能、电负性等从不同角度对元素性质进行了描述，请你利用教材中所给出的短周期元素的原子半径、第一电离能及电负性数据，通过作图寻找它们之间的关系和规律，以及它们与金属活动性顺序之间的关系。基于图象对这些关系和规律进行描述和讨论，并与同学分享你的体会。
【归纳总结】

项目	同周期(从左→右)	同主族(从上→下)
原子核外电子排布
原子半径
原子得、失电子能力
元素金属性、非金属性
电离能
电负性

【课堂小结】

1．下列原子的价电子排布中，对应元素第一电离能最大的是(　　)
A．3s23p1       B．3s23p2    C．3s23p3       D．3s23p4
2．下列说法正确的是(　　)
A．第3周期中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的大
3．按第一电离能递增的顺序排列的是(　　)
A．Li、Na、K       B．Na、Al、S
C．P、Si、Al       D．Cl、Br、I
4．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．X元素可能显＋4价
B．X为非金属元素
C．X为第5周期元素
D．X的单质与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋
5．下列元素中，电负性最大的是(　　)
A．O    B．B    C．N       D．C
6．下列原子的价电子排布中，电负性最小的是(　　)
A．3s2       B．3s23p3    C．3s23p4       D．3s23p5
7．下列关于元素电负性大小的比较，不正确的是(　　)
A．O＜S＜Se＜Te       B．C＜N＜O＜F
C．P＜S＜O＜F       D．K＜Na＜Mg＜Al
8．下列有关元素的电负性的说法正确的是(　　)
A．主族元素的电负性越大，元素的第一电离能一定越大
B．在元素周期表中，同周期元素的电负性从左到右越来越小
C．K原子的电负性小于Na原子的电负性
D．在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价
9．现有四种元素的基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3　④1s22s22p4。则下列有关比较正确的是(　　)
A．原子半径：③>②>①             B．电负性：④>③>②>①
C．第一电离能：④>③>②>①       D．最高正化合价：④>③>②>①
10．某主族元素原子的第一、二、三、四各级电离能依次为899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，试分析该元素所在的族序数为(　　)
A．ⅠA族       B．ⅡA族 C．ⅢA族          D．ⅣA族
11．不能说明X的电负性比Y的大的是(　　)
A．X单质比Y单质容易与H2化合
B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强
C．X原子的最外层电子数比Y原子的多
D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
检测反馈答案
1．【答案】C
【解析】四个选项中C中3p轨道属于半充满状态，稳定性强，第一电离能最大。
2．【答案】A
【解析】同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故A项正确，C项不正确；由于镁的价电子排布式为3s2，Mg具有3p轨道全空的较稳定结构，而铝的价电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的，B项不正确；钾比镁更易失去电子，钾的第一电离能小于镁的，D项不正确。
3．【答案】B
【解析】同周期元素从左到右，第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小。

【答案】D

【解析】根据电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以X元素原子最外层有3个电子，在化学反应中容易失去3个电子，形成＋3价阳离子，故A错误，D正确；X元素可能位于ⅢA族，ⅢA族有金属元素也有非金属元素，根据已知条件无法确定X元素是否为非金属元素，也无法确定X元素所在的周期数，故B、C错误。
5．【答案】A
【解析】由电负性变化规律知O电负性最大。
6．【答案】A
【解析】同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，A、B、C、D分别为Mg、P、S、Cl，故Mg的电负性最小，选A。
7．【答案】A
【解析】同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小。
8．【答案】CD
【解析】主族元素的电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能有特例，如电负性O>N，但第一电离能N>O，A项错误；一般来说，在元素周期表中，元素的电负性从左到右越来越大，B项错误。
9．【答案】B
【解析】四种元素分别为①1s22s22p63s23p2，为Si；②1s22s22p63s23p3，为P；③1s22s22p3，为N；④1s22s22p4，为O。Si、P同周期，N、P同主族，则原子半径：Si>

>N，即①>②>③，A错误；同周期中，随原子序数的递增，电负性逐渐增大，同主族中，原子序数越大，电负性越小，则电负性：O>N>

>Si，④>③>②>①，B正确；同周期中，第一电离能有增大的趋势，但核外电子处于全充满或半充满时，第一电离能比其后的原子大，第一电离能：N>O>

>Si，即③>④>②>①，C错误；N、P的最高正价为＋5价，Si的为＋4价，O的为0价(一般情况下)，则最高正化合价：③＝②>①>④，D错误。
10．【答案】B
【解析】根据该元素的第一、二、三、四各级电离能数据大小可知，第二和第三电离能相差最大，发生突跃现象，说明该原子失去两个电子时较易，即最外层有2个电子，故为ⅡA族元素。
11．【答案】C
【解析】电负性大说明非金属性强，A、B、D三项均能说明X的非金属性比Y的强。而原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力，即不能说明电负性的大小。

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[鲁科版] 1.3.2 元素的电离能、电负性及其变化规律 学案

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