2.2.2 元素第一电离能的周期性变化-2020～2021学年高二化学下学期教学同步辅导（苏教版 物质结构与性质）

2.2.2 元素第一电离能的周期性变化 【学习目标】 1.了解元素第一电离能的概念。 2.了解元素第一电离能的变化规律。 3.掌握元素第一电离能与元素的原子结构之间的关系。 4.学会利用元素的电离能判断元素的化合价和微粒结构的稳定性 【核心知识点】 1.元素第一电离能的变化规律。 2.元素第一电离能的应用。 【基础知识梳理】 一、元素的第一电离能 1.定义 元素的_______原子失去___________形成+1价________所需的_______能量，符号I1。 M(g) - e- → M+(g) 2.元素第一电离能的意义 衡量元素的气态原子失去一个电子的_________。 第一电离能数值越小，原子_______失去一个电子；第一电离能数值越大，原子______失去一个电子。 3.元素的第一电离能变化规律 同主族元素，随核电荷数增加，第一电离能________________。 同一周期的主族元素，随核电荷数增加，第一电离能______________________。 对同周期元素来说，_________的第一电离能最小，_____________的第一电离能最大。 二、元素的电离能与原子结构的关系 1.第一电离能与原子核外电子排布的关系 原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成________、__________和_________结构时，该元素具有较大的第一电离能。如：I1(N)____I1(O)、I1(Mg)____I1(Al)。 2.元素的电离能与原子核外电子排布的关系 （1）同一元素的各级电离能逐级变大，即I1____I2____I3……。 （2）电离能突然变大，说明原子的__________发生了变化，由此可以判断该元素原子的电子层结构和主要化合价。 【核心知识巩固】 一、元素的第一电离能的周期性变化规律 1.同周期元素 随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小（稀有气体除外），原子核对核外电子的吸引力越来越强，因此元素的第一电离能总体上呈现增大的趋势，表示元素原子失电子越来越难。 同一周期内，氢和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。 2.同主族元素 自上而下，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力越来越弱，元素的原子越来越容易失去电子，因此元素的第一电离能逐渐减小，表示元素的原子失电子越来越易。 3.元素第一电离能与原子的核外电子排布的关系 通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。 同一周期中，第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的第一电离能要大，第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的第一电离能要大，这是因为第ⅡA族元素的最外层的p轨道呈全空状态，第ⅤA族元素的最外层p轨道呈半充满状态。全空状态和半充满状态相对稳定。 二、元素的电离能的变化规律 （1）电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。 （2）原子的逐级电离能越来越大（I1<I2<I3……），原子首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去能量较低的电子，所需要的能量较多。 （3）当相邻逐级电离能突然变大时说明电子层发生了变化，即同一电子层中电子层能量相近，不同电子层中电离能有很大的差距。 三、电离能的应用 1.确定元素核外电子排布 如Li：I1<<I2<I3，表明Li原子核外三个电子的排布在两个电子层上（K、L电子层），且最外层只有一个电子。 2.确定元素在化合物中的化合价 如K：I1<<I2<I3，表明K原子易失去一个电子，形成+1价阳离子。 3.判断元素的金属性、非金属性强弱 第一电离能用来衡量原子失去电子的难易，一般，I1越大，元素的非金属性越强，I1越小，元素的金属性越强。 【课堂检测】 1.比较下列元素的第一电离能大小： （1）N、O、F _____________ （2）He、Ne、Ar _______________ （3）Na、Mg、Al ____________ （4）F、Cl、Br ________________ 2.电离能是指由蒸气状态的孤立原子移去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需的能量为第一电离能(I1)，移去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。 现有5种元素A、B、C、D、E，其中I1～I3分列下表。 元素 I1/eV I2/eV I3/eV A 13.0 23.9 40.0 B 4.3 31.9 47.8 C 5.7 47.4 71.8 D 7.7 15.