1.3.1 电离能及其变化规律-2021-2022学年高中化学选修3【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第3节　原子结构与元素性质 第1课时　电离能及其变化规律 目标与素养：1.理解电离能的概念及第一电离能的周期性变化规律。(宏观辨识与微观探析)2.能运用电离能解释元素的性质及第一电离能与原子半径、核外电子排布周期性变化的关系。(科学探究) 一、电离能及其意义 1．电离能 (1)概念：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。 (2)符号：I，单位：kJ·mol－1。 2．电离能的分类 M(g)M＋(g)M2＋(g) M3＋(g)…且I1＜I2＜I3。 3．电离能的意义 (1)电离能越小，该气态原子越容易失去电子。 (2)电离能越大，该气态原子越难失去电子。 (3)运用电离能数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。 二、电离能变化规律及其影响因素 1．递变规律 (1) (2)同种元素的原子，电离能逐级增大。 2．影响因素 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氮原子的原子半径及第一电离能都比氧原子的大。(√) (2)M(g)―→M2＋(g)＋2e－所需能量不是第二电离能。(√) (3)因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能依次增大。(×) (4)同周期元素，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大。(√) 2．下列关于电离能的说法正确的是(　　) A．同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，金属性逐渐增强 B．钠的电离能I2≫I1，说明钠元素常显＋1价，镁的电离能I3≫I2，则镁常显＋1和＋2价 C．Na原子在不同状态失去1个电子所需能量相同 D．同一原子的电离能大小I1＞I2＞I3 A　[B项镁的电离能I3≫I2，则镁常显＋2价；C项Na原子在基态和激发态时失去1个电子所需能量不相同；D项对同一原子的电离能来说I1<I2<I3，故选A。] 3．下列有关电离能的说法中，正确的是 (　　) A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强 B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量 C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大 D．可通过一种元素各级电离能的数值判断元素可能的化合价 D　[元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子，A不正确；电离能是气态原子或离子失去核外一个电子需要的最低能量，B不正确；从总的变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如N＞O，C不正确。] 影响电离能的因素 1.元素第一电离能的变化趋势图 元素的第一电离能的周期性变化 2．影响电离能的因素 电离能的数值大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径以及原子的电子构型。 (1)一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数逐渐增大，原子的半径逐渐减小，核对最外层电子的引力逐渐加大，因此，越靠右的元素越不易失去电子，电离能也就越大。 (2)同一主族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径逐渐增大起主要作用，因此半径越大，核对最外层电子的引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。 (3)电子构型是影响电离能的第三个因素 某些元素具有全充满或半充满的电子构型，稳定性也较高，如ⅡA族Be、Mg等元素原子的最外层s原子轨道全满，p原子轨道全空，ⅤA族N、P等元素原子p原子轨道为半充满状态，0族元素(He除外)原子p原子轨道为全满状态，均稳定，所以它们比左右相邻的元素的第一电离能大。 3．逐级电离能 (1)定义：原子的＋1价气态基态离子再失去1个电子所需要的最低能量叫做第二电离能，依次类推。可以表示为： M(g)===M＋(g)＋e－　I1(第一电离能)； M＋(g)===M2＋(g)＋e－　I2(第二电离能)； M2＋(g)===M3＋(g)＋e－　I3(第三电离能)。 (2)变化规律 ①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价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对电子的吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难于失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理，I3>I2、I4>I3、……、In＋1>In。 ②元素的逐级电离能逐渐增大并且会发生一个突变即突然增大多倍，这是由于电子是分层排布的，主族元素几乎不能失去内层电子的缘故。如Na原子的I1、I2、I3的值分别是(单位为kJ·mol－1)496、4 562、6 912，在I1和I2之间发生突变。 【典例1】　第一电离能I1是指气态原子X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。 (1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________<Al