内容正文:
第3节 元素性质及其变化规律
第1课时 原子半径及其变化规律
课程标准
素养目标
1.通过了解原子半径的周期性变化规律,让学生能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。
2.理解电离能的概念及其变化规律,通过对电离能的认识理解原子结构与元素性质的关系。
3.理解电负性的概念及其变化规律,通过对电负性的认识理解原子结构与元素性质的关系。
1.宏观辨识与微观探析:了解同周期、同主族元素性质的递变规律。
2.证据推理与模型认知:通过了解原子半径的周期性变化,能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因。
知识点 原子半径及其变化规律
1.原子半径的递变规律
同主族
从上到下,随着原子序数的逐渐增大,原子半径逐渐__增大__
同周期
从左到右,随着原子序数的增大,核电荷数越大,原子半径逐渐__减小__
同一周期过渡元素
从左到右,原子半径变化幅度__不大__
2.元素原子得失电子的能力
利用原子半径和价电子数,人们可以定性解释元素周期表中元素原子得失电子能力所呈现的递变规律。
(1)同周期主族元素原子的电子层数相同,从左到右原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此,除稀有气体元素外,同一周期主族元素从左到右,元素原子失去电子的能力越来__越弱__,获得电子的能力越来__越强__。
(2)同主族元素原子的价电子数相同,但自上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引作用逐渐减弱。因此,自上而下,金属元素原子失去电子的能力越来__越强__,非金属元素原子获得电子的能力越来__越弱__。
同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是:位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。
[思考探究]
1.(1)同周期、同主族元素原子半径递变规律的原因是什么?
(2)如何比较相邻周期不同主族的两种元素原子的半径?
(3)是否电子层数多的元素的原子半径一定大于电子层数少的元素的原子半径?
提示:(1)同周期,核电荷数依次增加,原子核对外层电子吸引力逐渐增强。
同主族:能层数依次增加,原子核对外层电子吸引力逐渐减弱。
(2)找出其中一种元素的同主族元素作为参照物进行比较,如比较A、B的原子半径,可引入C元素,它们在元素周期表中的相对位置是,可得出原子半径大小顺序为r(A)>r(C)>r(B)。
(3)不正确。此规律仅适用于主族元素,而对于副族元素、Ⅷ族元素、0族元素原子半径大小不适用此规律。
2.(1)同周期元素性质的递变规律有哪些?
(2)同主族元素性质的递变规律有哪些?
提示:(1)同周期自左向右,电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,元素的原子失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。
(2)同主族元素自上而下,最外层电子数相同,电子层数递增,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,元素的原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。
[归纳提升]
1.比较微粒半径大小的方法
(1)同周期主族元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着原子序数的增大,半径都依次减小。如第3周期:①Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl;②Na+>Mg2+>Al3+;③P3->S2->Cl-。
(2)同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径和阴离子半径:随着核电荷数增大,半径依次增大。如:①ⅠA族Li<Na<K<Rb<Cs;②ⅠA族Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+;③ⅦA族F-<Cl-<Br-<I-。
(3)核外电子排布(即电子层结构)相同的离子半径:随核电荷数增大,半径依次减小。如离子半径:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+、P3->S2->Cl->K+>Ca2+。
(4)同种元素形成的粒子半径:阳离子<中性原子<阴离子,且阳离子价态越高,半径越小。如粒子半径:Fe3+<Fe2+<Fe,Cl<Cl-,H+<H<H-。
(5)核电荷数和电子数都不同的粒子,一般通过参照物判断。如比较Al3+和S2-的半径,可找出O2-作为参照物来比较,因为离子半径Al3+<O2-、O2-<S2-,故Al3+<S2-。
[易错提醒] 对微粒半径的认识误区
(1)微粒半径要受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响,并不是单独地取决于某一方面的因素。
(2)原子电子层数多的原子半径不一定大,如锂的原子半径为0.152 nm,而氯的原子半径为0.099 nm。
(3)对于同一种元素,并不是原子半径一定大于离子半径。如Cl-的半径大于Cl的半径。
2.
1.(2021·盘锦高二检测)下列各组微粒半径的比较正确的是( )
①Cl<Cl-<Br- ②F-<Mg2+<Al3+
③Ca2+<Ca<Ba ④S2-<Se2-<Br-
A.①和③ B.①和