内容正文:
第2课时 元素周期律
新课程标准
核心素养
1.了解元素的电离能、电负性的含义。
2.能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
3.理解元素原子半径、元素的第一电离能、电负性的周期性变化。
1.宏观辨识与微观探析:能从原子结构角度理解原子半径、元素的第一电离能和电负性及递变规律,能利用递变规律比较原子(离子)半径、元素第一电离能的相对大小,能利用元素的电负性解释元素的某些性质。
2.证据推理与模型认知:理解元素的第一电离能、电负性与元素金属性、非金属性之间的关系,形成结构决定性质的认知模型,并能运用该模型分析“位—构—性”之间的关系。
课前预习新知
知|识|梳|理
知识点一
原子半径
1.影响原子半径大小的因素。
2.原子半径大小的变化规律。
(1)同周期从左到右,原子半径逐渐减小。
(2)同主族从上到下,原子半径逐渐增大。
微思考
1.元素周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径的变化趋势如何?如何理解这种趋势?
提示:同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,其主要原因是同周期主族元素电子的能层数相同,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引作用也就越大,将使原子的半径减小。
2.能层数多的元素的原子半径是否一定大于能层数少的元素的原子半径?
提示: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Li的原子半径大于Cl的原子半径。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.核外能层结构相同的单核粒子,半径相同。 (×)
2.质子数相同的不同单核粒子,电子数越多,半径越大。 (√)
3.各元素的原子半径总比其离子半径大。 (×)
4.同周期元素从左到右,原子半径、离子半径均逐渐减小。 (×)
知识点二
电离能
1.元素第一电离能的概念与意义。
(1)概念。
①第一电离能:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能,符号:I1。
②逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能,第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加困难,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1<I2<I3……
(2)意义。
可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子;第一电离能数值越大,原子越难失去一个电子。
2.元素第一电离能变化规律。
(1)每个周期的第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,即一般来说,随着核电荷数的递增,元素的第一电离能呈增大趋势。
(2)同一族,从上到下第一电离能逐渐减小。
微思考
1.元素周期表中,第一电离能最大的是哪个元素?第一电离能最小的应出现在元素周期表什么位置?
提示:最大的是He;最小的应在元素周期表左下角。
2.第二周期中,第一电离能介于B和N之间的有几种元素?分别是哪几种?
提示:Be、C、O,共3种。
3.下表数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能:
元素
Na
Mg
Al
电离能/
(kJ·mol-1)
496
738
578
4 562
1 451
1 817
6 912
7 733
2 745
9 543
10 540
11 575
13 353
13 630
14 830
16 610
17 995
18 376
20 114
21 703
23 293
(1)为什么同一元素的电离能逐级增大?
(2)为什么钠、镁、铝的化合价分别为+1价、+2价、+3价?
提示:(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,原子核对电子的吸引作用增强,因而第二个电子比第一个电子更难失去,故I2>I1,同理I3>I2。
(2)钠的I1比I2小很多,电离能差值很大,说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多,所以Na容易失去一个电子变成+1价离子;Mg的I1和I2相差不多,而I3比I2大很多,说明Mg容易失去2个电子形成+2价离子;Al的I1、I2、I3相差不多,而I4比I3大很多,所以Al容易失去3个电子形成+3价离子。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.第一电离能越大的原子失电子的能力越强。 (×)
2.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小。 (√)
3.铝的第一电离能比镁的第一电离能大。 (×)
4.H的第一电离能大于C的第一电离能。 (√)
5.在所有元素中,氟元素的第一电离能最大。 (×)
6.同一周期中,主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大。 (×)
7.同一周期典型金属元素的第一电离能总