2.2.2 元素第一电离能的周期性变化（同步课件）-高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第二册）

第二节 元素性质的递变规律 课时2 元素第一电离能和 电负性的周期性变化 第二章 原子结构与元素性质 授课人： 学习目标 1．从微观角度认识核外电子排布的周期性变化是元素的原子半径、第一电离能周期性变化的根本原因，建立“位—构—性”的本质关联。2．建立比较元素原子半径大小及第一电离能大小的认知模型，能够利用认知模型比较原子半径及第一电离能的大小，培养证据推理与模型认知核心素养。 金属性 原子失电子的能力 定性 电离能 定量 一、元素第一电离能的周期性变化 一、元素第一电离能的周期性变化 1、第一电离能 某元素的气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量 符号：I1 保证“能量最低” 单位：kj/mol M(g)-e- → M+(g) 一、元素第一电离能的周期性变化 第一电离能可以衡量元素的气态原子失去一个电子的难易程度。 1、第一电离能 第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子 第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子 一、元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 思考：随原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么规律？ 一、元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 原因：一般来说，同主族元素的原子最外层电子数相同，随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，第一电离能逐渐减小。 规律1：同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。 一、元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 原因：同一周期的主族元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的递增，最外层电子数增加，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，第一电离能呈现增大的趋势。 规律2：同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。 一、元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 规律3：同一周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大。 一、元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 思考：镁的第一电离能比铝大，磷的第一电离能比硫大，为什么？ 一、元素第一电离能的周期性变化 3s23p1 3s23p4 3s23p3 3s2 写出镁、铝、磷、硫的外围电子排布式 s轨道处于全充满状态 p轨道处于半充满状态 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。 一、元素第一电离能的周期性变化 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。 第三周期元素第一电离能的大小关系为：I1(Ar)>I1(Cl)>I1(P)>I1(S)>I1(Si)>I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na)。 规律4：第一电离能：第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素， 第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素 第ⅡA族元素的s轨道全满，最外层p轨道全空 第ⅤA族元素的最外层p轨道半满 一、元素第一电离能的周期性变化 M+(g)-e-→M2+(g) 第一电离能 I1 +1价气态离子失去1个电子，形成+2价气态离子所需要的最低能量 单位：kj/mol M(g)-e- → M+(g) 第二电离能 I2 M2+(g)-e-→M3+(g) 第三电离能 I3 +2价气态离子失去1个电子，形成+3价气态离子所需要的最低能量 …… …… 2、逐级电离能 一、元素第一电离能的周期性变化 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<… ②当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化 钠、镁元素的第一、二、三电离能 一、元素第一电离能的周期性变化 3、电离能的应用 01 确定元素原子的核外电子排布 如：Li的逐级电离能I1≪I2<I3,表明： Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，且最外层上只有一个电子。 一、元素第一电离能的周期性变化 3、电离能的应用 02 判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数 如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。 如K：I1≪I2＜I3，表明： K原子易失去一个电子形成＋1价阳离子。 一、元素第一电离能的周期性变化 3、电离能的应用 03 判断元素的金属性、非金属性强弱 I1越大，元素的非金属性越强(稀有气体元素除外); I1越小，元素的金属性越强。 典例解析 例