内容正文:
第一章
原子结构与性质
第二节 原子结构与元素性质
课时2
原子结构的变化
元素
周期律
元素化学性质的周期性变化
同族、同周期化学性质的递变性
结构
性质
决定
同族、同周期核外电子排布的递变性
体现
体现
本质
元素原子半径的周期性变化
元素化合价的
周期性变化
同族、同周期原子半径的递变性
体现
同族、同周期化合价的递变性
体现
图1-21 主族元素原子半径的周期性变化
电子能层越多,电子间的 使原子半径增大。
核电荷数越大,核对电子的吸引作用就越大,使原子半径 。
影响原子半径大小的因素
电子的能层数:
减小
核电荷数:
排斥作用
原子半径的递变规律
越大
同周期:从左至右,核电荷数越大,半径_______。
同主族:从上到下,核电荷数越大,半径_______。
越小
一、原子半径的周期性变化
r(Cl-)___r(Cl)
r(Fe)___r(Fe2+)___r(Fe3+)
>
>
>
同种元素的离子半径
阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。
能层结构相同的离子
r(O2-)___r(F-)___r(Na+)__r(Mg2+)__r(Al3+)
>
>
>
>
核电荷数越大,半径越小。
核电荷数、能层数均不同的离子
r(Al3+)___r(S2-)
可选r(O2-)为参照
径小序大,阴前阳后
>
可选一种离子参照比较。
一、原子半径的周期性变化
P3-
Al3+
例2:短周期中原子半径最小的是_____,原子半径最大的是_____;离子半径最小的是_____,离子半径最大的是_____。
H
Na
H+
P3-
例1:第三周期简单离子半径最小的是?最大的是?
Na+、Mg2+、Al3+、P3-、S2-、Cl-
粒子半径比较的一般思路
1
一看能层数。能层多,半径大。
2
二看核电荷数。若能层数相同,序大径小。
3
三看核外电子数。若能层数、核电荷数均相同,数大径大。
一、原子半径的周期性变化
电子的能层数多的原子半径不一定大,比如锂的原子半径为0.123nm,而氯的原子半径为0.099nm。
第一电离能
气态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
符号:I1
单位:kJ/mol
M(g)- e-=M+(g)
【思考】根据第一电离能思考什么叫第二电离能?
第二电离能I2
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
同一原子: I1 <I2 <I3 <I4 <…
【思考】什么同一原子的逐级电离能依次增大?
一级电离能较小,二级、三级电离能越来越大,更不易失去电子,因为离原子核越近,电子受原子核的吸引越强,所需电离的能量也就越大。
以此类推,还有第三、第四电离能等
二、第一电离能的周期性变化
电离能越大
失去电子所需能量越多
越难失电子
电离能越小
失去电子所需能量越小
越易失电子
电离能可以衡量元素原子失去电子的难易程度
思考:预测电离能的周期性变化趋势?
同主族元素从上到下,第一电离能逐渐_______
同周期主族元素从左到右,第一电离能逐渐_______
增大
减小
二、第一电离能的周期性变化
图1-22 元素的第一电离能的周期性
同主族,从上到下第一电离能逐渐 。
减小
电离能呈现周期性的递变。
原子核对电子的吸引力越弱,第一电离能越小。
二、第一电离能的周期性变化
同周期:从左到右,元素的第一电离能整体趋势_____
原子核对电子的吸引力越强,第一电离能越大。
ⅠA族元素第一电离能最低,
零族元素第一电离能最高。
增大
二、第一电离能的周期性变化
思考:第ⅡA元素和第ⅤA元素的反常现象如何解释?
↑↓
↑
ns
np
↑↓
ns
ⅡA
ⅢA
B和Al的第一电离能失去的电子是np能级的,该能级电子的能量比左边Be和Mg失去的ns能级电子的高
↑↓
↑
↑
↑
ns
np
↑↓
↑↓
↑
↑
ns
np
ⅤA
ⅥA
N和P的电子排布式半充满的,比较稳定,电离能较高。
二、第一电离能的周期性变化
第一电离能增大
第一电离能增大
大家想一想,第一电离能与元素金属性有什么关系?
元素金属性越强,第一电离能越小。
元素非金属性越强,第一电离能越大。
二、第一电离能的周期性变化
思考与讨论1:碱金属的电离能与碱金属的活泼性有什么关系?
第一电离能越小,碱金属的活泼性越强。
思考与讨论2:金属活动性顺序与相应电离能大小顺序为什么不一致?
金属活动性顺序: 在水溶液中金属原子失去电子的能力;
电离能:金属原子在气态失去电子成为气态阳离子能力(是原子气态时活泼性的量度);因两者对应的条件不同,所以二者不完全一致
第一电离能(kJ/mol)
钠 496
钙 590、1145(I2)