1.2.2 原子半径与电离能 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第二节 原子结构与元素性质 第2课时 原子半径与电离能 课程标准 核心素养目标 1.能从原子结构的角度理解原子半径、元素第一电离能的递变规律，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。 2.通过对原子半径、元素第一电离能递变规律的学习，并能利用认知模型解释元素性质的规律性和特殊性。 1．宏观辨识和微观探析：通过学习原子结构与元素性质的关系，培养学生“宏观辨识和微观探析”的学科素养。 2．证据推理和模型认知：通过原子结构和元素在周期表中的位置分析其他元素的位置及性质，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。 一、原子半径 1．影响原子半径大小的因素 (1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的 将使原子的半径增大。 (2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，将使原子的半径 。 2．原子半径的递变规律 (1)同周期：从左到右，核电荷数越大，原子半径 。 (2)同主族：从上到下，核电荷数越大，原子半径 。 二、元素的电离能 1．元素第一电离能的概念与意义 (1)概念 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 叫做第一电离能，符号：I1。 (2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的 。第一电离能数值越小，原子越 失去一个电子；第一电离能数值越大，原子 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(氢和碱金属)的第一电离能 ，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能 ，即一般来说，同周期随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈 趋势。 (2)同一族，从上到下第一电离能逐渐 。 3．电离能的应用 (1)判断元素的金属性、非金属性强弱：I1越大，元素的 性越强；I1越小，元素的 性越强。 (2)逐级电离能的应用 ①逐级电离能 含义：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)===M2＋(g)＋e－　I3(第三电离能) 逐级电离能的变化规律 a．同一元素的电离能按I1、I2、I3……顺序逐级 。 b．当相邻逐级电离能发生突变时，说明失去的电子所在的能层发生了变化。 ②应用 根据电离能数据确定元素原子核外电子的排布及元素的化合价，如Li：I1≪I2＜I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层)，且最外层上只有一个电子，易失去一个电子形成＋1价阳离子。 【特别提醒】电离能的影响因素及特例 (1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。 (2)具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素原子稳定性较高，其电离能数值较大，如稀有气体的电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其电离能均比同周期相邻元素的大。一般情况，第一电离能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。 探究一　微粒半径大小比较探究 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？ 2．是否能层数多的元素的原子半径一定大于能层数少的元素的原子半径？ 3．若短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构。 (1)四种元素在元素周期表中的相对位置如何？ (2)原子序数从大到小的顺序是什么？ (3)离子半径由大到小的顺序是什么？ 1.原子或离子半径的比较方法 (1)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。例如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。 (2)能层结构相同的离子：核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。 (3)带相同电荷的离子：能层数越多，半径越大。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜ r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。 (4)核电荷数、能层数均不同的离子：可选一种离子参照比较。例如：比较r(K＋)与r(Mg2＋)，可选r(Na＋)为参照，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。 2.粒子半径比较的一般思路 (1)“一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。 (2)“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。 (3)“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。 【例1】(2023·山西省实验中学高二期末)下列关于粒子半径的比较不正确的是