内容正文:
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
课时2 元素周期律
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课堂导入
在必修阶段我们进行了元素周期律部分内容的学习,知道原子半径会呈现周期性的变化,你还记得影响原子半径大小的因素有哪些吗?
课堂学习
同一周期从左到右,电子能层数相同,随着核电荷数的增大,原子核对电子的吸引力增大,原子半径逐渐减小。
原子半径
同一主族从上到下,核电荷数逐渐增大,电子层数逐渐增多,电子能层数增多为主要因素,原子半径逐渐增大。
由此可见,影响原子半径的因素为:
电子的能层数,电子的能层越多,电子之间的排斥作用使原子半径增大;
核电荷数,核电荷数越大,核对电子的吸引作用就越大,使原子半径减小。
课堂学习
原子半径
微粒半径的比较方法:
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。
r(O2-) ___ r(S2-) ___ r(Se2-) ___ r(Te2-)
r(O2-) ___ r(F-) ___ r(Na+) ___ r(Mg2+) ___ r(Al3+)
r(Fe) ___ r(Fe2+) ___ r(Fe3+) r(K+) ___ r(Mg2+)
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课堂学习
我们知道,许多原子在形成化合物时需要失去或得到电子,这种失电子或得电子的能力应该如何描述?
电离能
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,符号表示为I1,单位为kJ/mol。
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……
电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度:
I1数值越小,原子越容易失去一个电子,金属性越强;
I1数值越大,原子越难失去一个电子,非金属性越强。
课堂学习
电离能
特例:
第IIA族元素的电子排布是全充满的,比较稳定,第一电离能高于第IIIA族元素;
第VA族元素的电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能高于第VIA族元素。
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)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大,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增大趋势;
(2)同族元素从上到下第一电离能逐渐减小;
(3)第一电离能也呈现周期性变化趋势。
过渡元素的第一电离能变化并不规则,一般认为同周期随着核电荷数的增加,第一电离能略有增加。
课堂学习
各级电离能的大小情况为:I1<I2<I3,你能结合具体数据解释原因吗?
电离能
Na(g) = Na+(g) + e-
1s22s22p63s1 → 1s22s22p6
Na+(g) = Na2+ (g) + e-
1s22s22p6 → 1s22s22p5
Mg(g) = Mg+(g) + e-
Mg+(g) = Mg2+(g) + e-
Mg2+(g) = Mg3+(g) + e-
1s22s22p63s2 → 1s22s22p63s1
1s22s22p63s1 → 1s22s22p6
1s22s22p6 → 1s22s22p5
课堂学习
电离能
观察Na和Mg的相关电离能数据,你有没有发现什么规律?
原子失去电子后半径变小,剩余电子离原子核越近,电子受原子核的吸引越强,电离所需的能量也就越大。
根据电离能数据可以确定元素原子核外电子的排布及元素的主要化合价,比如Na的电离能:I1≪I2<I3,表明Na原子核外的电子排布在不同的能层上(K、L、M能层),且最外层上只有一个电子,易失去1个电子形成+1价阳离子。
同一元素的电离能按I1、I2、I3……顺序逐级增大;
相邻的逐级电离能发生突变时,失去电子所在的能层也发生变化。
课堂学习
电离能的数据反映了原子失电子的能力,那如何描述原子得电子的能力呢?
电负性
鲍林在研究化学键键能的过程中发现,对于同核双原子分子来说,化学键的键能会随着原子序数的变化而发生变化,为了半定量或定性的描述各种化学键的键能以及其变化趋势,1932年他首先提出用以描述原子核对电子吸引能力的电负性的概念,并提出了定量衡量原子电负性的计算公式。
电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。
键合电子: