1.1原子结构 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

册 别：选择性必修2 学 科：高中化学（人教版） 册 别：选择性必修2 学 科：高中化学（人教版） 1.1原子结构 元素周期律 元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变 元素周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。 元素原子的核外电子排布、原子半径、化合价、金属性和非金属性等 【旧知回顾】 1.原子半径的递变规律 2.影响原子半径的因素（两个相反因素） 电子的能层数：能层越多，电子之间的排斥作用将使原子半径增大 核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用越大，原子半径减小 原子半径增大 原子半径减小 (1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径越小。 (2)同主族：从上到下，核电荷数越大，半径越大。 当讨论原子半径变化趋势时，要同时考虑以上两个因素，有时要注意分析哪个因素起主导作用。 任务一 原子半径 思考1：如何用这两种因素解释原子半径的递变趋势？ 原子半径增大 原子半径减小 提示：同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，主要原因是：同周期主族元素电子的能层数相同，从左到右，核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势，大于最外层电子数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势。 同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，主要原因是：同主族元素从上到下，电子能层数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势，大于核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势。 【思考讨论】 提示： H+、H、H— 三种微粒的核电荷数完全相同，核外电子数不同，核外电子越多排斥越强，半径越大。故同种元素的阴离子半径大于其原子半径，原子半径大于其阳离子半径，即r(H+) > r(H) > r(H-). （1）比较同种元素的原子与其对应离子半径的大小，如比较 H+、H、H—的半径大小。 【深度思考】 提示: 短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则： a－2＝b－1＝c＋3＝d＋1，且A、B在周期表中C、D的下一周期。如图 故原子序数大小为：a＞b＞d＞c。 C D B A （2）若短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构。原子序数从大到小的顺序是什么？离子半径由大到小的顺序是什么？ 四种离子的电子层结构相同，能层数相同，核外电子数相同，排斥力相同，原子序数越大，核电荷数越大，核对电子的吸引增强而引起原子半径减小，故离子半径大小为：C3－＞D－＞B＋＞A2＋。 【深度思考】 碱金属元素的化学性质 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 价电子排布 Li - 1e- = Li+ Na - 1e- = Na+ K - 1e- = K+ Cs - 1e- = Cs+ Rb - 1e- = Rb+ --- 相似性（易失去一个电子） 任务二 电离能 碱金属元素的化学性质 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 价电子排布 --- 递变性（失电子能力增强） 原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 能层增加 原子半径增大 失去最外层电子能力增强 思考2：如何寻求定量衡量原子得失电子能力的方法？ 任务二 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。上述表述中“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。 M(g)= M+(g) + e- M+(g)= M2+(g) + e- 第一电离能 第二电离能 …… …… 电离能越小 气态原子（离子）越易失电子 思考3：原子的第一电离能随核电荷数的递增有什么规律呢？ 任务二 电离能 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 结论1：同主族元素从上到下，第一电离能逐渐变小。 电离能的递变规律 【规律探索】 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 结论1：同主族元素从上到下，第一电离能逐渐变小。 电离能的递变规律 结论2：同周期元素从左到右第一电离能表现为由低到高的趋势。 【规律探索】 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 电离能的递变规律 思考4：Be、Mg、N、P比同周期相邻元素的第一电离能都要高，为什么？ 2s2 3s2 2s22p3 3s23p3 S轨道全充满，较稳定。 P轨道半充满，较稳定。 提示： ⅡA族元素的价电子排布为ns2，p轨道为全空状态，比较稳定。ⅤA族元素的价电子排布为ns2np3，p轨道为半充满状态，比较稳定。这使得它们不易失去电子，第一电离能较大。 第一电离能反常： ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA 【深度思考】 逐级电离能和元素常见化合价的关系 4066 713 6282 Na(g) Na+(g) + e- 1s22s22p63s1 1s22s22p6 Na+(g) Na2+(g) + e- 1s22s22p6 1s22s22p5 难 难 1239 928 8830 难 思考5：请从原子结构角度分析原子的逐级电离能为什么增大，逐级电离能与元素化合价有什么关系？ 提示：随着电子的逐个失去，阳离子所带电荷越来越多，再失去电子需克服的引力越大，所以逐级电离能越大。 钠的第一电离能比第二电离能小很多，说明失去第一个电子比失去第二个电子更容易， 所以钠容易失去一个电子形成+1价钠离子；以此规律可说明镁、铝易失去电子形成+2、+3价离子。 【深度思考】 例1:某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 kJ·mol－1、1757 kJ·mol－1、14840 kJ·mol－1、18025 kJ·mol－1，则该元素在元素周期表中位于（ ） A.第ⅠA族 B.第ⅡA族 C.第ⅢA族 D.第ⅣA族 B 【小试牛刀】 例2:X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是(　　) A．X的原子半径比Y小 B．X和Y的核电荷数之差为m－n C．离子半径：Xm＋> Y n－ D．第一电离能：X<Y D bY aX a－m＝b＋n a－b＝m＋n 【小试牛刀】 原子半径、电离能的递变规律小结 原子半径、电离能呈现周期性的递变 电离能呈增大趋势 能层数 原子半径逐渐增大 核电荷数 【归纳提升】 【下节提示】 什么是电负性，电负性的周期性变化规律又如何呢？ 同学们，再见 $$