8.专题2 第二单元 第2课时 元素第一电离能和电负性的周期性变化-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题2 原子结构与元素性质 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第二单元 元素性质的递变规律 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 合 作 探 究 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题2　原子结构与元素性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 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减小 易 较大 (2)观察分析如图，总结元素第一电离能的变化规律 ①对同一周期的元素而言，______元素的第一电离能最小，________元素的第一电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从__到__的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。 ②同主族元素，自上而下第一电离能逐渐____，表明自上而下原子越来越__失去电子。 ③具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高，其第一电离能数值____。如稀有气体的第一电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其第一电离能均比同周期相邻元素大。 碱金属 稀有气体 小 (3)逐级电离能 ＋1价气态离子失去__个电子，形成＋2价气态离子所需的最低能量叫做该元素的第__电离能，用I2表示。第三电离能、第四和第五电离能可以以此类推。 3．电离能的应用 (1)根据电离能数据，确定元素原子核外电子的排布。如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个电子层上(K、L电子层)，且最外层上只有一个电子。 一 二 (2)根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。如K：I1≪I2<I3，表明K原子易失去________形成______阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱：I1越大，元素的金属性越弱，非金属性越强。 一个电子 ＋1价 【即学即练】 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)第一电离能小的元素的金属性一定强( ) (2) 同一元素的第一电离能比第二电离能大( ) (3)在所有元素中，氟的第一电离能最大( ) (4)同一周期中，主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大( ) (5)同一周期典型金属元素的第一电离能总是小于典型非金属元素的第一电离能( ) × × × × √ 二、元素的电负性 1．电负性的概念与意义 (1)概念：电负性用来衡量元素在化合物中________的能力。 (2)意义：元素的电负性越大，说明元素原子在化合物中_____________________，反之，则越弱。 (3)参考标准：以氟的电负性为______作为相对标准。 吸引电子 吸引电子的能力越强 4．0 周期表的左下角 2．电负性的周期性变化规律 随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。 (1)同一周期：从左到右，主族元素的电负性________。 (2)同一主族：自上而下，主族元素的电负性______________。 因此电负性大的元素集中在______________，电负性小的元素集中在______________。 逐渐增大 呈现减小的趋势 周期表的右上角 3．“对角线”规则 在元素周期表中，处于左上至右下对角线上的两种元素的电负性的数值近似相等，两者的化学性质比较相似。如铍和铝(电负性均为1.5)、锂和镁等。Be(OH)2和Al(OH)3均具有两性，Li2CO3和MgCO3均难溶于水、受热易分解。 【即学即练】 2．判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)电负性是相对的，所以没有单位( ) (2)元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强( ) (3)金属元素的电负性较小、非金属元素的电负性较大( ) (4)根据“对角线”规则，B和Mg元素的电负性接近( ) √ √ √ × 一、电离能及其应用探究 1．元素周期表中，第一电离能最大的是哪种元素？第一电离能最小的应出现在周期表什么位置？ 提示：最大的是He；最小的应在周期表左下角。 2．碱金属的第一电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？ 提示：碱金属元素的第一电离能越小，原子越容易失电子，碱金属的活泼性越强。 3．为什么钠易形成Na＋，而不易形成Na2＋，镁易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋？ 提示：Na失去一个电子后已达到稳定结构，第二电离能远大于第一电离能，所以钠易形成Na＋，而不易形成Na2＋；Mg失去2个电子后已达到稳定结构，第三电离能远大于第二电离能，所以镁易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋。 4．镁和铝的第一电离能谁大，为什么？ 提示：镁的大。因为当原子的外围电子排布处于半充满、全充满或全空时，原子的能量较低，第一电离能较大。镁的外围电子排布为3s2，铝的外围电子排布为3s23p1，镁的3p轨道全空，3s轨道全充满，故镁的第一电离能大。 1．第一电离能的影响因素及变化规律 (1)影响因素 主要取决于原子的核电荷数、原子半径大小，另外还与其原子的核外电子排布(特别是外围电子排布)有关。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)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f 14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。 (2)①同周期元素第一电离能的变化规律呈现的是一种趋势，ⅡA族和ⅤA族元素会出现反常变化，通常同周期ⅡA族元素的第一电离能比ⅢA族元素高，ⅤA族元素的第一电离能比ⅥA族元素高，这是因为ⅡA族、ⅤA族元素原子的外围电子排布式分别是ns2、ns2np3，np能级是全空或半充满状态，原子较稳定，第一电离能较大。 ②同主族元素的第一电离能，从上到下，逐渐减小。 2．逐级电离能 同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1＜I2＜I3＜…，这是由于原子失去一个电子变成＋1价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对外层电子的吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。 1．下列说法正确的是(　　) A．第3周期中钠的第一电离能最小 B．铝的第一电离能比镁的大 C．在所有元素中，氟的第一电离能最大 D．钾的第一电离能比镁的大 A　[同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故A正确；镁的外围电子排布式为3s2，Mg 3p轨道全空，结构较稳定，而铝的外围电子排布式为3s23p1，铝的第一电离能小于镁，故B错误；根据A选项分析，Ne第一电离能比F的大，故C错误；钾比镁更易失去电子，钾的第一电离能小于镁的，故D错误；答案为A。] 2．(2022·南菁高级中学阶段考试)如表所示列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2…表示，单位为kJ·mol－1)，下列关于元素R的判断一定正确的是(　　) I1 I2 I3 I4 … 740 1 500 7 700 10 500 … A．R的最高正化合价为＋3 B．R位于元素周期表中第ⅡA族 C．R原子最外层有4个电子 D．R基态原子的核外电子排布式为1s22s2 B　[最外层有2个电子，所以R的最高正化合价为＋2价，故A错误；R元素原子最外层有2个电子，所以R位于元素周期表中第ⅡA族，故B正确；R原子最外层有2个电子，故C错误；R元素为第ⅡA族元素，可能为Mg或Be，所以R基态原子的电子排布式不一定为1s22s2，故D错误；答案选B。] 二、电负性及其应用探究 1．按照电负性的递变规律推测：元素周期表中电负性最大的元素和电负性最小的元素位于周期表中的哪个位置？ 提示：根据电负性的递变规律，在元素周期表中，越往右，电负性越大；越往下，电负性越小，由此可知，电负性最大的元素位于周期表的右上角，最小的元素位于周期表的左下角。 2．若两成键元素的电负性之差大于1．7，则形成的化学键一定是离子键吗？ 提示：不一定，如H与F形成的H—F键为共价键。 3．利用电负性怎样判断元素化合价的正与负？ 提示：电负性越大，吸引电子能力越强，则在化合物中显负价；反之，显正价。 4．电负性越大的元素，非金属性越强吗？第一电离能越大吗？ 提示：元素的电负性越大，非金属性越强；但第一电离能不一定越大，例如电负性：N＜O，而第一电离能：N＞O。 电负性的应用 1．判断元素的金属性和非金属性及其强弱 (1)金属元素的电负性一般小于1．8，非金属元素的电负性一般大于1．8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 (2)金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 2．判断元素的化合价 (1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。 (2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。 3．判断化学键的类型 (1)如果两种成键元素间的电负性差值大于1．7，它们之间通常形成离子键。 (2)如果两种成键元素间的电负性差值小于1．7，它们之间通常形成共价键。 1．下列说法不正确的是(　　 ) A．第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大 B．电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度 C．元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强 D．NaH的存在能支持可将氢元素放在第ⅦA族的观点 A　[第ⅠA族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以电负性从上到下逐渐减小，第ⅦA族元素从上到下非金属性逐渐减弱，所以电负性从上到下逐渐减小，故A错误；金属元素的电负性一般小于1．8，非金属的电负性一般大于1．8，所以电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度，故B正确；元素的电负性表示其原子在化合物中吸引电子能力的大小，元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强，故C正确；NaH中的H元素为－1价，则H可以放在第ⅦA族中，故D正确。] 2．(2022·溧水高级中学下学期调研)我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3，下列有关元素F、S、O、N的说法正确的是(　　) A．电负性：F＞O＞N＞S B．第一电离能：F＞S＞O＞N C．最高正价：F＞S＝O＞N D．S原子的基态原子核外未成对电子数最多 A　[元素的非金属性越强，其电负性越大。由于元素的非金属性：F＞O＞N＞S，则元素的电负性大小顺序为：F＞O＞N＞S，A正确；元素的非金属性越强，其第一电离能越大，同一周期元素第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA族元素原子核外电子处于全充满、半充满的稳定状态，其第一电离能比同一周期相邻元素的大，故这四种元素的第一电离能大小顺序：F＞N＞O＞S，B错误；在化合物中F没有正价，O一般情况下也没有正价，C错误；基态原子核外未成对电子数：F原子只有1个，S原子和O原子均有2个，N原子有3个，所以N原子未成对电子数最多，D错误；故合理选项是A。] 1．下列各组元素的电负性大小顺序正确的是(　　) A．P＜N＜O＜F　　　　　　 B．S＜O＜N＜F C．Si＜Na＜Mg＜Al D．Br＜H＜Zn A　[同周期，从左到右，元素电负性逐渐增大，从上到下元素电负性逐渐减小，则电负性：S＜N＜O＜F、Si＞Al＞Mg＞Na、Br＞H＞Zn，故选A。] 2．元素周期表中，按照第一电离能由大到小顺序排列，错误的是(　　 ) A．Be、Mg、Ca B．Mg、Ca、K C．He、Ne、Ar D．O、N、C D　[Be、Mg、Ca处于同一主族，同一主族自上而下元素的第一电离能逐渐减小，故Be、Mg、Ca元素第一电离能依次减小，A正确；Mg、Ca处于同一主族，K、Ca处于同一周期，同一周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，所以Mg、Ca、K第一电离能依次减小，B正确；He、Ne、Ar为同族元素，故He、Ne、Ar元素第一电离能逐渐减小，C正确；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，D错误。] 3．现有4种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列比较中，正确的是(　　) A．第一电离能：④>③>②>① B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③＝②>① A　[由题干信息可知，①1s22s22p63s23p4即为S；②1s22s22p63s23p3即为P；③1s22s22p3即为N；④1s22s22p5即为F，据此分析解题。同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅤA族反常，同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，故第一电离能：④>③>②>①，A正确；同一周期从左往右主族元素原子半径依次减小，同一主族从上往下元素原子半径依次增大，故原子半径：②>①>③>④，B错误；同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小，故电负性：④>③>①>②，C错误；主族元素的最高正价等于其最外层电子数(O、F除外)，故最高正化合价： ①>③＝②，D错误；故答案为A。] 4．(1)Ni是元素周期表中第28号元素，第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。 (2)基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________________，BN中B元素的化合价为________。 解析：　(1)Ni有2个未成对电子，第2周期所含元素的基态原子中有2个未成对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性较小的元素为C(碳)。 (2)B的原子序数为5，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N都属于第2周期元素，同周期自左至右元素的电负性逐渐增大，故电负性较大的是N；B属于ⅢA族元素，化合价为＋3价。 答案：　(1)C(碳)　(2)1s22s22p1　N　 ＋3 5．1828年，德国化学家弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸铵与硫酸铵人工合成了尿素。尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料。尿素也是一种重要的工业原料，在160 ℃分解制备异氰酸和氨气，化学方程式为CO(NH2)2 eq \o(――→,\s\up17(160 ℃)) HCNO＋NH3。 (1)在上述反应所涉及的各元素中，原子半径最大的元素是________。 (2)在上述物质中有三种元素处于同周期，完成下列填空： ①气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是____________________； ②元素的第一电离能由大到小的顺序是____________________； ③元素的电负性由大到小的顺序是____________。 (3)氰酸有两种结构，一种分子内含有三键H—O—C≡N，称为氰酸，另一种分子内不含三键H—N＝C＝O，称为异氰酸。则异氰酸分子中碳元素的化合价是____________。 答案：　(1)C　(2)①H2O>NH3>CH4　②N>O>C　③O>N>C　(3)＋4 $$