专题2 第2单元 第2课时 元素第一电离能和电负性的周期性变化-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（苏教版）

该高中化学课件聚焦元素第一电离能和电负性的周期性变化，从概念解析入手，通过全空、半充满、全充满等特例分析，搭建原子结构与性质递变的学习支架，衔接元素周期律等前置知识。 其亮点是以“概念-规律-应用-反馈”螺旋结构整合内容，结合基础辨析题培养科学思维，通过Mg、P电离能反常及电负性差值判断化学键等实例深化化学观念，助力学生提升分析能力，教师可借助分层练习实施精准教学。

专题2　原子结构与元素性质 第二单元　元素性质的递变规律 第二课时　元素第一 电离能和电负性的 周期性变化 1.能够解释主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律。2.能利用电负性判断周期表中元素性质的递变规律，推断化学键的类型。3.初步形成不同事物之间存在内在联系的观点。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 随堂提升 03 学习理解 一、电离能 1．概念 (1)第一电离能 某元素的________________________形成_____________________所需要的_____________，叫做该元素的第一电离能，用符号_______表示。 (2)逐级电离能 元素的____________________________，形成___________________所需要的_____________叫做该元素的第二电离能，用I2表示，第三电离能、第四电离能和第五电离能可以此类推。 气态原子失去一个电子 +1价气态阳离子 最低能量 I1 +1价气态离子失去一个电子 +2价气态离子 最低能量 学习理解 5 2．第一电离能的意义 可以衡量元素的_________________________的_______________。第一电离能数值越小，原子越__________________；第一电离能数值越大，原子越_______________。 3．第一电离能的变化规律 (1)同周期：主族元素从左往右，第一电离能呈________趋势(有例外)。 (2)同主族：从上到下，第一电离能逐渐________。 气态原子失去一个电子 难易程度 容易失去一个电子 难失去一个电子 增大 减小 学习理解 6 (3)元素的第一电离能大小还与其原子的核外电子排布(特别是_______________)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______________、___________________和___________________结构时，原子的能量_______，该元素具有_______的第一电离能。例如，Mg的外围电子排布为3s2，s轨道处于_______状态，P的外围电子排布为3s23p3，p轨道处于_______状态，因而Mg、P的第一电离能相对_______。 外围电子排布 全空(p0、d0、f0) 半充满(p3、d5、f7) 全充满(p6、d10、f14) 较低 较大 全充满 半充满 较高 学习理解 7 二、电负性 1．元素电负性的有关概念与意义 (1)概念：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______。 (3)电负性大小的标准：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 弱 4.0 学习理解 8 2．元素电负性的变化规律 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，主族元素的电负性从左到右逐渐________，元素的非金属性逐渐________ ，金属性逐渐________ 。 (2)同一主族，元素的电负性从上到下呈________的趋势，元素的金属性逐渐________，非金属性逐渐________。 增大 增强 减弱 减小 增强 减弱 学习理解 9 三、对角线规则(又称斜线关系) 1．定义：指元素周期表中某一元素及其化合物的性质与它__________或__________的另一元素及其化合物的性质相类似。 2．在第2、3周期中，具有典型“对角线”规则的元素有三对：锂与______；铍与______；硼与_______。 左上方 右下方 镁 铝 硅 学习理解 10 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)第一电离能小的元素金属性一定强。(　　) (2)根据元素周期律，N与O相比，后者的第一电离能大。(　　) (3)根据第一电离能判断元素原子失电子能力，根据电负性判断元素原子得电子能力。(　　) (4)电负性是相对的，没有单位。(　　) (5)金属元素的电负性一定小于1.8。(　　) (6)形成化合物时，电负性越小的元素，越易显负价。(　　) (7)一般情况下，电负性相差越大的两种元素，越易形成离子化合物。(　　) × √ × √ × × √ 学习理解 11 探究应用 知识点一　电离能及其应用 1．电离能 (1)第一电离能的变化规律 ①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，同周期中从左到右主族元素的第一电离能呈增大的趋势。 ②同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。 ③ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，如第二周期主族元素的第一电离能大小：Li<B<Be<C<O<N<F。 探究应用 13 (2)逐级电离能 ①元素的逐级电离能越来越大。 首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引更强，从而电离能越来越大。 探究应用 14 ②当电离能突然变大很多时说明电子层发生了变化，即同一电子层中电离能相近，不同电子层中电离能有很大的差距。钠、镁、铝的电离能(kJ·mol－1)如表所示： 元素 电离能 Na Mg Al I1 496 738 578 I2 4562 1451 1817 I3 6912 7733 2745 I4 9543 10540 11575 探究应用 15 2．电离能的应用 (1)确定元素原子核外电子的排布 由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难失去，因此当元素原子失去不同电子层的电子时，电离能会发生突变。 (2)确定元素在化合物中的化合价 如Mg元素I1<I2≪I3，表示Mg原子容易失去两个电子形成＋2价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱 一般，I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。 探究应用 16 1．同周期元素具有下列外围电子排布的原子中，第一电离能最小的是(　　) A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6 解析：ns2np3处于半充满状态，ns2np6处于全充满状态，均是能量较低的状态，不易失去电子，而ns2np4和ns2np5比较，ns2np4容易失去一个电子变成ns2np3半充满的较稳定状态，因此更容易失去电子，第一电离能最小。 探究应用 17 2．下列有关电离能的说法中，正确的是(　　) A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强 B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量 C．同一周期中，主族元素第一电离能从左到右越来越大 D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价 解析：A项，元素的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；B项，第一电离能是气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子需要的最低能量；C项，从总的变化趋势上看，同一周期中主族元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如第一电离能：N＞O。 探究应用 18 3．如图表示X元素的基态原子失去电子数与对应电离能的对数值的关系，试推测X可能位于(　　) A．ⅠA族 B．ⅡA族 C．ⅢA族 D．ⅣA族 解析：图中纵坐标表示X元素的各级电离能的对数值，由图可知X元素的第二和第三电离能之间有突变，说明它容易失去两个电子，所以它可能是ⅡA族元素。 探究应用 19 知识点二　电负性的应用 1．判断元素金属性、非金属性强弱 探究应用 20 2．判断化合物中元素的化合价 (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。 4．在元素周期表中，某些主族元素与其左上方或右下方的主族元素的电负性接近，如Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2；Be、Al的电负性分别为1.5、1.5；B和Si的电负性分别为2.0、1.8。说明它们对键合电子的吸引力相当，表现出的性质相似，被称为“对角线规则”。 探究应用 21 [说明]　(1)不能把电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。 (2)并不是所有电负性差值大于1.7的原子间都形成离子键，如：H的电负性为2.1，F的电负性为4.0，电负性差值为1.9，但HF为共价化合物。 (3)电离能可用来衡量元素原子失去电子的能力，而电负性可用来衡量元素原子吸引电子的能力。原子较难失去电子，不一定较易得到电子；同样，原子较难得到电子，不一定较易失去电子，如稀有气体元素的原子既难得到电子，又难失去电子。 探究应用 22 4．下列说法不正确的是(　　) A．ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而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的能力越强 D．NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点 解析：同主族自上而下元素的电负性逐渐减小，A错误。 探究应用 23 5．锂和镁在元素周期表中的特殊“对角线”关系，使它们的性质相似。下列有关锂及其化合物叙述正确的是(　　) A．Li2SO4难溶于水 B．Li与N2反应产物是Li3N C．LiOH易溶于水 D．LiOH与Li2CO3受热都很难分解 解析：锂和镁性质相似，则Li2SO4易溶于水，LiOH难溶于水，Li2CO3受热易分解。 探究应用 24 6．一些元素的电负性数值如表，判断下列化合物：①NaF　②AlCl3　③NO　④MgO　⑤BeCl2 ⑥CO2 (1)属于共价化合物的是___________(填序号，下同)。 (2)属于离子化合物的是________。 ②③⑤⑥ 元素 Al B Be C Cl F Li 电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 元素 Mg N Na O P S Si 电负性 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 ①④ 探究应用 25 随堂提升 1．下列说法正确的是(　　) A．第3周期元素中钠的第一电离能最小 B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大 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第一电离能大 解析：同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素最大，A正确，C错误；由于Mg的外围电子排布为3s2，而Al的外围电子排布为3s23p1，故铝的第一电离能小于Mg的，B错误；钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D错误。 随堂提升 27 2．下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　) A．Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多 B．P、S、Cl元素的最高化合价依次升高 C．N、O、F电负性依次增大 D．Na、K、Rb第一电离能逐渐增大 解析：同主族元素从上到下元素的第一电离能依次减小，则Na、K、Rb元素的第一电离能依次减小，D错误。 随堂提升 28 3．下列说法正确的是(　　) A．ⅥA族元素中，O的电负性最小 B．最外层都只有一个电子的原子，其性质一定完全相同 C．元素的电负性越大，表示该元素原子在化合物中吸引电子的能力越强 D．同一周期，从左到右，主族元素的电负性逐渐减小 解析：同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则ⅥA族元素中，O的电负性最大，A错误；最外层都只有一个电子的原子，如Na和H，其性质不同，B错误；同一周期，随着原子序数的增大，主族元素的电负性逐渐增大，D错误。 随堂提升 29 4．在第2周期元素中，第一电离能介于B、N之间的元素种数为(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 解析：第2周期第一电离能介于B、N之间的元素有Be、C、O三种。 随堂提升 30 5．已知X、Y元素同周期，且电负性：X>Y，下列说法错误的是(　　) A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价 B．第一电离能Y可能小于X C．最高价含氧酸的酸性：X<Y D．气态氢化物的稳定性：HmY<HnX 随堂提升 31 解析：同周期主族元素从左到右，非金属性依次增强，电负性依次增大。电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故A正确；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但ⅤA族元素的p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于ⅥA族元素，所以第一电离能Y可能大于X，也可能小于X，故B正确；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：X>Y，则X最高价含氧酸的酸性强于Y最高价含氧酸的酸性，故C错误；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY<HnX，故D正确。 随堂提升 32 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列说法不能说明X的电负性比Y的大的是(　　) A．X单质比Y单质更容易与H2反应生成共价化合物 B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 C．X原子的最外层电子数比Y原子的多 D．X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来 解析：氢元素的电负性比镁元素的大，但镁原子的最外层电子数比氢原子的多，因此C项不能说明X的电负性比Y的大。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 34 2．已知四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3　④1s22s22p5，则下列有关比较正确的是(　　) A．第一电离能：④>③>②>① B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：④>②>①>③ D．最高正化合价：④>③＝②>① 解析：由四种元素基态原子的电子排布式可知，①是S、②是P、③是N、④是F。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 35 3．五种短周期元素X、Y、Z、L、M的某些性质如表所示，下列判断错误的是(　　) A.基态X原子的核外电子共占据3个原子轨道 B．Z在周期表中的位置为第3周期ⅦA族 C．借助电负性数值预测：YLZ2加入水中可生成YL2 D．元素L、M可形成离子化合物 元素 X Y Z L M 最低化合价 －4 －2 －1 －2 0 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 1.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 36 解析：据元素最低化合价和电负性可推断X、Y、Z、L、M分别为C、S、Cl、O、Li。基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，其核外电子共占据4个原子轨道，A错误；Cl位于元素周期表中第3周期ⅦA族，B正确；SOCl2可与水反应生成氯化氢和二氧化硫，C正确；Li和O可形成离子化合物氧化锂等，D正确。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 37 4．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，下列说法中正确的是(　　) A．X的原子半径小于Y B．X和Y的核电荷数之差为m－n C．电负性X＞Y D．第一电离能X＜Y 解析：Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，则质子数X＞Y，原子半径X＞Y，A错误；X与Y的核电荷数之差为m＋n，B错误；X比Y更易失电子，第一电离能X＜Y，电负性X＜Y，C错误，D正确。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 38 5．具有下列电子层结构的原子，其第一电离能由大到小排列正确的是(　　) ①3p轨道上只有一对成对电子的原子 ②外围电子排布式为3s23p6的原子 ③3p轨道为半充满状态的原子 ④正三价阳离子结构与氖相同的原子 A．①②③④ B．③①②④ C．②③①④ D．②④①③ 解析：由题意可知，①为S，②为Ar，③为P，④为Al。已知同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，ⅤA族和ⅡA族反常，第一电离能大于同周期相邻元素，同周期稀有气体元素的第一电离能最大，所以第一电离能由大到小排列为Ar>P>S>Al，即第一电离能由大到小排列为②③①④。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 39 6．有X、Y两种主族元素，下列有关预测不正确的是(　　) A．若X的I1小于Y的I1，则X的金属性不一定比Y的强 B．若X、Y的电负性之和小于3，则X、Y均为金属元素 C．若X、Y的电负性之差为2.2，则X、Y形成的化合物很可能是离子化合物 D．若X、Y的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为HXO3、H3YO4，则X、Y均位于元素周期表的p区 解析：如I1(Al)<I1(Mg)，而Al的金属性比Mg弱，A正确；H与K、Rb等电负性之和均小于3，H是非金属元素，B不正确；电负性之差大于1.7时一般形成离子化合物，C正确；HXO3、H3YO4中X、Y元素均显＋5价，位于ⅤA族，属于p区，D正确。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 40 7．图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化关系。下列说法正确的是(　　) A．图乙不可能表示元素的电负性随原子序数 的变化关系 B．图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子 序数的变化关系 C．图乙可能表示的是元素原子的半径随原子 序数的变化关系 D．图甲可能表示的是元素原子的第一电离能 随原子序数的变化关系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 41 8．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据表中所列数据判断，下列说法错误的是(　　) A.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl B．元素Y是ⅢA族元素 C．若元素X、Y处于第3周 期，X最高价氧化物对应水化物的 碱性强于Y最高价氧化物对应水化 物的碱性 D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 42 解析：X的第一电离能和第二电离能相差较大，则说明X原子最外层只有一个电子，X为ⅠA族元素；Y元素的第三电离能和第四电离能相差较大，则Y是ⅢA族元素。若元素Y处于第3周期，则Y为Al元素，它不能与冷水剧烈反应，故D错误。 　 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 43 9．短周期元素Q、W、X、Y、Z的原子半径依次增大，由这五种元素组成的化合物结构如图所示，其中Y、Z同周期，W、Z同主族。下列说法一定正确的是(　　) A．元素的电负性：Q<Z<Y B．该化合物中Z不满足8电子稳定结构 C．Z和X的第一电离能均小于W D．X、Y、Z的最高价氧化物的水化物均为强酸 解析：由“短周期元素Q、W、X、Y、Z的原子半径依次增大”，再结合题给化合物的结构图中Q、Y形成一个键，W、Z形成两个键，X形成四个键，且“Y、Z同周期，W、Z同主族”，则可推出Q、W、X、Y、Z分别为H(或F)、O、C、Cl、S。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 44 10．X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Y在元素周期表中位于p区 B．第一电离能：Z>P>Q>X C．氧化物对应水化物的酸性：Q>P>Z D．电负性：Q>P>Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 45 解析：由“X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素”，且Y的最高正价为＋2价、原子序数最小，结合X的最高正价为＋1价、原子半径比Y大知，Y为Be，X为Na；结合同周期元素从左至右原子半径逐渐减小及题图知Z为Si，W为N，P为S，Q为Cl。Be在元素周期表中位于s区，A错误；同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：Cl>S>Si>Na，B错误；未说明是最高价氧化物对应水化物的酸性，C错误。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 46 二、非选择题 11．根据信息回答下列问题： 信息一：如图是部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 47 元素 Li Be B C O F 电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 元素 Na Al Si P S Cl 电负性 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 信息二：下表是某些元素的电负性数值。 (1)认真分析信息一中曲线图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断第3周期Na～Ar这几种元素中，Al的第一电离能的大小范围为______(填元素符号，下同)<Al<______。 Na Mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 48 (2)信息一中曲线图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第____周期_______族。 (3)通过分析电负性数值的变化规律，确定Mg元素的电负性数值的最小范围是__________。 (4)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系：___________________________________________________________。 5 ⅠA 0.9～1.5 一般非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 49 解析：(1)由题图可以看出，同周期ⅠA族元素的 第一电离能最小，而ⅢA族元素的第一电离能小于ⅡA 族元素的第一电离能，故第一电离能：Na<Al<Mg。 (2)根据第一电离能的递变规律可以看出，题图中 所给元素中Rb的第一电离能最小，其在周期表中的位 置为第5周期ⅠA族。 (3)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知在同周期中电负性：Na<Mg<Al，在同主族中电负性：Be>Mg>Ca，则Mg元素的电负性数值的最小范围应为0.9～1.5。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 50 元素 I1 I2 I3 甲 5.7 47.4 71.8 乙 7.7 15.1 80.3 丙 13.0 23.9 40.0 丁 15.7 27.6 40.7 12．回答下列问题。 (1)基态碳原子的核外电子排布式为___________。非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是_________________________________________。 (2)下表是第3周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。 1s22s22p2 N原子的2p轨道处于半充满状态，比较稳定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 51 下列说法正确的是__________(填标号)。 A．甲的金属性比乙的强 B．乙有＋1价 C．丙不可能为非金属元素 D．丁一定为金属元素 (3)卤族元素F、Cl、Br、I的电负性由小到大的顺序是_________________。 A I<Br<Cl<F 解析：(2)甲的I2≫I1，所以甲元素原子最外层有1个电子，乙的I3≫I2，所以乙元素原子最外层有2个电子，故甲为Na，乙为Mg，第3周期共有3种金属元素Na、Mg、Al，且Al的第一电离能应介于Na和Mg的第一电离能之间，故丙、丁应为非金属元素。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 52 　　　　　　　　　　　　　 R $