1.3 元素性质及其变化规律 第2课时（教学课件）化学鲁科版选择性必修2

该高中化学课件聚焦电离能的应用及元素电负性变化规律，通过Na、Mg、Al电离能表格设置问题链导入，回忆电离能规律，为电负性学习搭建支架，衔接前后知识脉络。 其亮点是采用问题驱动-概念建构-应用迁移模型，结合数据表格分析电离能推断化合价，通过函数图像探究电负性周期律，培养科学思维与探究能力，典型例题助力化学观念建构，帮助学生深化结构决定性质认知，为教师提供结构化资源提升教学效率。

第一章 原子结构与元素性质 第三节　 元素性质及其变化规律 课时2 电离能的应用、元素的电负性及其变化规律 鲁科版选择性必修2 电离能的应用 1 知识导航 元素的电负性及其变化规律 2 知识导航 重点：电负性变化规律。 难点：电负性变化规律。 1.知道主族元素电负性与元素性质的关系，认识主族元素电负性的变化规律。 明·教学目标 教学模型：问题驱动→概念建构→应用迁移 2.认识主族元素电离能的变化规律，运用电离能推断元素的化合价。 分析上表中各元素电离能的变化，回答下列问题。 （1）Na、Mg、Al 元素的第一电离能从大到小的顺序是什么？ （2）为什么同一元素的各级电离能逐级增大？ （3）上表中所呈现的电离能变化规律与三种元素的原子结构有什么关联？ 引·新课导入 回忆电离能及其变化规律 问题驱动 习题导入 下表为 Na、Mg、Al 的部分电离能（kJ·mol-1）数值 01 电离能的应用 探·知识奥秘 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ⑴判断元素的金属性强弱 Na、Mg、Al 元素的第一电离能程逐渐增大的趋势，第一电离能越大，越难失电子，金属性越弱。 Mg:1s22s22p63s2 Al:1s22s22p63s23p1 Al失去的电子是np能级的，该能级的能量比左边的ns能级的能量高，则不稳定，容易失去电子，第一电离能比Mg低。 1.电离能的应用 探·知识奥秘 ⑵元素的逐级电离能越来越大 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ①电子越靠近原子核，受到的吸引力越大，则要离开原子所需要的能量越大 ②由于原子失去电子形成离子后，若再失去电子会更加困难，逐级电离能越来越大 1.电离能的应用 探·知识奥秘 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ⑶电离能变化规律与元素的原子结构的关系 4 066 2 350 从表中数据可知：Na元素的I2远大于I1，因为Na＋ 的电子排布式为2s22p6 ，是稳定结构，难失电子，同时Na＋ 对电子的引力加大，导致Na＋ 难再失电子；即Na易形成Na＋，而不易形成Na2＋ 。 1.电离能的应用 探·知识奥秘 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ⑶电离能变化规律与元素的原子结构的关系 713 6 282 镁元素的I1、I2相差不大，I3远大于它们，因为镁失去两个电子后Mg2＋的外围电子排布是2s22p6，是稳定结构，同时Mg2＋对电子的引力加大，因而不易失去第三个电子，因此镁易形成Mg2＋，而不易形成Mg3＋。 探·知识奥秘 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ⑶电离能变化规律与元素的原子结构的关系 1 239 928 8830 铝元素的I1、I2、I3相差不大，I4远大于它们，因为铝失去三个电子后Al3＋的外围电子排布是2s22p6，是稳定结构，同时Al3＋对电子的引力加大，因而不易失去第四个电子，因此铝易形成Al3＋，而不易形成Al4＋。 探·知识奥秘 一、电离能的应用 交流 · 研讨 ⑷判断元素的化合价 ⑸判断核外电子分层排布 析·典型范例 一、电离能的应用 【例1】根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，判断下列说法不正确的是( ) A.Q元素可能是0族元素 B.R和S均可能与U在同一主族 C.U元素可能在元素周期表的s区 D.原子的价电子排布式为ns2np1的可能是T元素 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2 080 4 000 6 100 9 400 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 500 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 B 探·知识奥秘 ①电子亲和能反映的是元素的气态原子结合电子的难易程度。元素的气态原子（或离子）获得一个电子所放出的能量称为电子亲和能（electron affinity），单位为 kJ·mol-1。 ②习惯上规定，体系放出能量时电子亲和能为正，体系吸收能量时电子亲和能为负。电子亲和能的大小反映了气态原子获得电子成为气态阴离子的难易程度。 2.电子亲和能 一、电离能的应用 探·知识奥秘 无论在同一周期中还是在同一族中，元素的电子亲和能没有表现出简单的变化规律。此外，电子亲和能的数据不易测定，准确性较差，来自不同文献的数据往往不同，因此元素的电子亲和能的应用远不如电离能广泛。 一、电离能的应用 02 元素的电负性及其变化规律 探·知识奥秘 联想 · 质疑 二、元素的电负性及其变化规律 尽管电离能（或电子亲和能）为理解元素性质及其周期性变化提供了工具，但其反映的是气态原子得失电子的难易程度，当用于描述物质中不同原子吸引电子的能力、物质中原子的电荷分布等情况时会有较大偏差。 那么，如何衡量元素的原子在化合物中吸引电子的能力呢？ 共用电子对 电子得失 1932 年，鲍林引入电负性概念，用来描述两个不同原子在形成化学键时吸引电子能 力的相对强弱。 探·知识奥秘 二、元素的电负性及其变化规律 1.电负性定义 联想 · 质疑 ①电负性（electronegativity）是元素 的原子在化合物中吸引电子能力的标度。 ②元素的电负性越大，表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力越强；反之，电负性越小，相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的能力越弱。 探·知识奥秘 2. 电负性标度的建立 二、元素的电负性及其变化规律 鲍林建议用两种元素的原子形成化合物时的生成热数值来计算电负性，并选定氟的电负性为4.0，进而计算出其他元素的电负性数值。电负性是相对值， 所以没有单位。 1934 年，马利肯（R.Mulliken）建议用第一电离能和第一电子亲和能之和 来衡量元素的电负性。1958 年，阿莱德（A.Allred）和罗周（E.Rochow）根据原子核 对价电子的引力来计算拟合电负性。其中，鲍林标度由于提出时间最早、数据易得、使 用方便，成为应用最为广泛的标度方式。元素电负性因标度不同而有不同的数据，讨 论问题时要注意使用同一标度下的数据。 至今化学家建立电负性标度的方法还在不断更新。例如，2019 年拉姆（M.Rahm） 等人将电负性定义为价电子的平均结合能，由此得到了从氢到锔共 96 种元素的电负性， 而且这个概念还可扩展到分子或者基团中。 探·知识奥秘 2. 电负性标度的建立 二、元素的电负性及其变化规律 观察 · 思考 氟的电负性为 4.0，是最活泼的非金属元素 钫的电负性为 0.7，是最活泼的金属元素 电负性小于 2 的元素大部分是金属元素 电负性大于 2 的元素大部分是非金属元素 探·知识奥秘 2. 电负性标度的建立 二、元素的电负性及其变化规律 观察 · 思考 ①氟的电负性为 4.0，是最活泼的非金属元素 ②钫的电负性为 0.7，是最活泼的金属元素 ③电负性大于 2 的元素大部分是非金属元素 ④电负性小于 2 的元素大部分是金属元素 3.电负性的应用 ①利用电负性可以判断化合物中元素化合价的正负，电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。 CH4 -4 +1 SiH4 +4 -1 探·知识奥秘 3.电负性的应用 ②利用元素的电负性还可以判断化学键的性质，电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是共价键。 二、元素的电负性及其变化规律 观察 · 思考 电负性差 2.1 电负性 0.9 3.0 离子化合物 电负性差 0.9 电负性 2.1 3.0 共价化合物 探·知识奥秘 请观察！元素的电负性的变化规律如何？ 二、元素的电负性及其变化规律 观察 · 思考 对主族元素而言，同一周期从左到右，元素的电负性递增 同一主族自上而下，元素的电负性递减 探·知识奥秘 联想 · 质疑 4.电负性的变化规律 二、元素的电负性及其变化规律 ①对主族元素而言，同一周期从左到右，元素的电负性递增，非金属性增强，金属性减弱。 ②同一主族自上而下，元素的电负性递减，金属性增强,非金属性减弱。 ③电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素集中在元 素周期表的左下角。 析·典型范例 二、元素的电离能及其变化规律 【例1】利用电负性的相关知识，回答下列问题。 （1）CH4 和 CO2 所含的三种元素按电负性从大到小的顺序排列为 __________。 （2）CH4 中共用电子对偏向 C，SiH4 中共用电子对偏向 H，则 C、Si、H 的电负性由大到小的顺序为 __________________。 （3）溴与氯能以 __________ 键结合形成 BrCl。BrCl 中 Br 的化合价为__________。 二、元素的电负性及其变化规律 O＞C＞H C＞H＞Si 共价键 +1 探·知识奥秘 元素的原子半径、第一电离能、电负性等从不同角度对元素性质进行了描述，请你利用教科书中给出的短周期元素的原子半径、第一电离能及电负性数据，通过作图判断它们能否很好地反映你已知的关于元素性质变化的有关规律。 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 如何寻找数据之间的关系 寻找数据之间的关系时，可以借鉴数学中研究函数的思路，首先确定自变量，再选取因变量，并运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系。例如，在本活动中可以选取原子序数作为自变量，将原子半径、第一电离能、电负性等分别作为因变量；也可以建立这些参数按周期、主族或金属活动性顺序变化的规律。作图观察、分析这些数据之间的关系。 探·知识奥秘 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 ⑴选取原子序数作为自变量，将原子半径、作为因变量的图像 探·知识奥秘 ⑴选取原子序数作为自变量，将原子半径、作为因变量的图像 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 元素(除稀有气体外)的原子半径，重复着由大到小的周期性变化 探·知识奥秘 ⑵选取原子序数作为自变量，将第一电离能作为因变量的图像 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 同周期从左到右：第一电离能呈现出起伏增大趋势的周期性变化 探·知识奥秘 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 ⑶选取原子序数作为自变量，将电负性作为因变量的图像 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 电负性 Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ga Ge As Se Br 0 1 2 3 4 对主族元素而言，同周期从左到右，元素的电负性递增的周期性变化 探·知识奥秘 二、元素的电负性及其变化规律 ⑷选取金属活动性顺序作为自变量，将电负性作为因变量的图像 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 交流 · 研讨 探·知识奥秘 二、元素的电负性及其变化规律 ⑸原子半径与电负性的图像 5.运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 交流 · 研讨 探·知识奥秘 二、元素的电负性及其变化规律 交流 · 研讨 6.寻找数据之间的关系、规律 ①通过作图、分析，可以发现原子半径、第一电离能和电负性都随着原子序数的递增表现出周期性的变化，它们的变化趋势表现出一定程度的相关性。 ②随着原子序数的递增， 第一电离能呈现出起伏变化，而电负性的规律性则更强；同时，电负性随金属活动性顺序的变化规律性也更强。 电负性是与物质宏观性质表现关联性更强的参数 析·典型范例 二、元素的电负性及其变化规律 【例2】一般认为，如果两个成键元素的电负性相差大于1.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性相差小于1.7，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断下列化合物：①NaF　②AlCl3　③NO　④MgO　⑤BeCl2　⑥CO2 (1)属于共价化合物的是_________。 (2)属于离子化合物的是______。 ②③⑤⑥ ①④ 元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si 电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 理·核心要点 电离能的应用、元素的电负性及其变化规律 电离能的应用 元素的电负性及其变化规律 电离能的应用 电子亲和能 电负性定义 电负性标度的建立 电负性的应用 电负性的变化规律 运用函数图像表示出自变量与因变量之间的关系 寻找数据之间的关系、规律 练·技能实战 1、现有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 练·技能实战 2.某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 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 3.下列各元素电负性大小顺序正确的是( ) A.K＞Na＞Li B.F＞O＞S C.As＞P＞N D.C＞N＞O B 练·技能实战 4.下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列三个条件的是( ) ①原子半径依次减小；②第一电离能逐渐升高；③电负性逐渐增大。 A.Na、Mg、Al B.C、O、N C.Li、Na、K D.I、Cl、F D 5.具有下列选项中电负性数值的两种元素的原子，最容易形成离子键的是（ ） A．4.0和1.0 B．3.5和1.0 C．1.8和2.5 D．4.0和0.8 D 感谢 您的聆听 THANKS 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