1.2.2 第一电离能的周期性变化-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

第一章 化学反应的热效应 第一章 原子结构与性质 第二节 原子结构与元素的性质 本节重点 能从原子结构的角度理解原子半径、电离能的递变规律。 第2课时 元素周期律-电离能 为什么门捷列夫预言的很多元素的性质与事实几乎吻合？ 元素周期律：元素的性质随着原子序数递增发生周期性递变的规律。 本质：元素原子核外电子排布的周期性变化。 元素周期表是元素周期律的表现。 复习回顾 1.元素化合价的周期性变化： ①同周期元素化合价：+1 → +7 ; -4 → -1 → 0。 ②除O、F外，元素的最高正价=最外层电子数=主族序数。 ③最高正价 +︱最低负价 ︱= 8 ④金属元素无负价，氟无正价，氧无最高正价 。 金属性逐渐增强 金属性逐渐减弱 最强 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 最强 非金属区 金属区 元素化合价、金属性和非金属性、原子半径、电离能、电负性 2.元素金属性和非金属性的周期性变化 原子半径的变化规律 元素周期表中的同周期同主族元素原子半径如何变化？ 核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，将使原子的半径减小。 电子的能层越多，电子之间的排除作用越大，将使原子的半径增大。 主题1:原子半径 思考 核电荷数增大 电子能层数增多 原子半径的周期性的递变 影响 同主族元素从上到下 同周期主族元素从左到右 原子半径增大 原子半径减小 主题1:原子半径 原子半径的影响因素及递变规律 1)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 2)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 课堂检测 1.下列关于粒子半径大小比较中正确的是（ ） ①r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋) ②r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I) ③r(Na)>r(Na＋) ④r(Cl)>r(Cl－) ⑤r(Si)<r(P)<r(S)<r(Cl) ⑥r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(F－)<r(O2－) A.①②③⑥ B.①②③ C.②③⑥ D.③④⑤ B r(Al3＋)<r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(F－)<r(O2－) 电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，原子核对电子的引力越大，其微粒半径越小。 课堂检测 2.若短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构。 (1)四种元素在周期表中的相对位置如何？ (2)原子序数从大到小的顺序是什么？ (3)离子半径由大到小的顺序是什么？ C D B A a＞b＞d＞c C3－＞D－＞B＋＞A2＋ 先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大 若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小 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 粒子半径比较的一般思路 一层（层多半径大） 二核（核小径大） 三电子（电子多半径大） “序大径小”、“价高径小” 1、第一电离能 某元素的气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量 符号：Ｉ1 保证“能量最低” 单位：kj/mol M(g)-e- → M+(g) 第一电离能可以衡量元素的气态原子失去一个电子的难易程度。 第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子 主题2:元素第一电离能的周期性变化 思考：随原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么规律？ 主题2:元素第一电离能的周期性变化 规律1：同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。 原因：同一周期的主族元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的递增，最外层电子数增加，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，第一电离能呈现增大的趋势。 原因：一般来说，同主族元素的原子最外层电子数相同，随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，第一电离能逐渐减小。 规律2：同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。 主题2:元素第一电离能的周期性变化 原子序数 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 规律3：同一周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大。 主题2:元素第一电离能的周期性变化 原子序数 第一电离能（kJ·mol-1） 思考：镁的第一电离能比铝大，磷的第一电离能比硫大，为什么？ 主题2:元素第一电离能的周期性变化 3s23p1 3s23p4 3s23p3 3s2 写出镁、铝、磷、硫的外围电子排布式 s轨道处于全充满状态 p轨道处于半充满状态 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。 主题2:元素第一电离能的周期性变化 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)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。 第三周期元素第一电离能的大小关系为：I1(Ar)>I1(Cl)>I1(P)>I1(S)>I1(Si)>I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na)。 规律4：第一电离能：第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素， 第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素 第ⅡA族元素的s轨道全满，最外层p轨道全空 第ⅤA族元素的最外层p轨道半满 主题2:元素第一电离能的周期性变化 M+(g)-e-→M2+(g) 第一电离能 Ｉ1 +1价气态离子失去1个电子，形成+2价气态离子所需要的最低能量 单位：kj/mol M(g)-e- → M+(g) 第二电离能 Ｉ2 M2+(g)-e-→M3+(g) 第三电离能 Ｉ3 +2价气态离子失去1个电子，形成+3价气态离子所需要的最低能量 …… …… 2、逐级电离能 主题2:元素第一电离能的周期性变化 变化规律： ①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1< I2< I3<… ②当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化 钠、镁元素的第一、二、三电离能 主题2:元素第一电离能的周期性变化 叶绿素铜钠盐 (1)判断元素的金属性强弱 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。 (2)判断元素的化合价 元素  Na Mg Al 各级 电离能 (kJ·mol-1) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10 540 11 575 13 353 13 630 14 830 16 610 17 995 18 376 20 114 21 703 23 293 （I1、I2示各级电离能） 如果某元素的In+1>In，则该元素的常见化合价为+n价。 如钠元素I2>I1，所以钠元素的常见化合价为+1价。 化合价数＝电离能突变前电离能组数。 3、电离能的应用 主题2:元素第一电离能的周期性变化 19 3.判断核外电子的分层排布情况 多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就有可能发生变化。 4.反映元素原子的核外电子排布特点 同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。 主题2:元素第一电离能的周期性变化 课堂检测 1.正误判断 (1)第一电离能越大的原子失电子的能力越强(　　) (2)第三周期所含元素中钠的第一电离能最小(　　) (3)铝的第一电离能比镁的第一电离能大(　　) (4)H的第一电离能大于C的第一电离能(　　) (5)在所有元素中，氟元素的第一电离能最大(　　) (6)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(　　) (7)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(　　) × × × × √ √ √ 课堂检测 2.下列说法中,错误的是(　 　) A.第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量 B.磷的第一电离能比硫的第一电离能大 C.在所有元素中,氟的第一电离能最大 D.某元素的第一电离能越小,表示在气态时该元素的原子越容易失去电子 C 课堂检测 3.下表列出了第三周期某一元素X的各级电离能数据(用I1、I2……表示): 元素 电离能I/(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 I5 …… X 578 1 817 2 745 11 575 14 830 …… 下列有关元素X的说法中,错误的是(　 　) A.元素X的最高正化合价为+3价 B.元素X位于元素周期表中第ⅢA族 C.元素X的第一电离能高于同周期左右相邻元素的 D.元素X的氧化物具有两性 C 课堂检测 4.下列状态的钙的微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(　 　) A.[Ar]4s1 B.[Ar]4s2 C.[Ar]4s14p1 D.[Ar]4p1 A 解析:[Ar]4s1属于基态的Ca+,由于Ca的第二电离能高于其第一电离能,故其再失去一个电子所需能量较高,[Ar]4s2属于基态的Ca原子,其失去一个电子变为基态Ca+,[Ar]4s14p1属于激发态Ca原子,其失去一个电子所需要的能量低于基态Ca原子,[Ar]4p1属于激发态的Ca+,其失去一个电子所需要的能量低于基态的Ca+,综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]4s1,A正确。 课堂检测 5.某主族元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是(　　) A.X元素显+4价 B.X为非金属元素 C.X为第5周期元素 D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3+ D 课堂小结 原子半径 同周期：从左→右，原子半径逐渐 。 同主族：从上→下，原子半径逐渐 。 减小 增大 影响因素 电子的能层数 核电荷数 电离能 同主族：从上到下，元素的第一电离能整体趋势_____。 减小 同周期：从左到右，元素的第一电离能整体趋势_____。 增大 ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA 元素的逐级电离能越来越大 每周期：第一种元素（氢和碱金属）的第一电离能最小。 每周期：最后一种元素（稀有气体）的第一电离能最大。 Thank you for watching Lavf59.27.100 $