第1章 第3节 第1课时 原子半径、元素的电离能及其变化规律（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（鲁科版）

第3节　元素性质及其变化规律

第1课时　原子半径、元素的电离能及其变化规律

[素养目标]　1.了解原子半径的周期性变化规律，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。2.理解电离能的概念，知道电离能的周期性变化规律和应用，并能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。

知识点一　原子半径及其变化规律

1.原子半径含义

由于原子并不是一个具有明确“边界”的实体，人们便假定原子是一个球体，并采用统计的方法来测定原子半径。

2.原子半径的影响因素

3.原子半径的变化规律及其原因

(1)同周期主族元素，从左到右随着原子序数的增大，元素原子半径逐渐减小(除稀有气体元素外)，其原因为增加的电子排布在同一电子层，增加的电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷增加导致的核对外层电子的吸引作用。

(2)同主族元素，自上而下随着原子序数的增大，元素原子半径逐渐增大，其原因为随着电子层数的增加，离核更远的外层轨道填入电子，电子层数的影响大于核电荷增加的影响。

(3)同周期过渡元素，从左到右随着原子序数的增大，元素原子半径逐渐减小，但变化幅度不大，其原因为增加的电子都排布在(n－1)d轨道上，不同元素原子的外层电子(ns)受到原子核吸引作用及内层电子的排斥作用的总体效果差别不大。

4.原子半径的应用——分析元素原子得失电子的能力

利用原子半径和价电子数，人们可以定性解释元素周期表中元素原子得失电子能力所呈现的递变规律。

(1)同周期主族元素原子的电子层数相同，从左到右原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此，除稀有气体元素外，从左到右，元素原子失去电子的能力越来越弱，获得电子的能力越来越强。

(2)同主族元素原子的价电子数相同，但自上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电

子的吸引作用逐渐减弱。因此，自上而下，金属元素原子失去电子的能力越来越强，非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。

同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是：位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。

1.电子层数越多，原子半径越大吗？

提示：不一定。如锂原子半径大于氯的原子半径。

2.根据原子半径的周期性变化规律，比较S与F两种元素的原子半径大小？

提示：可找出其中一种元素的同主族元素作为参照进行比较，如比较S与F原子半径的大小，可引入O元素，可通过原子半径S>O>F比较。

3.根据元素周期律能否比较Li、Mg元素原子失电子能力的强弱？

提示：不能比较，因为失电子能力：Li>Be、Mg>Be或Na>Mg、Na>Li，无法比较Li、Mg元素原子失电子能力的强弱。

4.根据微粒的结构，比较下列微粒半径大小：

①Al3＋、F—、O2－、Mg2＋　②Al、Si、Na、Mg　

③F－、Cl－、Br－、I－　④Fe2＋、Fe3＋、Fe

提示：①O2－＞F—＞Mg2＋＞Al3＋　②Na＞Mg＞Al＞Si　③F－＜Cl－＜Br－＜I－　④Fe3＋＜Fe2＋＜Fe

对微粒半径的认识误区

(1)微粒半径要受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响，并不是单独地取决于某一方面的因素。

(2)原子电子层数多的原子半径不一定大，如锂的原子半径为0.152 nm，而氯的原子半径为0.099 nm。

(3)对于同一种元素，并不是原子半径一定大于离子半径。如Cl－的半径大于Cl的半径。

1.下列关于微粒半径的说法正确的是(　　)

A.电子层数少的原子的半径一定小于电子层数多的原子的半径

B.核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同

C.质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大

D.原子序数越大，原子半径越大

解析　由于同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期ⅠA族元素原子半径大，如r(Li)>r(S)>r(Cl)。对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的。质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径>原子半径>阳离子半径。原子序数越大，原子半径不一定越大，对于同周期主族元素(稀有气体除外)，原子序数越大，原子半径越小。

答案　C

2.下列各组微粒半径的比较正确的是(　　)

①Cl<Cl－<Br－　②F－<Mg2＋<Al3＋

③Ca2＋<Ca<Ba　④S2－<Se2－<Br－

A.①和③　　　　　　 B．①和②

C.③和④  D．①和④

解析　同种元素：阳离子半径<原子半径，原子半径<阴离子半径，则半径：Cl<Cl－，Ca2＋<Ca。①Cl－，Br－的最外层电子数相同，Br－的电子层数多，所以离子半径：Cl－<Br－，①正确；②Al3＋、Mg2＋、F－的核外电子排布相同，核电荷数依次减小，则离子半径：Al3＋<Mg2＋<F－，②错误；③Ca、Ba的最外层电子数相同，Ba的电子层数多，则半径：Ca<Ba，③正确；④半径应为Se2－>Br－，④错误。

答案　A

3.已知基态An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都有相同的电子层结构，则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是(　　)

A.C>D>B>A  B．A>B>C>D

C.D>C>A>B  D．A>B>D>C

解析　电子层结构相同的基态离子An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－，阳离子在阴离子的下一周期，则原子序数大小顺序是B>A>C>D，一般来说，电子层数越多，原子半径越大，同一周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小，C、D处于同一周期，原子半径：D>C；A、B处于同一周期，原子半径：A>B，故原子半径大小顺序是A>B>D>C，D正确。

答案　D

4.(2025·江苏南通期中)下列四种粒子中，半径按由大到小排列正确的是(　　)

①X的原子结构示意图为

②基态Y原子的价电子排布式为3s23p5

③基态Z2－的轨道表示式为