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《元素周期律》
人教版 选择性必修2
第一章第二节第二课时
问题：学习过元素周期表内容，你知道元素哪些性质随原子序数递增呈现周期性变化？
同周期主族元素的最高化合价和最低化合价逐渐升高，
金属性逐渐减弱，非金属性增强。
旧知回顾
元素周期律
元素周期律：元素性质随原子序数（核电荷数）递增发生周期性重复的规律
元素周期律
原子半径
电离能
原子半径的递变规律
影响原子半径的因素
电离能的递变规律
电离能的应用
观察思考
同主族自上到下，原子半径增大；
同周期从左到右，
原子半径减小；
问题：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半径的变化趋势如何？如何解释这种变化趋势？
观察思考
问题：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半径的变化趋势如何？如何解释这种变化趋势？
同主族元素从上到下，电子能层数增加占主导因素，原子半径增大
同周期主族元素从左到右，
核电荷数增加占主导因素，使得原子核对电子的引力增加，从而使原子半径减小
同主族元素：电子能层数，核电荷数
同周期元素：核电荷数，核外电子数
核电荷数增大
原子半径的递变规律及影响因素小结
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
结构
性质
核电荷数增大
离子半径的递变规律及影响因素小结
电子能层数增多
同主族元素从上到下
核外电子排布相同的离子
离子半径增大
离子半径减小
结构
性质
课堂练习
1.下列关于粒子半径大小比较中正确的是（ ）
①r(Li＋)③r(Na)>r(Na＋) ④r(Cl)>r(Cl－) ⑤r(Si)⑥r(Na＋)A.①②③⑥ B.①②③ C.②③⑥ D.③④⑤
B
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。
r(Al3＋)决定
相似性
强金属性
原子结构
元素的性质
微观
宏观
ns1
反映
原子半径增大
递变性
原子失电子能力增强；
元素金属性增强；
问题：如何定量描述原子失电子能力强弱？
6s1
价电子排布
2s1
3s1
4s1
5s1
Li
Na
K
Rb
Cs
电子能层数增多
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子
所需要的最低能量叫做第一电离能。用符号 I1 表示，单位：kJ /mol
M(g)＝M＋(g)＋e－ I1（第一电离能）
M＋(g)＝M2＋(g)＋e－ I2（第二电离能）
（1）定义：
（2）表示方法：
电离能
电离能
电离能的数值大小表示气态原子（或离子）失电子的难易。
电离能越小，气态原子（离子）越易失电子，元素的金属性越强；
电离能越大，气态原子（离子）越难失电子，元素的金属性越弱。
（3）电离能的意义：
观察思考
任务一：随着原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么样的规律？
观察思考
③每周期的第一种元素（氢和碱金属）的第一电离能 。
④每周期最后一种元素（稀有气体）的第一电离能 。
①同主族从上到下元素的第一电离能整体趋势 。
变小
最小
最大
②同周期从左到右元素的第一电离能整体趋势 。
变大
ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA
反常：
电离能的递变规律
任务二：为什么Li~Ne和Na~Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？阅读P24资料卡片，分析B、Al、O、S出现锯齿状变化的原因。
观察思考
同周期从左到右元素的第一电离能整体趋势变大
观察思考
电离能的递变规律
1.B和Al第一电离能失去的电子是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，第一电离能较低；
2.N和P的电子排布是半充满的，比较稳定，难失去电子，第一电离能较高。
ⅡA Be:1s22s2 ⅢA B:1s22s22p1
Mg:1s22s22p63s2 Al:1s22s22p63s23p1
ⅤA N:1s22s22p3 ⅥA O:1s22s22p4
P:1s22s22p63s23p3 S:1s22s22p63s23p4
任务二：为什么Li~Ne和Na~Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？阅读P24资料卡片，分析B、Al、O、S出现锯齿状变化的原因。
思考讨论
（1）第IA族碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？
第IA族碱金属元素的第一电离能从上到下逐渐变小，则原子越容易失电子，碱金属元素的金属性逐渐增强，碱金属的活泼性越强。
电离能的应用之一：判断元素的金属性强弱
思考讨论
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
为什么原子的逐级电离能越来越大
1.原子内的电子越靠近原子核，受到的吸引力越大，则要离开原子所需要的能量越大，原子的逐级电离能越来越大；
2.随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多，所以原子的逐级电离能越来越大。
电离能的应用之二：判断元素的化合价
思考讨论
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
4066
713
6282
1239
928
8830
电离能的应用之二：判断元素的化合价
学生活动：计算钠元素 I2-I1=
镁元素 I2-I1= I3-I2=
铝元素 I4-I3= I3-I2= I2-I1=
Na 1s2 2s22p6 3s1
Mg 1s2 2s22p6 3s2
Mg 1s2 2s22p6 3s23p1
思考讨论
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
（2）逐级电离能数据与钠、镁、铝的化合价有什么关系
钠的第一电离能比第二电离能小很多，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成Na+；镁的第一电离能和第二电离能相差不多，但第二电离能比第三电离能小很多，说明Mg容易失去两个电子形成Mg2+；铝的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不多，但第三电离能比第四电离能小很多，说明Al容易失去三个电子形成Al3+。
4066
713
6282
1239
928
8830
电离能的应用之二：判断元素的化合价
Na→Na+ Mg→Mg2+ Al→Al3+
本课小结
电子能层增多，
原子半径增大；
第一电离能减小，
元素的原子越容易失去电子，元素的金属性增强；
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能
核电荷数增大，原子核对核外电子的吸引力增强，原子半径减小，第一电离能整体增大趋势，元素的原子越难失去电子，元素的金属性减弱；
原子半径、第一电离能随核电荷数呈现周期性变化
课堂练习
1．下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是(　　)
A．Na、K、Rb B．F、Cl、Br
C．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－
2．下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列两个条件的是(　　)
①原子半径依次减小；②第一电离能逐渐升高；
A．Na、Mg、Al B．C、O、N
C．Li、Na、K D．F、Cl、I
课堂练习
3.下列关于稀有气体的叙述不正确的是(　　)
A．各原子轨道电子均已填满
B．其原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的阳离子具有相同的核外电子排布C．化学性质很不活泼
D．同周期中第一电离能最大
课堂练习
4.已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：A>B>C>D
B．原子序数：d>c>b>a
C．离子半径：C>D>B>A
D．元素的第一电离能：A>B>D>C
课堂练习
5.下表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)。
I1 I2 I3 I4 ……
740 1 500 7 700 10 500 ……
下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　)
A．R元素的最高正价为＋3价
B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p1
感谢聆听！
答案：C、A、B、C、B

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