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第二节
原子结构与元素的性质
元素周期律
二、元素周期律
一.原子半径
原子半径增大
原子半径减小
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
1.影响原子半径大小的因素
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
原子半径增大
原子半径减小
能层
占主导
核电荷数占主导
【思考与讨论】
（1）在两种相反因素的作用下，为什么同周期自左向右半径递减，
同主族自上而下半径递增？
同周期自左向右，每增加一个电子，核电荷相应增加一个正电荷，增加的电子排布在同一层上，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，结果使原子半径逐渐减小。
同主族自上而下，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，导致原子半径增大。
2.粒子半径大小的比较
一层
二核
三电子
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。
规律总结
——原子或离子半径的比较方法
粒子类型 比较方法 示例
同种元素的离子半径
能层结构相同的离子
带相同电荷的离子
核电荷数、能层数均不同的离子
阴离子大于原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。
r(Cl-)___r(Cl)
r(Fe)__r(Fe2+)__r(Fe3+)
＞
＞
＞
核电荷数越大，半径越小。
r(O2-)___r(F-)___r(Na+)
＞
＞
能层数越多，半径越大。
r(Li+)__r(Na+)__r(K)
r(O2-)__r(S2-) __r(Se2-)
＜
＜
＜
＜
可选一种离子参照比较。
比较r(K+)与r(Mg2+)，r(K+)___r(Na+)____r(Mg2+)
＞
＞
1．具有下列核外电子排布式的原子，其半径最大的是 (　　)
A． 1s22s22p3 B． 1s22s22p1
C． 1s22s22p63s23p1 D． 1s22s22p63s23p4
C
2.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是
A. LiI B. NaBr C. KCl D. CsF
A
3.下列四种粒子中，半径按由大到小的顺序排列的是
①基态X的原子结构示意图：
②基态Y的价电子排布式：3s23p5
③基态Z2－的轨道表示式：
④W基态原子有2个能层，电子式：
A.③>①>②>④ B.③>②>①>④
C.①>③>④>② D.①>④>③>②
A
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？
提示　短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则：a－2＝b－1＝c＋3＝d＋1，且A、B在周期表中C、D的下一周期。
(2)原子序数从大到小的顺序是什么？
提示　a＞b＞d＞c。
(3)离子半径由大到小的顺序是什么？
提示　C3－＞D－＞B＋＞A2＋。
(二) 电离能
气态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。
M(g)＝M＋(g)＋e－ I1（第一电离能）
M＋(g)＝M2＋(g)＋e－ I2（第二电离能）
电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；
第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。
规律总结
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
ⅠA族元素第一电离能最低，
零族元素第一电离能最高。
规律总结
为什么B、Al、O、S等元素的电离能比它们左边的元素的电离能要低，
而使Li~Ne和Na~Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？(电子排布式？)
N:1s22s22p3
O:1s22s22p4
P:[Ne]3s23p3
S: [Ne] 3s23p4
N和P半充满状态，比较稳定，难失去电子，第一电离能较高。
Be:1s22s2
B:1s22s22p1
Mg:1s22s22p63s2
Al:1s22s22p63s23p1
B和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，第一电离能较低。
③每周期：第一种元素（氢和碱金属）的第一电离能最小。
④每周期：最后一种元素（稀有气体）的第一电离能最大。
①同主族：从上到下元素的第一电离能整体趋势变小。
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
（1）碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？
思考与讨论：
碱金属电离能越小，碱金属的金属性越强，金属单质越活泼。
碱金属在反应中失去一个电子变成+1价的阳离子，故依据其第一电离能可以判断出金属性强弱。
思考与讨论：下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能
（2）能否依据这三种金属的的第一电离能大小判断它们的金属性强弱？
不能，因为第一电离能Mg > Al > Na，而金属性Na > Mg > Al。
它们之间无对应关系。
三者的单质在体现金属性失去电子时，失去的电子数量不同，电子所处的能级也不同，故无法直接比较。
思考与讨论：下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能
为什么原子的逐级电离能越来越大？
这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越多，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，导致原子的逐级电离能越来越大。
这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
4066
713
6282
1239
928
8830
逐级电离能发生“突跃”时，较小的一级所对应的失去的总电子数即为其化合价。
1.在下面的电子排布式中，第一电离能最小的原子可能是
A. 3s23p3　　　B. 3s23p5　　　C. 3s23p4　　　D. 3s23p6
C
2.下列说法正确的是
A.第三周期元素中氯的第一电离能最大
B.氮的第一电离能比氧小
C.在所有的元素中氦的第一电离能最大
D.钠的第一电离能比铍大
C
3.下表中：X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。
元素 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
根据表中所列数据的判断错误的是
A.元素X是第ⅠA族的元素
B.元素Y的常见化合价是＋3
C.元素X与O形成化合物时，化学式可能是X2O2
D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
D

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