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新授课
第一章 原子结构与性质
课时5 元素周期律
【学习目标】
1.认识元素的原子半径、第一电离能的周期性变化，能从电子排布的角度进行解释。 2.认识元素的电负性的周期性变化并能从电子排布的角度进行解释。
【学习活动】
学习任务
目标一：认识元素的原子半径、第一电离能的周期性变化，能从电子排布的角度进行解释。 任务1：阅读教材p22内容，回答下列问题。 1.影响原子半径的主要因素有哪些？如何影响？ 参考答案： 影响因素：一是电子的能层数，二是核电荷数。能层越多，电子之间的负电排斥使原子的半径增大；而核电荷数越大，核对电子的引力就越大，使原子的半径减小。 2.元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？ 参考答案：同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。其主要原因是：同周期主族元素电子的能层数相同，从左到右，核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势，大于最外层电子数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势。 3.元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？ 参考答案：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。其主要原因是：同主族元素从上到下，电子能层数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势，大于核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势。 【知识拓展】 原子半径同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小（稀有气体除外）。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。例：r(Li)r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li＋)r(Na＋)>r(Mg2＋)
任务2：阅读教材p23内容，回答下列问题。 1.什么是第一电离能？有什么应用？ 参考答案：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的最低能量，叫做第一电离能。第一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。 2.前四周期元素第一电离能（I1）的变化如图所示。 ①对同一周期而言，哪族元素的第一电离能最小？哪族元素的第一电离能最大？ 参考答案：同一周期，氢和碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大。 ②同一周期从左到右，第一电离能如何变化？同主族从上到下，第一电离能为什么逐渐减小？ 参考答案：同周期元素的第一电离能，从左到右递变的总趋势是依次增大，原因是核电荷数增多，而能层数不变，核电荷对核外电子的吸引力增大。 同主族元素的第一电离能，从上到下递变的总趋势是依次降低，原因是核外电子的层数增加而且原子半径递增，核电荷对最外层电子的吸引力降低。 ③ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA族元素的第一电离能出现了反常,试解释原因。
参考答案：ⅡA族的ns能级有2个电子,为全充满的稳定结构,故第一电离能大于ⅢA族;ⅤA族的np能级有3个电子,为半充满的较稳定结构,故第一电离能大于 ⅥA 族。 3.下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。 元素NaMgAl电离能 （kJ·mol—1） 4967385784 5621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293
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？ 参考答案：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。 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，所以钠容易失去一个电子形成+1价钠离子；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，说明镁容易失去两个电子形成+2价镁离子；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，说明铝容易失去三个电子形成+3价铝离子
目标二：认识元素的电负性的周期性变化并能从电子排布的角度进行解释。 任务1：阅读教材p24-p25内容，回答下列问题。 1．什么是电负性？通常以多少为相对标准？ 参考答案：电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。通常以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。 2．同周期从左到右，元素的电负性如何变化？同主族从上到下，元素的电负性又如何变化？ 参考答案：同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小。 3.不同元素的原子在化合物中吸引电子的能力大小可用电负性表示，若电负性越大，则原子吸引电子的能力越大，在所形成的分子中成为显负电性的一方。如图为周期表中主族元素的电负性数据： ①分析上表中的数据，元素电负性的数值大小与元素金属性、非金属性强弱有何关系？推测周期表中电负性最大的应是哪种元素？ 参考答案：元素的电负性数值越大，元素的非金属性越强，元素的电负性数值越小，元素的金属性越强；元素周期表中电负性最大的元素是F。 ②以第三周期和碱金属元素为例，判断同周期主族元素电负性的变化规律是什么？同主族元素电负性的变化规律是什么？ 参考答案：上表中第三周期主族元素从Na→Cl，电负性从0.9→3.0，逐渐增大，故同一周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大。碱金属元素从Li→Cs，电负性从1.0→0.7，逐渐减小，故同一主族从上而下，电负性逐渐减小。 【方法小结】 电负性的应用 任务2： 1.①电负性的研究对象和第一电离能的研究对象一样吗？ 参考答案：第一电离能研究所有元素，包括稀有气体；电负性研究原子对键合电子的吸引力大小，稀有气体很少形成共价键，故不做研究。 ②电负性越大的元素，非金属性越强吗？第一电离能越大吗？ 提示：元素电负性越大，非金属性越强，但第一电离能不一定越大，例如电负性N＜O，而第一电离能N＞O。 2.①经验规则告诉我们，当形成化学键的两个原子元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键，当小于1.7时，形成的一般是共价键，根据表格中的数据，判断AlCl3形成化学键的类型是什么？你能进一步判断AlBr3形成化学键的类型吗？并说明你判断的理由？ 参考答案：AlCl3中，Cl与Al的电负性的差值是3.0－1.5＝1.5＜1.7，故AlCl3形成的是共价键。由于Br的电负性小于Cl，故AlBr3中Br与Al的电负性的差值小于1.5（小于1.7)，AlBr3中形成的也是共价键。 ②电负性是衡量元素原子对键合电子吸引力的大小，以NH3为例，化合物中不同元素表现的化合价与其电负性有何关系？ 参考答案：NH3分子中，电负性较大的N元素表现负价，电负性较小的H表现正价。 ③结合电负性数值判断乙醇中两个碳的化合价分别是多少？ 参考答案：与氧原子直接相连的碳化合价为-1价,另一个碳化合价为-3价。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第一章 原子结构与性质
课时5 元素周期律
【学习目标】
1.认识元素的原子半径、第一电离能的周期性变化，能从电子排布的角度进行解释。 2.认识元素的电负性的周期性变化并能从电子排布的角度进行解释。
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目标一：认识元素的原子半径、第一电离能的周期性变化，能从电子排布的角度进行解释。 任务1：阅读教材p22内容，回答下列问题。 1.影响原子半径的主要因素有哪些？如何影响？ 2.元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？ 3.元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？ 【知识拓展】 原子半径同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小（稀有气体除外）。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。例：r(Li)r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li＋)r(Na＋)>r(Mg2＋)
任务2：阅读教材p23内容，回答下列问题。 1.什么是第一电离能？有什么应用？ 2.前四周期元素第一电离能（I1）的变化如图所示。 ①对同一周期而言，哪族元素的第一电离能最小？哪族元素的第一电离能最大？ ②同一周期从左到右，第一电离能如何变化？同主族从上到下，第一电离能为什么逐渐减小？ ③ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA族元素的第一电离能出现了反常,试解释原因。 3.下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。 元素NaMgAl电离能 （kJ·mol—1） 4967385784 5621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293
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？
目标二：认识元素的电负性的周期性变化并能从电子排布的角度进行解释。 任务1：阅读教材p24-p25内容，回答下列问题。 1．什么是电负性？通常以多少为相对标准？ 2．同周期从左到右，元素的电负性如何变化？同主族从上到下，元素的电负性又如何变化？ 3.不同元素的原子在化合物中吸引电子的能力大小可用电负性表示，若电负性越大，则原子吸引电子的能力越大，在所形成的分子中成为显负电性的一方。如图为周期表中主族元素的电负性数据： ①分析上表中的数据，元素电负性的数值大小与元素金属性、非金属性强弱有何关系？推测周期表中电负性最大的应是哪种元素？ ②以第三周期和碱金属元素为例，判断同周期主族元素电负性的变化规律是什么？同主族元素电负性的变化规律是什么？ 任务2： 1.①电负性的研究对象和第一电离能的研究对象一样吗？ ②电负性越大的元素，非金属性越强吗？第一电离能越大吗？ 2.①经验规则告诉我们，当形成化学键的两个原子元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键，当小于1.7时，形成的一般是共价键，根据表格中的数据，判断AlCl3形成化学键的类型是什么？你能进一步判断AlBr3形成化学键的类型吗？并说明你判断的理由？ ②电负性是衡量元素原子对键合电子吸引力的大小，以NH3为例，化合物中不同元素表现的化合价与其电负性有何关系？ ③结合电负性数值判断乙醇中两个碳的化合价分别是多少？
【学习总结】
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