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专题2 原子结构与性质
第二单元 元素性质的递变规律
1892年后，瑞利和拉姆齐发现稀有气体氩，1898年，又发现了氪氖氙三种元素，1923年发现了氡，历经半个世纪，稀有气体家族才被全部确认。自从发现稀有气体后，人们在很长一段时间没有发现其化合物，因而，稀有气体被称为惰性气体，直到1962年巴特利特在实验室合成了第一种氙的化合物，迄今为止已经发现了稀有气体化合物已达上百种，所有稀有气体都能形成化合物。从这段科学史话中，你有什么感想？
人们对科学的认知是在不断的探索与实践或试验过程中完成的，这种认知并不是一成不变的，而是不断发展完善的也是无止境的。
1.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化。
2.知道原子核外电子排布呈现周期性变化是元素性质周期性变化的原因。
3.能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电负性判断元素的金属性与非金属性。
4.了解元素周期律(表)的应用价值。
1.通过原子半径、电离能、电负性的变化规律，建立“位—构—性”的本质关联。（宏观辨识与微观探析）
2.把相对抽象的元素金属性、非金属性具体化为电离能与电负性等可量化的元素性质，丰富了元素周期表在过渡元素等领域的应用价值。（变化观念与平衡思想）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
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一、元素核外电子排布的周期性变化
1．元素的核外电子排布
随着__________的递增，元素原子的外围电子排布呈_______的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从_____到________的周期性变化(第一周期除外)。
原子序数
周期性
ns1
ns2np6
2．元素的分区
根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、_____、d区、______和f区。
（1）s区：主要包括______ 和_______ 两族元素，价电子排布为_______ ,多容易失去_______电子,形成阳离子,除氢元素外,这些元素都是_____________元素。
（2）p区：包括从_______ 到______共六族元素,它们原子的外围电子排布为_________ (氦元素除外)。
p区
ds区
ⅠA族
ⅡA族
ns1～2
最外层
活泼的金属
ⅢA族
0族
ns2np1～6
（3）d区：包括______________的元素(镧系和锕系元素除外)，价电子排布为_______________。
（4）ds区：包括______________ 元素，它们的原子的(n－1)d轨道为充满电子的轨道，价电子排布为______________ 。
（5）f区：包括_____________________。
ⅢB族～Ⅷ族
(n－1)d1～9ns1～2
ⅠB族和ⅡB族
(n－1)d10ns1～2
镧系元素和锕系元素
元素周期表中区的划分
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，叫做该元素的第一电离能，用符号I1表示。
1.第一电离能（I1）
二、元素第一电离能的周期性变化
M(g)－e－→M+(g)
2.第一电离能递变规律
1～36号元素的第一电离能
第一电离能
同周期
同主族
从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大趋势
从上到下，元素的第一电离能逐渐减小
ⅡA＞ⅢA ；ⅤA＞ⅥA
反常：
1.为什么B、Al、O、 S等元素的电离能比它们左边元素的电离能低？为什么B的第一电离能反而比Be小？
提示：原因是B失去的电子是2p电子，2p电子的轨道能比2s电子的轨道能高；同理，Al的第一电离能比Mg的第一电离能小；
提示：原因是氧的第一电离能是失去已经成对的2p电子所需能量，成对电子的相互排斥的能量比核电荷增加吸引2p电子的能量还大，导致氧的第一电离能反比氮的第一电离能低；另外，氮的电子排布是半充满的，比较稳定。同理，硫的第一电离能反而小于磷的第一电离能。
2.氧的第一电离能为什么反而比氮的第一电离能小
【思考交流】
由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加困难,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I13.电离能意义
衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能越小,原子越易失去一个电子。
逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫作第二电离能。
第三电离能和第四、第五电离能以此类推。
同种元素 I1 ＜ I2 ＜ I3 ＜ I4
当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离能有很大的差距。
②能层(n)相同，I相差不大，能层（n）不同，I相差很大
①原子的逐级电离能越来越大。
【归纳总结】
（1）碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？
提示：碱金属元素的第一电离能越小，原子越容易失电子，碱金属的活泼性越强。
【思考交流】
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）为什么原子的逐级电离能越来越大
提示：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。
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
这些数据与钠、镁、铝的化合价有什么关系
提示：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。
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
数据的突跃变化说明了什么
提示：电离能的突跃变化,说明核外电子是分能层排布的。
三、元素电负性的周期性变化
元素相互化合，可理解为原子之间产生化学作用力，形象地叫做化学键，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子
电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。
1.键合电子
2.电负性
电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小
以氟的电负性为____和锂的电负性为____作为相对标准，得出各元素的电负性(稀有气体未计)。
4.0
1.0
泡利利用实验数据进行了理论计算
②同主族，从上到下，元素原子的电负性逐渐 。
①同周期，从左到右，元素原子的电负性逐渐_____。
3.电负性的递变规律
变大
变小
主族元素的电负性
强
强
金属
非金属
（1）判断金属性、非金属性强弱
4.电负性的应用
在元素周期表中，某些主族元素与_________的主族元素的电负性接近，有些性质相似，被称为“对角线规则”。
如：
右下方
（2）对角线规则
4.电负性的应用
电负性相差较大（△x≥1.7) 通常形成离子键
电负性相差较小（△x＜1.7) 通常形成共价键
（3）判断化学键类型
（4）判断化合物中元素价态
4.电负性的应用
电负性大的为负价，电负性小的为正价。
元素性质的周期性变化
原子半径
电离能
电负性
元素性质
元素周期律（表中位置）
内容：元素性质随原子序数的递增呈周期性变化
结构
内容
决定
反应
总结
反应
1.写出下列价电子结构所对应的元素在元素周期表中的位置和所属的区。
A．4s24p5　 B．3d54s1　 C．4d105s2
D．5s1　 E．3d74s2　 F．6s26p6
答案：
选项 A B C D E F
位置 第4周期ⅦA族 第4周期ⅥB族 第5周期ⅡB族 第5周期ⅠA族 第4周期Ⅷ族 第6周期0族
区 p d ds s d p
2.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是（ ）
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．同周期主族元素的第一电离能依次增大
C．最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3……
B
3.下列不能根据元素电负性判断的性质是(　　)
A.判断化合物的溶解度
B.判断化合物中元素化合价的正负
C.判断化学键类型
D.判断一种元素是金属元素还是非金属元素
A
4.下列表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势曲线中正确的是（ ）
B．
C．
D．
A．
B
5.（1）（2021·山东等级考节选）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ；
（2）（2021·湖南选择考节选）H、C、N的电负性由大到小的顺序为________________。
（3）（2020·全国Ⅰ卷节选）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是_______________________________________________。I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是 _______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。
F＞O＞Cl
N>C>H
Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子
Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势;但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的

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