2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章第2節(jié)第2課時(shí)元素周期律教案新人教版選修3

PAGE8-第2課時(shí)元素周期律目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解元素周期律的內(nèi)容與實(shí)質(zhì)(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.了解元素原子半徑，電離能和電負(fù)性的改變規(guī)律及應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)一、元素的化合價(jià)、金屬性、非金屬性和原子半徑1．元素的化合價(jià)(1)同周期，從左到右，最高正價(jià)由＋1價(jià)漸漸增至＋7價(jià)(O、F除外)；最低負(fù)價(jià)由－4→－1價(jià)。(2)同主族，從上到下，化合價(jià)相同。2．金屬性和非金屬性(1)同周期，從左到右，主族元素的金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加。(2)同主族，從上到下，金屬性漸漸增加，非金屬性漸漸減弱。3．原子半徑(1)影響因素(2)改變規(guī)律原子半徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(同周期，從左到右，漸漸減小,同主族，從上到下，漸漸增大))二、電離能1．第一電離能(I1)(1)第一電離能概念氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所須要的最低能量叫做第一電離能。(2)元素第一電離能的意義衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越簡(jiǎn)潔失去一個(gè)電子。(3)第一電離能的改變規(guī)律①同周期，從左到右，元素的第一電離能呈漸漸增大的趨勢(shì)。②同主族，從上到下，元素的第一電離能漸漸減小。微點(diǎn)撥：同周期從左向右，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，其中ⅡA與ⅢA，ⅤA與ⅥA之間元素的第一電離能出現(xiàn)反常。2．逐級(jí)電離能逐級(jí)電離能：＋1價(jià)氣態(tài)正離子失去一個(gè)電子，形成＋2價(jià)氣態(tài)正離子所須要的最低能量叫做其次電離能，用I2表示；＋2價(jià)氣態(tài)正離子再失去一個(gè)電子，形成＋3價(jià)氣態(tài)正離子所須要的最低能量叫做第三電離能，用I3表示；依次類推。且I1＜I2＜I3……三、電負(fù)性與對(duì)角線規(guī)則1．電負(fù)性(1)概念①鍵合電子：原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。②電負(fù)性：用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對(duì)鍵合電子的吸引力越大。(2)衡量標(biāo)準(zhǔn)電負(fù)性是由美國(guó)化學(xué)家鮑林提出的，他以氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性。(3)遞變規(guī)律(稀有氣體不計(jì))①同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性漸漸變大；②同一主族，從上到下，元素的電負(fù)性漸漸變小。(4)應(yīng)用：推斷金屬性、非金屬性強(qiáng)弱。2．對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的電負(fù)性接近，性質(zhì)相像，被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。如：1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)原子序數(shù)越大，核外電子越多，原子半徑越大()(2)同周期，從左到右，最高正價(jià)肯定由＋1價(jià)遞變?yōu)椋?價(jià)()(3)N、O的第一電離能和電負(fù)性均為N＜O()(4)同周期中，稀有氣體元素的第一電離能最小()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列不屬于元素電負(fù)性的應(yīng)用的是()A．推斷一種元素是金屬還是非金屬B．推斷化合物中元素的正負(fù)化合價(jià)C．推斷化學(xué)鍵類型D．推斷單質(zhì)的熔沸點(diǎn)[答案]D3．按第一電離能由小到大的依次寫(xiě)出其次周期元素(用元素符號(hào)表示)________________。[答案]Li＜B＜Be＜C＜O＜N＜F＜Ne粒子半徑大小比較1.同周期元素，隨著原子序數(shù)遞增，其原子半徑漸漸減小。例：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。2．同主族元素，隨著電子層數(shù)遞增，其原子半徑漸漸增大。例：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)。3．同種元素的粒子半徑，電子越多，半徑越大。例：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。4．電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，半徑越小。例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。5．帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。例：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。6．核電荷數(shù)、電子層數(shù)均不同的離子可選一種離子參照比較。例：比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照：r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。1．下列有關(guān)微粒半徑的大小比較錯(cuò)誤的是()A．K＞Na＞Li B．Na＋＞Mg2＋＞Al3＋C．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F[答案]C2．已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A＞B＞D＞CB．原子序數(shù)：d＞c＞b＞aC．離子半徑：C3－＞D－＞B＋＞A2＋D．元素的第一電離能：A＞B＞D＞CC[A2＋、B＋、C3－、D－這4種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則在元素周期表中的位置為：因此原子半徑依次為B＞A＞C＞D；原子序數(shù)為a＞b＞d＞c；離子半徑為C3－＞D－＞B＋＞A2＋；第一電離能為D＞C＞A＞B。]“三看”法快速推斷簡(jiǎn)潔微粒半徑大小“一看”電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多，半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù)：當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小。“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)或核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。電離能及其應(yīng)用1.第一電離能(I1)的改變規(guī)律(1)同周期元素第一電離能的改變規(guī)律呈現(xiàn)的是一種趨勢(shì)，ⅡA族和ⅤA族元素會(huì)出現(xiàn)反常改變，通常同周期ⅡA族元素的第一電離能比ⅢA族元素高，ⅤA族元素的第一電離能比ⅥA族元素高，這是因?yàn)棰駻族、ⅤA族元素原子的價(jià)電子排布式分別是ns2、ns2np3，np能級(jí)是全空或半充溢狀態(tài)，原子較穩(wěn)定，第一電離能較大。(2)同主族元素的第一電離能，從上到下，漸漸減小。2．逐級(jí)電離能(1)含義：M(g)=M＋(g)＋e－I1(第一電離能)；M＋(g)=M2＋(g)＋e－I2(其次電離能)；M2＋(g)=M3＋(g)＋e－I3(第三電離能)。(2)改變規(guī)律①同一元素的逐級(jí)電離能是漸漸增大的，即I1＜I2＜I3＜…，這是由于原子失去一個(gè)電子變成＋1價(jià)陽(yáng)離子后，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)目變少，核對(duì)外層電子的吸引作用增加，因而其次個(gè)電子比第一個(gè)電子難失去，失去其次個(gè)電子比失去第一個(gè)電子須要更多的能量。②元素的逐級(jí)電離能漸漸增大并且會(huì)發(fā)生一個(gè)突變即突然增大多倍，這是由于電子是分層排布的，主族元素幾乎不會(huì)全部失去內(nèi)層電子。如Na原子的I1、I2、I3分別是496、4562、6912(單位：kJ·mol－1，下同)，在I1和I2之間發(fā)生突變；Mg原子的I1、I2、I3分別是738、1451、7733，在I2和I3之間發(fā)生突變。3．電離能的應(yīng)用(1)比較元素金屬性的強(qiáng)弱一般狀況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強(qiáng)。(2)確定元素原子的核外電子層排布由于電子是分層排布的，內(nèi)層電子比外層電子難失去，因此元素的電離能會(huì)發(fā)生突變。(3)確定元素的化合價(jià)假如eq\f(In＋1,In)?eq\f(In,In－1)，即電離能在In與In＋1之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成＋n價(jià)離子，并且主族元素的最高化合價(jià)為＋n價(jià)(或只有＋n價(jià)、0價(jià))。如某元素的逐級(jí)電離能，若I2?I1，則該元素通常顯＋1價(jià)；若I3?I2，則該元素通常顯＋2價(jià)；若I4?I3，則該元素通常顯＋3價(jià)。3．下列關(guān)于元素第一電離能的說(shuō)法不正確的是()A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀比鈉活潑B．因同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布式為ns2np6(當(dāng)只有K層時(shí)為1s2)的原子，第一電離能較大D．對(duì)于同一元素而言，原子的電離能I1＜I2＜I3＜…B[第一電離能越小，表明該元素原子越易失去電子，越活潑，A項(xiàng)正確；同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小，第一電離能一般來(lái)說(shuō)依次增大，但有反常，如第一電離能：N>O、Mg>Al，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)所述元素為0族元素，性質(zhì)穩(wěn)定，第一電離能都較大，正確；同一元素的逐級(jí)電離能是漸漸增大的，D項(xiàng)正確。]4．如表所示是第三周期部分元素的電離能(單位：kJ·mol－1)：電離能元素I1I2I3甲49645626912乙73814517733丙125122983822丁152026663931下列說(shuō)法正確的是()A．甲的金屬性比乙強(qiáng)B．乙的常見(jiàn)化合價(jià)為＋1C．丙不行能為非金屬元素D．丁肯定為金屬元素A[甲、乙、丙、丁為第三周期元素，由題給表格數(shù)據(jù)可知，甲的I1?I2，說(shuō)明甲最外層有1個(gè)電子，易失去1個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以甲為Na，乙的I2?I3，說(shuō)明乙易失去2個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以乙為Mg，故甲的金屬性比乙強(qiáng)，A項(xiàng)正確；乙的常見(jiàn)化合價(jià)應(yīng)為＋2，B項(xiàng)不正確；丙的I1、I2、I3相差不大且丙失去電子較難，所以可能是非金屬元素，C項(xiàng)不正確；丁失去電子比丙還難，而第三周期只有3種金屬元素，可知丁肯定是非金屬元素，D項(xiàng)不正確。]電負(fù)性及其應(yīng)用1.周期性改變一般來(lái)說(shuō)，除稀有氣體元素外，同一周期從左到右，元素的電負(fù)性漸漸變大；同一主族從上到下，元素的電負(fù)性漸漸變小，對(duì)副族元素而言，同族元素的電負(fù)性也大體呈現(xiàn)這種改變趨勢(shì)。因此，電負(fù)性最大的元素是位于元素周期表右上角的氟(稀有氣體除外)，電負(fù)性最小的元素是位于元素周期表左下角的銫(鈁是放射性元素，除外)。2．電負(fù)性的兩個(gè)應(yīng)用(1)推斷元素的化合價(jià)①電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的實(shí)力弱，元素的化合價(jià)為正值；②電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的實(shí)力強(qiáng)，元素的化合價(jià)為負(fù)值。(2)推斷化學(xué)鍵的類型①若兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；②若兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價(jià)鍵。5．下列有關(guān)電負(fù)性的說(shuō)法中，不正確的是()A．元素的電負(fù)性越大，原子在化合物中吸引電子的實(shí)力越強(qiáng)B．主族元素的電負(fù)性越大，元素原子的第一電離能肯定越大C．在元素周期表中，同一周期元素電負(fù)性從左到右呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)D．形成化合物時(shí)，電負(fù)性越小的元素越簡(jiǎn)潔顯示正價(jià)B[本題考查的是對(duì)電負(fù)性的理解。B中，元素的電負(fù)性與第一電離能的改變有不同之處，如電負(fù)性：O＞N，第一電離能為O＜N。]6．已知X、Y同周期，且電負(fù)性的值X為3.0，Y為1.8，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．X與Y形成化合物時(shí)，X顯負(fù)價(jià)、Y顯正價(jià)B．X與Y形成的化合物可能為共價(jià)化合物C．最高價(jià)含氧酸的酸性：X對(duì)應(yīng)的酸性弱于Y對(duì)應(yīng)的酸性D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY＜HnXC[電負(fù)性X＞Y，非金屬性X＞Y，X最高價(jià)含氧酸比Y最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)。]電負(fù)性、第一電離能與金屬性和非金屬性的關(guān)系注：①稀有氣體在同周期中第一電離能最大。②第一電離能：ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA。1．對(duì)于以下各組微粒的半徑，難以確定前者肯定大于后者的是()A．兩種原子的核外電子排布分別為：1s22s22p63s23p64s1和1s22s22p63s23p5B．兩種原子的電子排布圖為：C．3s能級(jí)上填有2個(gè)電子的原子與2p能級(jí)上填有5個(gè)電子的原子D．3p軌道上有一個(gè)未成對(duì)電子的原子與3p軌道上半充溢的原子D[A項(xiàng)中前者為K原子后者為Cl原子，原子半徑前者大；B項(xiàng)中前者為Si原子后者為P原子，兩者是同周期元素原子，原子半徑前者大于后者；C項(xiàng)中前者為Mg原子后者為F原子，原子半徑前者大于后者；D項(xiàng)中前者為Al原子或Cl原子后者為P原子，原子半徑可能前者大也可能后者大。]2．下列有關(guān)電離能的說(shuō)法，正確的是()A．第一電離能越大的原子失電子的實(shí)力越強(qiáng)B．第一電離能是元素的原子失去核外第一個(gè)電子須要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來(lái)越大D．可通過(guò)一種元素各級(jí)電離能的數(shù)值，推斷元素可能的化合價(jià)D[第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去核外第一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子須要的最低能量；元素原子的第一電離能越大，表示該元素的原子越難失去電子；從總的改變趨勢(shì)上看，同一周期中元素的第一電離能從左到右漸漸增大，但有反常，如I1(N)＞I1(O)。]3．元素X的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/kJ·mol－157818172745115751483018376則元素X的常見(jiàn)價(jià)態(tài)是()A．＋1 B．＋2C．＋3 D．＋6C[對(duì)比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3電離能數(shù)值相對(duì)較小，至I4數(shù)值突然增大，說(shuō)明元素X的原子中，有3個(gè)電子簡(jiǎn)潔失去，因此，該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為＋3。]4．不能說(shuō)明X的電負(fù)性比Y大的是()A．與H2化合時(shí)X單質(zhì)比Y單質(zhì)簡(jiǎn)潔B．X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性比Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性強(qiáng)C．X原子的最外層電子數(shù)比Y原子最外層電子數(shù)多D．X單質(zhì)可以把Y從其氫化物中置換出來(lái)C[元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，A、B、D均能說(shuō)明非金屬性：X>Y，即說(shuō)明電負(fù)性X>Y。]5．下表給出了14種元素的電負(fù)性：元素電負(fù)性元素電負(fù)性元素電負(fù)性Al1.5B2.0Be1.5C2.5Cl3.0F4.0Li1.0Mg1.2N3.0Na0.9O3.5P2.1S2.5Si1.8運(yùn)用元素周期律學(xué)問(wèn)完成下列各題。(1)同一周期中，從左到右，主族元素的電負(fù)性________；同一主族中，