2.2.2元素第一電離能的周期性變化.ppt

1、元素第一電離能的周期性變化,知識復(fù)習(xí)： 請同學(xué)們回憶一下：我們學(xué)過的元素主要性質(zhì)有哪些？它們各有怎樣的遞變規(guī)律？,1.金屬性：,同一周期從左到右金屬性逐漸減弱； 同一主族從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)。,2.非金屬性：,同一周期從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)； 同一主族從上到下非金屬性逐漸減弱。,3.元素主要化合價：,正價：從1變到7，負(fù)價：從4變到1,4.原子半徑：,同一周期從左到右原子半徑逐漸減?。?同一主族從上到下原子半徑逐漸增大。,5.元素第一電離能的周期性變化,2.元素第一電離能大小與原子失電子能力有何關(guān)系,1.元素第一電離能定義：元素第一電離能是指氣態(tài)原子失去一個電子形成1價氣態(tài)陽離子所需的最低

2、能量。,元素第一電離能的周期性變化,第一電離能越小，原子越易失去第一個電子； 第一電離能越大，原子越難失去第一個電子。,思維拓寬：你能說出什么是第二電離能、第三電離能.嗎？討論后回答。,第二電離能：是指1價氣態(tài)離子失去一個電子形成2價氣態(tài)離子所需的最低能量稱該元素的第二電離能。用I2表示。類似用I3、I4.表示元素的第三、四.電離能等。,觀察分析下表電離能數(shù)據(jù)回答問題：,問題： 解釋為什么鋰元素易形成Li，而不易形成Li2；鎂元素易形成Mg2，而不易形成Mg3？,參考答案：從表中數(shù)據(jù)可知：Li元素的I2遠(yuǎn)大于I1，因此Li容易失去第一個電子，而不易失去第二個電子；即Li易形成Li，而不易形成L

3、i2 。鎂元素的I1、I2相差不大，I3遠(yuǎn)大于它們，說明鎂容易失去兩個電子，而不易失去第三個電子，因此鎂易形成Mg2，而不易形成Mg3。,觀察分析下圖元素第一電離能的變化情況，尋找它們的變化有哪些規(guī)律？同時你是否還能發(fā)現(xiàn)一些問題？請討論總結(jié)。,3.元素第一電離能的變化規(guī)律,規(guī)律和問題：,1.總體上：金屬元素的第一電離能都 ，非金屬元素和稀有氣體元素的第一電離能都 。,較大,較小,2.同一周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢。,3.同一主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小。,4.在同一周期中第一電離能最小的是堿金屬元素，最大的是稀有氣體元素。,5.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的

4、第一電離能大于相鄰的元素的第一電離能。,總結(jié)一下,為什么？,為什么？,為什么?,為什么？,為什么？,第二周期元素的第一電離能,第三周期元素的第一電離能,注意觀察第二、第三周期中的Be、N和Mg、P元素第一電離能與相鄰元素的第一電離能的大小關(guān)系：,1.總體上：金屬元素的第一電離能都 較小 ，非金屬元素和稀有氣體元素的第一電離能都 較大 ；為什么？,參考解答：因?yàn)榻饘僭卦拥淖钔鈱与娮訑?shù)都比較少，容易失去電子，所以金屬元素的第一電離能都比較小；而非金屬元素原子的最外層電子比較多，不容易失去電子，稀有氣體元素原子外圍電子排布式為nS2nP6（He為1S2），是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，更難失去電子，因此它們的第一

5、電離能都比較大。,提示：從比較金屬元素、非金屬元素及稀有氣體元素的最外層電子數(shù)多少入手。,2.同一周期元素的第一電離能 從左到右元素的第一電離能總體上是呈增大趨勢。 為什么？,參考答案：因?yàn)橥恢芷趶淖蟮接译S著核電荷數(shù)的增加，元素原子半徑減少，核對外層電子引力逐漸增大，失電子所需的能量呈增加趨勢，即元素的第一電離能呈增大趨勢。,3.同一主族元素的第一電離能 從上到下，元素第一電離能逐漸減小。 為什么?,提示：從同主族的原子結(jié)構(gòu)變化來回答。 參考答案：因?yàn)橥恢髯鍙纳系较?，隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)增加，原子半徑增大，核對外層電子的引力減小，失電子所需的能量減小，元素第一電離能逐漸減小。,4.

6、在同一周期中第一電離能最小的是堿金屬元素，最大的是稀有氣體元素。為什么？,參考答案：因?yàn)閴A金屬元素原子的外圍電子排布式為nS1，在同周期中（除稀有氣體）原子半徑最大，核對外層電子引力最小，最容易失去最外層的一個電子，所以堿金屬元素的第一電離能在同一周期中最小。而稀有氣體元素原子的外圍電子排布式為nS2nP6（He為1S2），是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在同一周期中最難失去電子，所以在同一周期中稀有氣體的第一電離能最大。,提示：從它們的原子的外圍電子排布式和原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來思考。,5.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一電離能大于它們相鄰的元素的第一電離能。為什么？,提示：請同學(xué)們先寫出Be、B、

7、N、O、Mg、Al、P、S的電子排布式，并作比較。,Be：1S2 2S22P0 （B：1S2 2S22P1） N：1S2 2S22P3 (O：1S2 2S22P4) Mg：1S2 2S22P6 3S23P0 (Al：1S2 2S22P6 3S23P1) P：1S2 2S22P6 3S23P3 (S：1S2 2S22P6 3S23P4),我們知道：當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空（P0、d0、f0）或半充滿（p3、d5、f7）或全充滿（p6、d10、f14）結(jié)構(gòu)時原子處于能量較低狀態(tài)（即洪特規(guī)則特例），所以失電子所需能量較大，即I1較大。而Be、N、Mg、P元素的原子結(jié)構(gòu)恰好滿足這一

8、點(diǎn)，所以導(dǎo)致它們的第一電離能大于它們相鄰元素。,3.元素第一電離能的變化規(guī)律,同一周期從左到右元素的第一電離能總體上是呈逐漸增大趨勢； 同一主族從上到下，元素第一電離能逐漸減小。,即元素第一電離能隨著元素核電荷數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化。,4.電離能知識的應(yīng)用：,問題1：為什么鋰元素的I2遠(yuǎn)大于I1，而鎂元素的I3遠(yuǎn)大于I1、I2？用所學(xué)的原子結(jié)構(gòu)或離子結(jié)構(gòu)知識解釋。,提示：鋰離子和鎂離子的電子排布式為： Li： 1S2 是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)； Mg2：1S2 2S22P6,它的P軌道為全充滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如果它們再要失去電子，所需的能量就很大。,問題2：判斷下列元素間的第一電離能的大小： Na K; O N

9、; N P; F Ne; Mg Al； S P; Cl S；Cl Ar。,問題3：將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列： （1） K Na Li; (2) B C Be N; (3) He Ne Ar ；（4）Na Al S P,答案（1） Li Na K ； （2）N C Be B (3) He Ne Ar; (4) P S Al Na,問題4：短周期元素A、B，A元素的最外層電子數(shù)等于最內(nèi)層上的電子數(shù)；B元素最外層電子數(shù)是最內(nèi)層上電子數(shù)的3倍。試判斷A、B可能有的元素并寫出它們的原子電子排布式；比較當(dāng)A、B在同一周期時它們的第一電離能 數(shù)值大小關(guān)系。,提示:A元素有：Be：1S2 2S2或 Mg: 1S2 2S22P6 3S2 B元素有：O: 1S2 2S22P4或 S: 1S2 2S22P6 3S23P4 第一電離能：Be O; Mg S。,拓展思考題： 用表中提供的數(shù)據(jù)解釋：為什么鈉原子的最外層電子數(shù)是1而鎂原子的最外層電子數(shù)為2？,參考答案：鈉元素I1遠(yuǎn)小于I2、I3，說明鈉原子核外有一個電子離核遠(yuǎn)，受核的引力小，易失去；同時也說明I2、I3代表的電子與I1代表的電子不在同一電子層，所以鈉原子的最外層電子數(shù)為1。而鎂元素的I1和I2相差不大，說明它們代表的電子是在同一電子層，I3遠(yuǎn)大于I1、I2，說明I3代表的電子與I