高中化學(xué)第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第2課時學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

課程目標
1．能說出元素電離能、電負性含義。
2．通過數(shù)據(jù)及圖片了解原子半徑、元素第一電離能、電負性變化規(guī)律。
3．能應(yīng)用元素電離能、電負性解釋元素的某些性質(zhì)。
圖說考點
基礎(chǔ) 知識
[新知預(yù)習(xí)]
一、元素周期律和原子半徑
1．元素周期律
元素的性質(zhì)隨________的遞增發(fā)生周期性遞變的規(guī)律。
2．原子半徑
(1)決定原子半徑大小的因素
①電子的能層數(shù)
電子的能層越多，電子之間的排斥作用將使原子半徑________________。
②核電荷數(shù)
核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用也就________，將使原子的半徑________。
(2)原子半徑的變化規(guī)律
原子的能層數(shù)和核電荷數(shù)的綜合結(jié)果使各種原子的半徑發(fā)生________遞變。
①同周期主族元素
從左到右，電子能層數(shù)________，但隨核電荷數(shù)的逐漸增大核對電子的引力________，從而使原子半徑________。
②同主族元素
從上到下，________逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增大，但電子能層數(shù)的影響成為主要因素，所以從上到下原子半徑________。
二、電離能
1．概念
________原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的________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電子的難易程度。第一電離能數(shù)值________，原子越容易失去一個電子。
3．元素第一電離能的變化規(guī)律
(1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)________的趨勢。
(2)同族元素從上到下第一電離能逐漸________。
三、電負性
1．鍵合電子和電負性的含義
(1)鍵合電子
元素相互化合時，原子中用于形成________的電子。
(2)電負性
用來描述不同元素的原子對________吸引力的大小。電負性越大的原子，對________的吸引力________。
2．標準
以氟的電負性為________和鋰的電負性為________作為相對標準，得出各元素的電負性。
3．變化規(guī)律
(1)同周期，自左到右，元素原子的電負性逐漸________。
(2)同主族，自上到下，元素原子的電負性逐漸________。
4．應(yīng)用
判斷金屬性和非金屬性強弱
(1)金屬元素的電負性一般________，電負性越小，金屬性________；
(2)非金屬的電負性一般________，電負性越大，非金屬性________；
(3)位于非金屬三角區(qū)邊界的元素的電負性則在________左右，它們既有________，又有________。
四、對角線規(guī)則
在元素周期中，某些主族元素與________的主族元素的電負性接近，性質(zhì)相似，被稱為“對角線規(guī)則”。
如：
[即時性自測]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1) r(N3－)>r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。( )
(2)r(Si)>r(C)>r(B)。( )
(3)r(Li＋)I1(C)>I1(B)
B．I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)
C．I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)
D．I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)
3．下列是幾種原子的基態(tài)電子排布，電負性最大的原子是( )
A．1s22s22p4 B．1s22s22p63s23p3
C．1s22s22p63s23p2 D．1s22s22p63s23p64s2
4．下列離子半徑的大小順序正確的是( )
①Na＋ ②X2－：1s22s22p63s23p6 ③Y2－： 2s22p6
④Z－：3s23p6
A．③＞④＞②＞① B．④＞③＞②＞①
C．④＞③＞①＞② D．②＞④＞③＞①
5．已知X、Y、Z為同一周期的三種元素，其原子的部分電離能(kJ·ml－1)如下表所示：
下列說法正確的是( )
A．三種元素中，X元素的第一電離能最小，其電負性在同一周期元素中也最小
B．三種元素中，Y元素的第一電離能最大，其電負性也最大
C．等物質(zhì)的量的X、Y、Z三種單質(zhì)與少量鹽酸反應(yīng)時放出的氫氣的物質(zhì)的量之比為1：1：1
D．三種單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)放出等量氫氣時，消耗X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為3：2：1
6．下表是元素周期表的一部分，表中的字母分別代表一種化學(xué)元素。
(1)上表第三周期中第一電離能(I1)最大的是________(填字母，下同)，c和f的I1大小關(guān)系是________大于________。
(2)上述元素中，原子中未成對電子數(shù)最多的是________，寫出該元素基態(tài)原子的核外電子排布式：________________。
(3)根據(jù)下表所提供的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·ml－1)，回答下列問題：
①表中X可能為以上13種元素中的____________元素。用元素符號表示X和j形成的化合物的化學(xué)式：____________。
②Y是周期表中第________族的元素。
③以上13種元素中，________元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。
eq \x(溫馨提示：請完成課時作業(yè)4)
第2課時元素周期律
基礎(chǔ)知識
新知預(yù)習(xí)
一、
1．核電荷數(shù)
2．增大越大減小周期性不變增大逐漸減小電子能層數(shù) 逐漸增大
二、
1．氣態(tài)電中性基態(tài) 最低能量
2．越小
3．逐漸增大變小
三、
1．化學(xué)鍵鍵合電子鍵合電子越大
2．4.0 1.0
3．變大變小
4．小于1.8 越強大于1.8 越強 1.8 金屬性非金屬性
四、右下方
即時性自測
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)×
2．解析：P元素在第三周期中S元素和Si元素之間，即P的原子半徑在1.02×10－10～1.17×10－10 m之間，故只有B項正確。
答案：B
3．解析：對比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3電離能數(shù)值相對較小，至I4數(shù)值突然增大，說明元素X的原子中，有3個電子容易失去，因此，該元素的常見化合價為＋3。
答案：C
4．解析：元素的非金屬性越強，其電負性越大，A、B、D均能說明非金屬性：X>Y，即說明電負性X>Y。
答案：C
5．解析：從電子排布式可以看出①是S，②是P，③是N，④是F，第一電離能：F>N>P>S；原子半徑：P>S>N>F；電負性：F>N>S>P；最高正化合價：S>N＝P，F(xiàn)無正價。
答案：A
技能素養(yǎng)
例1 解析：同主族元素的原子或離子半徑隨著電子層數(shù)增多，半徑依次增大，①②正確；具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的陰陽離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而逐漸減小，r(Al3＋)＜r(Mg2＋)＜r(Na＋)＜r(F－)＜r(O2－)，③錯誤；對于同一元素，陽離子半徑小于原子半徑，化合價越高半徑越小，④錯誤。
答案：C
提升1 解析：
A項中，aA2＋、bB＋電子層結(jié)構(gòu)相同，則A、B在同一周期，且原子序數(shù)b＜a，則原子半徑：B＞A；同理推出C、D在A、B的上一周期，且原子序數(shù)c＜d，由此得出A、B、C、D的原子半徑大小為B＞A＞C＞D，原子序數(shù)a＞b＞d＞c，故A、B選項都錯誤。由A、B在同一周期，金屬性應(yīng)該B＞A，故D選項錯誤。
答案：C
例2 解析：(1)由題表可知M的第三電離能突增，則M最外層有2個電子，由題表可知M至少有5個電子，故M為Mg。Mg、Al位于同一周期，Mg最外層電子排布式為3s2，而Al最外層電子排布式為3s23p1，當(dāng)3p處于全充滿、半充滿或全空時較穩(wěn)定，因此Al失去p能級的1個電子相對比較容易，故Al原子的第一電離能小于738 kJ·ml－1。(2)同一周期中元素的第一電離能隨原子序數(shù)遞增，呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，但是在第二周期中，Be的第一電離能大于B，N的第一電離能大于O，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種。(3)A的單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)(即氮氣)，則A為N，A、C為第ⅤA族元素，其第一電離能大于第ⅥA族，B、D為第ⅥA族元素，同一主族從上往下第一電離能逐漸減小，所以D的電離能最小。
答案：(1)Mg 小于 Mg、Al位于同一周期，Mg最外層電子排布式為3s2，而Al最外層電子排布式為3s23p1，當(dāng)3p處于全充滿、半充滿或全空時較穩(wěn)定，因此，Al失去p能級的1個電子相對比較容易，故Al原子的第一電離能小于738 kJ·ml－1
(2)3 如圖所示 (3)D
提升2 解析：(1)電子離核越遠，能量越高，受原子核的引力越小，失去電子越容易，則電離能越??；陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，原子核對核外電子的引力越大，失電子越難，則電離能越大。(2)根據(jù)題目數(shù)據(jù)知，I1、I2較小，I3突然增大，說明最外層有2個電子，I3到I10變化較小，但I11突然增大，說明次外層有8個電子，又由于核電荷數(shù)小于18，所以A為Mg。(3)Mg元素的原子去掉11個電子后，還有1個電子。(4)Mg元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為Mg(OH)2。
答案：(1)小大 (2)3 (3)1 (4)Mg(OH)2
例3 解析：(1)我們可以把表中給出的14種元素的電負性按原子序數(shù)由小到大的順序整理如下：
經(jīng)過上述整理后可以看出：從3～9號元素，元素的電負性由小到大；從11～17號元素，元素的電負性也是由小到大。所以元素的電負性同原子半徑一樣，隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(即同周期主族元素，從左到右，電負性逐漸增大)。
(2)根據(jù)上述規(guī)律不難得出短周期主族元素中電負性最大的元素為F，電負性最小的元素為Na；二者形成的化合物——NaF為典型的離子化合物，從而不難用電子式表示NaF的形成過程。
(3)Mg3N2電負性差值為1.8，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC電負性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物。
答案：(1)元素的電負性隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(或同周期主族元素，從左到右，電負性逐漸增大)
(2)F Na 離子
(3)Mg3N2為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC均為共價化合物。
提升3 解析：觀察數(shù)據(jù)的變化可知：元素的非金屬性越強，該元素的電負性越大；元素的金屬性越強，該元素的電負性越小。由于氟元素的非金屬性最強，所以氟的電負性最大。要判斷AlBr3中的化學(xué)鍵類型，根據(jù)題給信息，即要比較Al和Br的電負性的差值。雖然題目中沒有給出Br的電負性，但由于Br的非金屬性比Cl的非金屬性弱，我們可以得知Br的電負性比Cl的電負性小，從而得出Al和Br二者電負性差值小于1.7。
答案：(1)F
(2)從上到下電負性逐漸減小
(3)共價鍵因為Al和Cl的電負性差為1.5，而Br的電負性比Cl的小，Al和Br的電負性差應(yīng)小于1.7
形成性自評
1．解析：A中，Na原子半徑大于Li，Li大于Be，Be、C、F在周期表中同周期，A正確；B中，S、O同主族，O、F同周期，S2－半徑大于原子半徑，B正確；C中，四者的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)依次增大，半徑依次減小，C正確。
答案：D
2．解析：同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素，這幾種元素都是第二周期元素，它們的族序數(shù)分別是第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族，所以它們的第一電離能大小順序是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)，A正確。
答案：A
3．解析：最外層電子數(shù)越多電負性越大，A正確。
答案：A
4．解析：由核外電子排布式可知， ②、③、④三種離子分別是S2－、O2－、Cl－，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則有②＞④，③＞①；電子層數(shù)越多，半徑越大，則大小順序為②＞④＞③＞①。
答案：D
5．解析：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，X的第二電離能遠大于第一電離能，可知X是ⅠA族元素，A項是正確的。Y元素的第三電離能遠大于第二電離能，Y是ⅡA族元素，三種元素中，Y元素的第一電離能最大，Z元素的第四電離能遠大于第三電離能，Z是ⅢA族元素，由于它們在同一周期，Y元素的電負性小于Z的，B項錯誤。假設(shè)X、Y、Z屬于第三周期元素，那么它們分別為Na、Mg、Al。等物質(zhì)的量的X、Y、Z三種單質(zhì)與少量鹽酸反應(yīng)時，一定要考慮Na還能與水反應(yīng)，C項錯誤。Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)時放出等量氫氣，消耗Na、Mg、Al的物質(zhì)的量之比應(yīng)該為6:3:2，D項錯誤。
答案：A
6．解析：(1)題給周期表中所列13種元素a～m分別是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar位于第三周期，原子最穩(wěn)定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外電子排布式分別為1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s軌道為全滿狀態(tài)，故其I1比Al的I1大。(2)i元素最外層電子排布為3s23p3，有3個未成對電子，未成對電子數(shù)最多。(3)①由表中數(shù)據(jù)可以看出，鋰和X的I1均比I2、I3小很多，說明X與Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，說明X的金屬性比鋰更強，則X為Na(即a)。②由Y的電離能數(shù)據(jù)可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y屬于第ⅢA族元素。③稀有氣體元素m的原子最外層已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去核外第一個電子所需能量最多。
答案：(1)m c f (2)i 1s22s22p63s23p3
(3)①a Na2O、Na2O2 ②ⅢA ③m
原子
N
S
O
Si
半徑r/10－10 m
0.75
1.02
0.74
1.17
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I/kJ·ml－1
578
1 817
2 745
11 578
14 831
18 378
I1/
(kJ·ml－1)
I2/
(kJ·ml－1)
I3/
(kJ·ml－1)
I4/
(kJ·ml－1)
I5/
(kJ·ml－1)
738
1 451
7 733
10 540
13 630
符號
I1
I2
I3
I4
I5
I6
電離能
7.64
15.03
80.12
109.3
141.2
186.5
符號
I7
I8
I9
I10
I11
電離能
224.9
226.0
327.9
367.4
1 761
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
電負性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
電負性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
元素符號
H
Li
Be
B
C
N
O
F
電負性
2.1
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
元素符號
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
電負性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
元素
電離能/kJ·ml－1
X
Y
Z
I1
496
738
577
I2
4 562
1 451
1 817
I3
6 912
7 733
2 754
I4
9 540
10 540
11 578
鋰
X
Y
I1
519
502
580
I2
7 296
4 570
1 820
I3
11 799
6 920
2 750
I4
—
9 550
11 600
元素
Li
Be
B
C
N
O
F
原子序數(shù)
3
4
5
6
7
8
9
電負性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
原子序數(shù)
11
12
13
14
15
16
17
電負性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0

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