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第2课时元素周期律课程目标素养目标1.能说出元素电离能、电负性的含义。2．能应用元素的电离能解释元素的某些性质。3．了解原子半径、第一电离能、电负性的周期性变化规律。4．具有运用“位置、结构、性质”三者关系解决实际问题的能力。1.宏观辨识与微观探析：结合元素周期律的学习，使学生树立量变到质变以及客观事物相互联系的规律，体会由宏观到微观，由现象到本质的辩证唯物主义观点。2．科学探究与创新意识：通过对元素核外电子、原子半径、主要化合价的周期性变化规律的探究，使学生能掌握运用这些规律解决实际问题，同时培养学生抽象归纳以及演绎推理的能力。01基础自主落实02要点系统认知03检测课堂达标04演练效果检测一、原子半径1．影响原子半径大小的因素2．原子半径的递变规律二、电离能1．概念(1)第一电离能：原子失去一个电子转化为所需的能量，叫第一电离能。通常用I1表示。(2)逐级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，形成＋2价气态正离子所需要的最低能量叫第二电离能，用I2表示；依次类推。2．应用：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，原子越容易失去一个电子，元素的金属性。气态电中性基态气态基态正离子最低小越强3．元素第一电离能变化规律(1)对同一周期的元素而言，元素的第一电离能最小，元素的第一电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从到的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。(2)同主族元素，自上而下第一电离能逐渐，表明自上而下原子越来越失去电子。碱金属稀有气体小大减小易三、电负性1．电负性的概念和标准(1)概念。①键合电子：原子中用于形成的电子。②电负性：用来描述不同元素的原子对吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力。(2)标准：以氟的电负性为作为相对标准，得出各元素的电负性。化学键键合电子越大4.02．电负性的变化规律(1)同一周期：从左到右，元素的电负性逐渐。(2)同一主族：从上到下，元素的电负性逐渐。3.对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与其的主族元素的电负性，性质，被称为“对角线规则”。如增大变小右下方接近相似■多维思考·自主预习1．下列各组元素中，原子半径依次减小的是()A．Mg、Ca、BaB．I、Br、ClC．O、S、NaD．C、N、B答案：B2．下列说法中不正确的是()A．同族元素，随着电子层数的增加，I1逐渐增大B．同周期元素，随着核电荷数的增加，I1总体呈增大的趋势C．通常情况下，电离能I1＜I2＜I3D．电离能越小，元素的金属性越强答案：A3．已知某原子的各级电离能数值如下：I1＝557kJ·mol－1，I2＝1817kJ·mol－1，I3＝2745kJ·mol－1，I4＝11578kJ·mol－1，则该元素的化合价为()A．＋1价B．＋2价C．＋3价D．＋4价答案：C4．下列各组元素按电负性大小的顺序排列，正确的是()A．FNOB．OClFC．AsPHD．ClSAs解析：据元素电负性变化规律，同周期内，随原子序数递增，电负性逐渐增大，A项中，电负性ON，B项中FO，故A、B错误。同主族内，随原子序数递增，电负性逐渐减小，C项中AsP，故C错误。D项中，电负性ClS，S的电负性大于与As同主族的P的电负性，故D正确。答案：D要点一比较微粒半径大小的方法原子半径(1)同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)。例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)(2)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(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)(3)不是同周期也不是同主族的元素原子可借助某种原子参照比较。例：r(K)r(Na)，r(Na)r(Al)，则r(K)r(Al)离子半径(1)同种元素的粒子半径，阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。例：r(Cl－)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2＋)r(Fe3＋)(2)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＋)(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li＋)r(Na＋)r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)(4)核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)r(Na＋)r(Mg2＋)[题组训练]1．下列关于微观粒子半径的说法正确的是()A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大D．原子序数越大，原子半径越大解析：由于同周期主族元素原子半径逐渐减小，故第三周期ⅦA族元素原子半径不一定比上一周期ⅠA族元素原子半径大，如r(Li)r(Cl)，故A项错误；对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的，故B项错误；质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径原子半径阳离子半径，故C项正确；原子序数增大，原子半径不是一直增大，而是呈周期性变化的，故D项错误。答案：C2．下列四种粒子中，半径按由大到小的排列顺序是()①基态X的原子结构示意图：②基态Y的价电子排布式：3s23p5③基态Z2－的电子排布图：④W基态原子有2个能层，电子式：·W······A．③＞①＞②＞④B．③＞②＞①＞④C．①＞③＞④＞②D．①＞④＞③＞②解析：由题意可知，X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F粒子半径大小排列顺序为r(S2－)＞r(S)＞r(Cl)＞r(F)。答案：A3．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()A．原子半径：ABDCB．原子序数：dcbaC．离子半径：C3－D－B＋A2＋D．元素的第一电离能：ABDC解析：本题既可以用相关规律判断，又可以用具体元素对应来判断。解法一A2＋、B＋、C3－、D－这4种离子具有相同的电子层结构，则在元素在周期表中的位置为：因此原子半径顺序为BACD；原子序数为abdc；离子半径为C3－D－B＋A2＋；第一电离能AB，DC，且CA，即DCAB。解法二找出相应的具体元素：12Mg2＋、11Na＋、7N3－、9F－，更容易做出判断。答案：C练后反思：对微粒半径的认识误区1微粒半径要受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响，并不是单独地取决于某一方面的因素。2原子电子层数多的原子半径不一定大，如锂的原子半径为0.152nm，而氯的原子半径为0.099nm。3对于同一种元素，并不是原子半径一定大于离子半径。如Cl－的半径大于Cl的半径。要点二电离能的变化规律及其应用1．电离能的有关规律(1)第一电离能①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。②同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。③同一周期中，第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的第一电离能要大，第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的第一电离能要大，这是因为第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。(2)逐级电离能①原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子带正电荷对电子的吸引力增强，从而使电离能越来越大。②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．电离能的应用(1)确定元素核外电子的排布。(2)确定元素在化合物中的化合价。(3)判断元素的金属性、非金属性强弱。[典例]下列有关电离能的说法中，正确的是()A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价[解析]第一电离能越大说明越难失去电子，故A项错误；第一电离能是指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要的最低能量，故B项错误；同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右整体上是越来越大，但是有个别主族元素反常，故C项错误；D选项的内容是电离能的应用之一，故正确。[答案]D[拓展探究](1)比较Na、Mg、Al的第一电离能大小顺序，并从原子结构角度进行解释。(2)元素X的各级电离能数据如下：I1I2I3I4I5I6I/(kJ·mol－1)57818172745115781483118378则元素X的常见价态是________。提示：(1)第一电离能NaAlMg。一般情况下同周期元素原子自左向右金属性逐渐降低，第一电离能逐渐增大。但由于镁元素的3p轨道是全空状态，稳定性强，所以第一电离能大于Al的第一电离能。(2)＋3。对比表中电离能数据可知，I1、I2、I3电离能数值相对较小，至I4数值突然增大，说明元素X的原子中，有3个电子容易失去，因此，该元素的常见化合价为＋3。[题组训练]1．下列叙述中正确的是()A．第三周期所含元素中钠的第一电离能最小B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大C．在所有元素中，氟的第一电离能最大D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大解析：同周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，故A正确，C不正确。由于镁的价电子排布为3s2(s轨道全满)，而Al的价电子排布为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁，B不正确。钾比镁活泼更易失电子，钾的第一电离能小于镁，D错误。答案：A2．气态中性原子失去一个电子转化为气态正离子所需要的最低能量叫第一电离能(I1)，气态正离子继续失去电子所需要的最低能量依次称为第二电离能(I2)，第三电离能(I3)……下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列说法正确的是()A．甲的金属性比乙强B．乙的化合价为＋1价C．丙不可能为非金属元素D．丁一定为金属元素解析：由表格信息可知，甲的第一电离能小于乙，表明甲比乙易失去第一个电子，故甲的金属性比乙强，A项正确；表格中显示，乙失去第二个电子也较易，则乙的化合价可能为＋2价，B项错误；对丙而言失去电子较难，所以可能是非金属元素，C项错误；对丁而言，失电子比丙还难，而第三周期只有三种金属元素，可知丁一定是非金属元素，D项错误。答案：A要点三电负性的递变规律和应用1．判断元素的金属性和非金属性及其强弱(1)金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。(2)金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。2．判断元素的化合价正负(1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。(2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。3．判断化学键的类型一般认为：(1)如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；(2)如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。4．“对角线”规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如。原因是它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，表现出的性质相似。[题组训练]1．下列关于电负性的叙述不正确的是()A．电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的