单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,高中化学131电离能及其变化规律ppt课件鲁科版选修,1,高中化学131电离能及其变化规律ppt课件鲁科版选修,2,1,2,1,.,主族元素原子得失电子能力的规律,人们可以定性地从,原子半径,和,价电子数,来分析周期表中元素原子得、失电子能力所呈现的递变规律。,(1),同周期元素原子的电子层数,相同,从左到右原子半径逐渐,减小,有效核电荷数依次,增大,原子核对电子的吸引作用逐渐,增强,因而原子,失去,电子的能力越来越弱,获得,电子的能力越来越强。,(2),同主族元素原子的价电子数相同,但自上而下原子半径逐渐,增大,原子核对最外层电子吸引作用逐渐,减弱,。所以金属元素原子,失去,电子的能力越来越强,非金属元素原子,获得,电子的能力越来越弱。位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近的元素的原子获得或失去电子的能力都,居中,。,121.主族元素原子得失电子能力的规律,3,1,2,2,.,电离能,(1),电离能的定义:气态原子或气态离子失去一个电子所需要的,最小能量,叫做电离能,常用符号,I,表示,单位为,kJmol,-1,。电离能越小,表示在气态时该原子越,容易,失去电子;反之,电离能越大,表明在气态时该原子越,难失去,电子。,122.电离能,4,1,2,(2),规律:通过观察可以发现,对同一周期的元素而言,碱金属,元素的第一电离能最小,稀有气体,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,从小到大,的变化趋势,表示元素原子越来越难,失去,电子。短周期元素的这种递变更为明显,这是同周期元素原子电子层数相同,但随着核电荷数,增大,和原子半径,减小,核对外层电子的,有效吸引,作用依次,增强,的必然结果。同主族元素,自上而下第一电离能逐渐,减小,表明自上而下原子越来越,容易失去,电子。这是因为同主族元素原子的价电子数,相同,原子半径逐渐,增大,原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐,减弱,。过渡元素的第一电离能的变化不太规则,随元素原子序数的增加第一电离能从左到右,略有增加,。这是因为对这些元素的原子来说,增加的电子大部分排布在(,n,-1)d,或(,n-,2)f,轨道上,原子核对外层电子的,有效吸引,作用变化不是太大。,12(2)规律:通过观察可以发现,对同一周期的元素而言,碱金,5,1,2,(3),元素的化合价与价电子排布的关系:除族的某些元素和0族元素外,元素的最高化合价等于它所在族的,序数,。非金属元素的最高化合价和它的负化合价的绝对值之和,等于,8(,氢元素除外);稀有气体元素原子的电子层结构是,全充满,的稳定结构,其原子既不易,失去,电子也不易,得到,电子,因此稀有气体元素的化合价在通常情况下为,0,;,过渡金属元素的价电子较多,但所具有的能量相差不大,因此具有多种价态,如锰元素的化合价为,+2+7,。,12(3)元素的化合价与价电子排布的关系:除族的某些元素和,6,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,探究一,影响电离能的因素,1,.,观察分析下表电离能数据回答问题:,为什么锂元素易形成Li,+,而不易形成Li,2+,;,镁元素易形成Mg,2+,而不易形成Mg,3+,?,提示：,从表中数据可知,Li,元素的,I,2,远大于,I,1,因此,Li,容易失去第一个电子,而不易失去第二个电子,即,Li,易形成,Li,+,而不易形成 。镁元素的,I,1,、,I,2,相差不大,I,3,远大于,I,1,、,I,2,说明镁容易失去两个电子,而不易失去第三个电子,因此镁易形成,Mg,2+,而不易形成,Mg,3+,。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测探究一 影响电离能的因素,7,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,2,.,观察分析下图元素第一电离能的变化情况,回答下列问题:,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测2.观察分析下图元素第一,8,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,(1),总体上金属元素的第一电离能都较小,非金属元素和稀有气体元素的第一电离能都较大。为什么?,提示：,因为金属元素原子的最外层电子数都比较少,容易失去电子,所以金属元素的第一电离能都比较小,;,而非金属元素原子的最外层电子比较多,不容易失去电子,稀有气体元素原子的价电子排布式为,n,s,2,n,p,6,(He,为,1s,2,),是稳定结构,更难失去电子,因此它们的第一电离能都比较大。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测(1)总体上金属元素的第,9,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,(2),为什么在第2周期中Be和N元素及第3周期中Mg和P的第一电离能大于相邻的元素的第一电离能?,提示：,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空,(,如,p,0,、,d,0,、,f,0,),或半充满,(,如,p,3,、,d,5,、,f,7,),或全充满,(,如,p,6,、,d,10,、,f,14,),结构时原子处于能量较低状态,(,即洪特规则特例,),所以失电子所需能量较大,即,I,1,较大。而,Be,、,N,、,Mg,、,P,元素的原子结构恰好满足这一点,所以导致它们的第一电离能大于它们各自的相邻元素。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测(2)为什么在第2周期中,10,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,1,.,影响电离能的因素,电离能的数值大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径以及原子的电子构型。,(1),一般来说,同一周期的元素具有相同的电子层数,从左到右核电荷数逐渐增大,原子的半径逐渐减小,原子核对最外层电子的引力逐渐加大,因此,越靠右的元素越不易失去电子,电离能也就越大。,(2),同一主族元素电子层数不同,最外层电子数相同,原子半径逐渐增大起主要作用,因此半径越大,原子核对最外层电子的引力越小,越易失去电子,电离能也就越小。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测1.影响电离能的因素,11,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,(3),电子构型是影响电离能的第三个因素,某些元素具有全充满或半充满的电子构型,稳定性也较高,如,A,族Be、Mg等元素原子的最外层s原子轨道全满,p原子轨道全空,A,族N、P等元素原子最外层p原子轨道为半充满状态,0族元素(He除外)原子p原子轨道为全满状态,均稳定,所以它们比各自左右相邻的元素的第一电离能大。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测(3)电子构型是影响电离,12,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,2,.,逐级电离能,(1),定义:由+1价气态阳离子再失去1个电子形成+2价气态阳离子所需要的最低能量叫做第二电离能,依次类推。可以表示为:,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测2.逐级电离能,13,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,(2),变化规律:,同一元素的逐级电离能是逐渐增大的,即,I,1,I,2,I,3,I,2,、,I,4,I,3,、,I,n+,1,I,n,。,元素的逐级电离能逐渐增大并且会发生一个突变即突然增大多倍,这是由于电子是分层排布的,主族元素几乎不能失去内层电子的缘故。如Na原子的,I,1,、,I,2,、,I,3,分别是(单位为kJmol,-1,下同)496、4 562、6 912,在,I,1,和,I,2,之间发生突变。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测(2)变化规律:,14,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,【例题,1,】,第一电离能,I,1,是指气态原子X(g)处于基态时,失去一个电子成为气态阳离子X,+,(g),所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能,I,1,随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。,(,导学号,52720009),探究一探究二问题引导名师精讲即时检测【例题1】第一电离能I,15,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,(1),认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断NaAr元素中,Al的第一电离能的大小范围为,Al,(,填元素符号);,(2),从图中分析可知,同一主族元素原子的第一电离能,I,1,变化规律是,;,(3),图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第,周期,族。,解析：,(1),由图可以看出,同周期的,A,族元素的第一电离能最小,而,A,族元素的第一电离能小于,A,族元素的第一电离能,故第一电离能,:NaAlMg,。,(2),从图中可看出同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小。,(3),根据第一电离能的递变规律可以看出,图中所给元素中,Rb,的第一电离能最小,其位置为第,5,周期,A,族。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测(1)认真分析图中同周期,16,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,答案：,(1)Na,Mg,(2),从上到下依次减小,(3)5,A,方法技巧,关键是从图中获取数据信息,找出变化规律,对元素的电离能进行横向,(,同周期,),和纵向,(,同主族,),的比较和分析。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测答案：(1)NaMg,17,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,变式训练1,下列说法中正确的是(),A.,第3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：,同周期中碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素最大,故,A,正确,C,不正确,由于,Mg,的价电子排布为,3s,2,而,Al,的价电子排布为,3s,2,3p,1,故铝的第一电离能小于镁的。,D,中钾比镁更易失电子,钾的第一电离能小于镁的,D,不正确。,答案：,A,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测变式训练1下列说法中正确,18,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,探究二,电离能的应用,1,.,观察思考:为什么钠元素的常见价态为+1价,镁元素的为+2价,铝元素的为+3价?化合价与原子结构有什么关系?,提示：,钠原子的第一电离能较低,而第二电离能突跃式变高,也就是说,I,2,I,1,。这说明钠原子很容易失去一个电子成为,+1,价阳离子,形成稳定状态后,原子核对外层电子的有效吸引作用变得更强,不易再失去第,2,个电子。因此,钠元素的常见化合价为,+1,价,;,同理分析镁和铝。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测探究二 电离能的应用提示,19,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,2,.Mg,的第一电离能比Al的大,所以Al比Mg易失去电子,但我们以前学习的金属失电子顺序中,Mg比Al易失电子,与酸反应时更剧烈,这又是为什么?,提示：,条件不一致。在气态时,Mg,的第一电离能大于,Al,的,;,在溶液中反应时,Mg,的金属活动性大于,Al,的。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测2.Mg的第一电离能比A,20,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,1,.,元素的电离能的应用,(1),用来衡量原子失去电子的难易,比较金属的活泼性和元素的金属性。一般地,元素的第一电离能越小,金属性越强;碱金属元素的第一电离能越小,碱金属越活泼。,(2),判断原子易失去电子的数目和元素的化合价,元素的各级电离能逐渐增大并且会发生一个突变(由于电子是分层排布的,内层电子比外层电子难失去,因此会发生突变),如Mg原子的,I,1,、,I,2,、,I,3,分别是738 kJmol,-1,、1 451 kJmol,-1,、7 733 kJmol,-1,在,I,2,和,I,3,之间发生突变。,探究一探究二问题引导名师精讲即时检测1.元素的电离能的应用,21,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,2,.,金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一致的原因,金属活动性按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序减弱,该顺序表示自左向右,在水溶液中金属单质中的原子失去电