原子结构与元素性质(鲁科版选修3).ppt

1、我们学过的元素我们学过的元素重要重要性质有哪些？它们各有怎样的性质有哪些？它们各有怎样的递变规律递变规律？1.失电子能力失电子能力：同一周期从左到右同一周期从左到右失电子能力失电子能力逐渐减弱；逐渐减弱；同一主族从上到下同一主族从上到下失电子能力失电子能力逐渐增强。逐渐增强。2.得电子能力得电子能力：同一周期从左到右同一周期从左到右得电子能力得电子能力逐渐增强；逐渐增强；同一主族从上到下同一主族从上到下得电子能力得电子能力逐渐减弱。逐渐减弱。3.价电子数价电子数：同周期同周期：从：从1变变到到7，同主族同主族：相同相同4.原子半径：原子半径：同一周期从左到右原子半径逐渐减小；同一周期从左到右原

2、子半径逐渐减小；同一主族从上到下原子半径逐渐增大。同一主族从上到下原子半径逐渐增大。在科学研究和生产实践中，仅有定性的分析往往是不够的，为此，人们用电离能电离能、电子亲电子亲和能和能、电负性电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。2.元素第一电离能大小与原子失电子能力有何关系？元素第一电离能大小与原子失电子能力有何关系？1.电离能定义：电离能定义：元素电离能是指元素电离能是指气态气态原子或气态离原子或气态离子子失去失去一个电子一个电子所需所需要要的的最最小小能量能量。而处于基态的气态原子失去而处于基态的气态原子失去一个电子，生成一个电子，生成1价气态阳离子所需的能量称为第一电价气态阳离

3、子所需的能量称为第一电离能。离能。一一、电离能电离能及其变化规律及其变化规律第一电离能越小，原子越易失去第一个电子；第一电离能越小，原子越易失去第一个电子；第一电离能越大，原子越难失去第一个电子。第一电离能越大，原子越难失去第一个电子。什么是第二电离能、第三电离能什么是第二电离能、第三电离能.吗？吗？用符号用符号I1表示；单位：表示；单位：KJ/mol。第二电离能第二电离能：是指：是指1价气态离子失去一个电子价气态离子失去一个电子形成形成2价气态离子所需的最低能量称该元素的价气态离子所需的最低能量称该元素的第二电离能。用第二电离能。用I2表示。类似用表示。类似用I3、I4.表示元素表示元素的第

4、三、四的第三、四.电离能等。电离能等。观察分析下表电离能数据回答问题：观察分析下表电离能数据回答问题：元素元素I1 KJ/molI2 KJ/molI3 KJ/molLi520729511815Mg73814517733问题：问题：解释为什么解释为什么锂锂元素元素易形成易形成Li，而不易形成而不易形成Li2；镁镁元素元素易形成易形成Mg2，而不易形成而不易形成Mg3？参考答案：从表中数据可知：参考答案：从表中数据可知：Li元素的元素的I2远大于远大于I1，因此因此Li容易失去第一个电子，而不易失去第二个电容易失去第一个电子，而不易失去第二个电子；即子；即Li易形成易形成Li，而不易形成而不易形成

5、Li2。镁元素的镁元素的I1、I2相差不大，相差不大，I3远大于它们，说明镁容易失去两个电远大于它们，说明镁容易失去两个电子，而不易失去第三个电子，因此镁易形成子，而不易失去第三个电子，因此镁易形成Mg2，而不易形成而不易形成Mg3。观察分析下图元素第一电离能的变化情况，观察分析下图元素第一电离能的变化情况，寻找寻找它们的它们的变化有哪些规律？同时你是否还能发现一些问题？请讨变化有哪些规律？同时你是否还能发现一些问题？请讨论总结。论总结。3.元素第一电离能的元素第一电离能的递变递变规律规律规律规律和和问题：问题：1.总体上：金属元素的第一电离能都总体上：金属元素的第一电离能都 ，非金属元，非金

6、属元素和稀有气体元素的第一电离能都素和稀有气体元素的第一电离能都 。较大较大较小较小2.同一周期元素的第一电离能同一周期元素的第一电离能从从左到右呈增大趋势。左到右呈增大趋势。3.同一主族元素的第一电离能同一主族元素的第一电离能从从上到下逐渐减小。上到下逐渐减小。4.在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的在同一周期中第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素是稀有气体元素。5.在第二周期中在第二周期中Be和和N元素及第三周期中元素及第三周期中Mg和和P的第一的第一电离能大于相邻的元素的第一电离能电离能大于相邻的元素的第一电离能。为什么？为什么？在第二周期中在第二周期中Be和和

7、N元素及第三周期中元素及第三周期中Mg和和P的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离能能。为什么？。为什么？提示：请同学们先写出提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S的电子排布式，并作比较。的电子排布式，并作比较。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)我们知道：当原子核外电子排布在我们知道：当原子核外

8、电子排布在能量相等的轨道能量相等的轨道上上形成全空（形成全空（P0、d0、f0）或半充满（或半充满（p3、d5、f7）或全充或全充满（满（p6、d10、f14）结构时原子处于能量较低状态（即洪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，即特规则特例），所以失电子所需能量较大，即I1较大。较大。而而Be、N、Mg、P元素的原子结构元素的原子结构恰好满足这一点恰好满足这一点，所所以导致它们的第一电离能大于它们相邻元素以导致它们的第一电离能大于它们相邻元素。实质分析第一电离能的周期性递变规律是原子半径、核外电原子半径、核外电子排布周期性子排布周期性变化的结果4、电离能的离能

9、的应用用(1)根据根据电离能数据，离能数据，确定元素核外确定元素核外电子的排布子的排布。如：。如：Li：I1I2I3，表明，表明Li原子核外的三个原子核外的三个电子排布在两个子排布在两个电子子层上上(K、L电子子层)，且最外，且最外层上只有一个上只有一个电子。子。(2)根据根据电离能数据，离能数据，确定元素在化合物中的化合价确定元素在化合物中的化合价。如如K：I1I2I3，表明，表明K原子易失去一个原子易失去一个电子形成子形成1价价阳离子。阳离子。(3)判断元素的金属性、非金属性判断元素的金属性、非金属性强强弱弱：I1越大，元素越大，元素的非金属性越的非金属性越强强；I1越小，元素的金属性越越

10、小，元素的金属性越强强。阅读教材教材24页钠原子的第一电离能较低，而第二电离能突越式变高，也就是说，I2 I1。这说明钠原子很容易失去一个电子成为+1价阳离子，形成稀有气体元素原子的稳定状态后，核对外层电子的有效吸引作用变得更强，不再失去第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。元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布有着密切的关系。除外，元素的最高价化合价等于它所在的族的序数，非金属元素的最高正化合价和负化合价的绝对值之和为8（H除外）；稀有气体元素原子的电子层结构时全充满的稳定结构，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；

11、过渡金属元素的价电子较多，并且各级电离能相差不大，因此具有多种价态，如锰元素的化合价为+2+7。阅读教材24页拓展视野综合分析 二、元素的电负性二、元素的电负性及其变化规律及其变化规律1 1、定义及数据来源、定义及数据来源 教材教材2525页页2、电负性的性的变化化规律律同一周期元素从左向右，元素的同一周期元素从左向右，元素的电负性性递增；增；同一主族元素，自上而下，元素的同一主族元素，自上而下，元素的电负性性递减。减。电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角。即得性小的元素位于元素周期表的左下角。即得电子能子能力最力最强

12、强的元素或非金属性最的元素或非金属性最强强的元素在元素周期表的右的元素在元素周期表的右上角，而失上角，而失电子能力最子能力最强强的元素或金属性最的元素或金属性最强强的元素位的元素位于元素周期表的左下角。于元素周期表的左下角。鲍林鲍林L.Pauling1901-1994鲍林研究电负性鲍林研究电负性的手搞的手搞3、电负性的性的应用用 (1)元素的元素的电负性越大，表示性越大，表示该元素非金属性越元素非金属性越强强，金属性越弱，金属性越弱；元素；元素电负性越小，表示性越小，表示该元素非元素非金属性越弱，金属性越金属性越弱，金属性越强强。通常金属电负性小于通常金属电负性小于2，非金属大于，非金属大于2

13、.(2)判断化学判断化学键类型：型：一般一般认为：若成：若成键两元素原子两元素原子间电负性差性差值大于大于1.7，形成离子，形成离子键；若成；若成键两元素原子两元素原子间电负性差性差值小于小于1.7，形成共价，形成共价键。(3)判断化合物中元素的化合价：判断化合物中元素的化合价：电负性小的元素在化合物中吸引性小的元素在化合物中吸引电子的能力子的能力弱，元素易呈弱，元素易呈现正价；正价；电负性大的元素在化合物性大的元素在化合物中吸引中吸引电子的能力子的能力强强，元素易呈，元素易呈现负价。价。阅读教材教材26页-对元素周期律的更深刻理解元素周期律的更深刻理解在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主

14、族元素在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为的性质有些相似，被称为“对角线规则对角线规则”。查阅资料，查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物铍和铝的氢氧化物的酸碱性的酸碱性以及以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。解答：解答：LiLi、MgMg在空气中燃烧的产物为在空气中燃烧的产物为LiLi2 2O O、MgOMgO，Be(OH)Be(OH)2 2、Al(OH)Al(OH)3 3都是两性氢氧化物，都是两性氢氧化物，H H3 3BOBO3 3、H H2 2SiOSiO3 3都是弱酸。都是弱酸。这些都说明这些都说明“对角线规则对角线规则”的正确性。的正确性。