成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修,原子结构与性质,第一章,第二节原子结构与元素的性质,第一章,第2课时元素周期律,自从认识到元素周期表对化学、生产、生活的巨大指导作用之后，人们依据自己的认识设计出若干种元素周期表。这一切的努力和成果，无非是为了更直观体现元素周期律。元素周期律变化与海螺及浩瀚宇宙何其相似，你见过下面这些新型的元素周期表吗？,一、原子半径 1影响因素： 2递变规律：,负电排斥,增大,越大,缩小,电子的能,层数,越大,越小,二、电离能 1第一电离能的概念：_基态原子失去_电子转化为气态基态正离子所需要的_叫做第一电离能。 2第一电离能的变化规律： (1)同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈_的趋势。 (2)同一主族，从上到下，元素的第一电离能_。,气态电中性,一个,最低能量,逐渐增大,逐渐减小,三、电负性和“对角线规则” 1电负性： (1)定义：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_的吸引力_。 (2)衡量标准：以氟的电负性为4.0作为相对标准。 (3)递变规律。 同周期，自左向右，元素的电负性逐渐_。 同主族，自上而下，元素的电负性逐渐_。,键合电子,键合电子,越大,变大,变小,(4)应用：判断金属性和非金属性的强弱。 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。 电负性在1.8左右的，既表现_，又表现_。,金属性,非金属性,右下方,答案：(1)(2)(3)(4),答案：C,解析：由于同周期主族元素原子半径逐渐减小，故第三周期A族元素原子半径不一定比上一周期I A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：C 解析：四种元素均是第三周期元素，分别为Al、Si、P、S，由于P原子的3p能级半充满，所以其I1最大。,答案：A 解析：B项第一电离能：MgAlNa，C项第一电离能：NOC，D项第一电离能：PClS。,答案：D 解析：在元素周期表中，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小。,答案：A 解析：根据题意可知：A项为O，B项为P，C项为Si，D项为Ca。 同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，A项电负性最大。,1.原子半径的大小比较 (1)同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐减小(除稀有气体外)，有“序小径大”的规律。如r(11Na)r(12Mg)。 (2)同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大。如：r(Na)r(K)、r(F)r(Cl)。,微粒半径大小的比较规律,2离子半径的大小比较 (1)对同一种元素来说，原子半径阳离子的半径，如r(Na)r(Na)；原子半径r(Fe2) r(Fe3)，r(H)r(H)r(H)。 (3)对于电子层结构相同的离子，核电荷数多的半径小，核电荷数少的半径大。如r(S2)r(Cl)r(K)r(Ca2)、r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。但须注意，稀有气体元素的原子半径的测量标准和其他原子半径的测量标准不同，不能比较。,提示：可用“三看”法快速判断简单微粒半径大小：“一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。,解析：四种元素在元素周期表中的相对位置为： 即某周期活泼非金属与下一周期活泼的金属形成的简单阴、阳离子具有相同的电子层排布，由此可知，原子半径BACD，原子序数abdc，离子半径C3DBA2。单质还原性BA(金属)，非金属还原性一般较弱(F2无还原性)，且只能DC。 答案：C,答案：A,解析：由A、C的最低价离子分别为A2和C，则A为A族元素，C为A族元素，B2和C具有相同的电子层结构，则B在C的下一周期，B处于第三周期第A族，故B为Mg元素，C为F元素，A、B同周期，则A为S元素，A项A为S元素，B为Mg元素，C为F元素，原子序数：ABC，故A正确；B项A为S元素，B为Mg元素，C为F元素，同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径增大，则有原子半径：BAC，故B错误；C项离子的电子层数越多，半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，所以离子半径：A2CB2，故C错误；D项A为S元素，B为Mg元素，C为F元素，原子最外层电子数分别为6、2、7，故原子最外层上的电子数：CAB，故D错误。,1.电离能的有关规律 (1)第一电离能 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，表示元素原子越来越难失去电子。 同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。表示元素原子越容易失去电子。 过渡元素的第一电离能变化不太规则，随原子序数的递增从左至右略有增加。,电离能及其应用,(2)逐级电离能 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，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引更强，从而电离能越来越大。 逐级电离能的递增有突跃现象：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。,如：钠、镁、铝的电离能(kJmol1)见下表：,(3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序并不完全一致 金属活动性顺序表示自左向右，在水溶液中金属原子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，它是金属原子在气态时活泼性的量度。由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同，所以二者不可能完全一致。 提示：通常情况下，第一电离能大的主族元素电负性大，但A族、A族元素原子的价电子排布分别为ns2、ns2np3，为全满和半满结构，这两族元素原子第一电离能反常。,2电离能的应用 (1)确定元素核外电子的排布。 如Li：I1I2I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层)，而且最外层上只有一个电子。 (2)确定元素在化合物中的化合价。如K元素I1I2I3，表明K原子容易失去一个电子形成1价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱： I1越大，元素的非金属性就越强； I1越小，元素的金属性就越强。,3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，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对最外层电子的引力加大，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，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。,(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p原子轨道为半充满状态，0族He、Ne等元素原子p原子轨道为全满状态，均稳定，所以它们比左右相邻的元素的第一电离能大。,(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是_。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。 (2)同周期内，随着原子序数的增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是_(填写编号)。 E(砷)E(硒)E(砷)E(硒) E(溴)E(硒) (3)估计1 mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围：_E_。 (4)10号元素E值较大的原因是_。,解析：从图中E值数据可以看出：第A族(Be、Mg、Ca)和第A族(N、P、As)的第一电离能较同一周期的A族(B、Al、Ga)和A族(O、S、Se)的第一电离能要大。这是由于A族和A族元素的最外层电子排布分别为全充满(ns2)和半充满(ns2np3)状态，比A族(ns2np1)，A族(ns2np4)状态更稳定。 本题主要考查元素第一电离能的变化规律。,(1)从1H、3Li、11Na、19K等同主族元素可以看出，同主族元素随着原子序数增大，E值变小；从1H2He,3Li10Ne，11Na18Ar同周期元素看，呈现明显的周期性变化。(2)从二、三周期看，第A和A族元素比同周期相邻两元素E值都低，可以推出E(砷)E(硒)、E(溴)E(硒)。(3)据同主族、同周期E值变化规律可知，E(K)E(Ca)E(Mg)。(4)10号元素(Ne)原子的最外层电子排布已达8电子稳定结构。 正确读取图示信息，根据原子序数大小排出同周期、同主族元素，比较同一主族和同一周期E值的大小规律，要注意图中的一些反常现象。,答案：(1)随着原子序数增大，E值变小周期性 (2)(3)485738 (4)10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构,(1)在周期表中，最可能处于同一主族的是_。 AQ和RBS和TCT和UDR和TER和U (2)下列离子的氧化性最弱的是_。 AS2BR2 CT3DU (3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是_。 A硼B铍 C氦D氢,(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：_。如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第_个电子时。 (5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是_，其中元素_的第一电离能异常高的原因是_。 答案：(1)E(2)D(3)C(4)电子分层排布，各电子层能量不同10(5)RSTSS元素的最外层电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多,解析：(1)由表中数据知，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族。(2)离子的氧化性最弱，即其对应的电离能最小。由表中数据看出U的第一电离能为420 kJmol1，数值最小。(3)Q元素各电离能都较大，而且各电离能之间无太大差距，故Q最可能是稀有气体元素。(4)相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面说明电子是分层排布的，且各能层能量不同。若U为短周期元素，据表中数据第一次电离能飞跃是失去第2个电子时，可推知U在A族，则第二次电离能飞跃是在失去第10个电子时发生的。,(5)R元素第二电离能有较大飞跃，S元素第三电离能有较大飞跃，T元素第四电离能有较大飞跃，由题意知三者为同周期三种主族元素，可推知R在A族，S在A族，T在A族，故原子序数RST，由表中数据知S元素的电离能异常高，其原因是S元素的最外层电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多。,1.电负性的递变规律：元素的电负性呈现周期性变化。 (1)同周期，自左向右，元素原子的电负性逐渐增大。 (2)同主族，自上而下，元素原子的电负性逐渐变小。 2电负性的应用： (1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱。 金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于金属、非金属分界线两