2013年化学 专题2 第二单元 元素性质的递变规律精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

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1、第二单元元素性质的递变规律第二单元元素性质的递变规律课程标准导航课程标准导航1.在必修化学的基础上，进一步理解元素周期在必修化学的基础上，进一步理解元素周期律。律。2.理解元素性质随原子序数递增的周期性变化理解元素性质随原子序数递增的周期性变化的本质是核外电子排布的周期性变化。的本质是核外电子排布的周期性变化。3.了解元素电离能、电负性的概念和随原子序了解元素电离能、电负性的概念和随原子序数递增的周期性变化的规律。数递增的周期性变化的规律。4.了解电离能和电负性的简单应用。了解电离能和电负性的简单应用。新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、原子核外一、原子核外电电子排布的周期性子

2、排布的周期性1.随着随着_的的递递增，元素原子的外增，元素原子的外围电围电子排布呈子排布呈_的的变变化：每隔一定化：每隔一定数目的元素，元素原子的外数目的元素，元素原子的外围电围电子排布重复子排布重复出出现现从从_到到_的周期性的周期性变变化化(第第1周期除外周期除外)。原子序数原子序数周期性周期性ns1ns2np62.元素的分区元素的分区根据元素原子的外根据元素原子的外围电围电子排布的特征，可将子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：元素周期表分成五个区域：s区、区、p区、区、d区、区、ds区和区和f区。区。(1)s区：主要包括区：主要包括_两族元素，外两族元素，外围电围电子排布子排布为为

3、_，容易失去最外，容易失去最外层层电电子，形成阳离子，除子，形成阳离子，除氢氢元素外，元素外，这这些元素些元素都是活都是活泼泼的金属元素。的金属元素。A和和Ans12(2)p区：包括从区：包括从_共六共六族元素，它族元素，它们们原子的外原子的外围电围电子排布子排布为为_(氦元素除外氦元素除外)。(3)d区：包括区：包括_的元素的元素(镧镧系和系和锕锕系元素除外系元素除外)，外，外围电围电子排布子排布为为 _。A到到A族、族、0族族ns2np16B族族B族和第族和第族族(n1)d19ns12(4)ds区：包括区：包括_元素，它元素，它们们原子的原子的(n1)d轨轨道道为为充充满电满电子的子的轨轨

4、道，外道，外围围电电子排布子排布为为_。(5)f区：包括区：包括_元素。元素。B族和族和B族族(n1)d10ns12镧镧系和系和锕锕系系想一想想一想 1.最外层电子排布为最外层电子排布为ns1或或ns2的元素的元素是否一定为金属元素？是否一定为金属元素？提示：提示：不一定。不一定。H的最外层电子排布为的最外层电子排布为1s1,He的最外层电子排布为的最外层电子排布为1s2，二者都是非金属元，二者都是非金属元素。素。二、元素第一电离能的周期性变化二、元素第一电离能的周期性变化1.某元素的气态原子失去一个电子形成某元素的气态原子失去一个电子形成1价价气态阳离子所需的最低能量，叫做该元素的气态阳离子

5、所需的最低能量，叫做该元素的_，符号用，符号用_。2.第一电离能数值越小，表示在气态时该原子第一电离能数值越小，表示在气态时该原子越越_一个电子。一个电子。3.对于同一周期元素而言，对于同一周期元素而言，_的第的第一电离能最小一电离能最小,第一电离能第一电离能I1容易失去容易失去碱金属碱金属_的第一电离能最大，从的第一电离能最大，从左到右第一电离能呈现左到右第一电离能呈现_的趋势；对的趋势；对于同一主族元素，随着电子层数的增加，第于同一主族元素，随着电子层数的增加，第一电离能逐渐一电离能逐渐_。稀有气体元素稀有气体元素增大增大减小减小想一想想一想2.所需的能量是否是其第所需的能量是否是其第一电

6、离能的一电离能的2倍？倍？提示：提示：应远大于其第一电离能的应远大于其第一电离能的2倍。因为首倍。因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能最小，再失去的电子是能级较低的电离能最小，再失去的电子是能级较低的电子，且失去电子后离子所带正电荷对电子吸子，且失去电子后离子所带正电荷对电子吸引力更强，从而使电离能越来越大。引力更强，从而使电离能越来越大。三、元素电负性的周期性变化三、元素电负性的周期性变化1.电负性：用来衡量元素在化合物中电负性：用来衡量元素在化合物中_电子的能力。电子的能力。2.同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐同一周期，主族元素的电负

7、性从左到右逐渐_，表明其吸引电子的能力逐渐，表明其吸引电子的能力逐渐_，金属性逐渐，金属性逐渐_，非金属，非金属性逐渐性逐渐_；吸引吸引增大增大增强增强减弱减弱增强增强同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小的趋势的趋势,表明其吸引电子的能力逐渐表明其吸引电子的能力逐渐_，金属性逐渐，金属性逐渐_，非金属，非金属性逐渐性逐渐_。减弱减弱增强增强减弱减弱自主体验自主体验1.下列关于元素周期表五个区的说法，不正下列关于元素周期表五个区的说法，不正确的是确的是()A.s区的元素都是活泼的金属元素区的元素都是活泼的金属元素B.d区、区、ds区的元素都是金属元素区的元

8、素都是金属元素C.p区的元素既有非金属元素，又有金属元素区的元素既有非金属元素，又有金属元素D.f区的元素是镧系和锕系元素区的元素是镧系和锕系元素解析：选解析：选A。s区的元素（除区的元素（除H外）都是活泼外）都是活泼的金属元素，的金属元素，A不正确；不正确；d区、区、ds区的元素都区的元素都是过渡元素，都是金属元素，是过渡元素，都是金属元素，B正确；正确；p区的区的元素既有金属元素又有非金属元素，元素既有金属元素又有非金属元素，C正正确；确；f区的元素是镧系和锕系元素，区的元素是镧系和锕系元素，D正确。正确。2.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.元素的第一电离能越大，该元素原子越容元素

9、的第一电离能越大，该元素原子越容易失去第一个电子易失去第一个电子B.同一周期，随着原子序数的增加，元素的同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能一定增大第一电离能一定增大C.同一主族，随着电子层数的增加，元素的同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能增大第一电离能增大D.元素的第一电离能一定小于元素的第二电元素的第一电离能一定小于元素的第二电离能离能解析：选解析：选D。元素的第一电离能越大，元素越。元素的第一电离能越大，元素越不容易失去电子，不容易失去电子，A项错；项错；同一周期中，随着原子序数的增加，元素的同一周期中，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大的趋势，但第一电离能

10、呈增大的趋势，但A和和A这两这两个主族分别为全满和半充满状态，第一电离个主族分别为全满和半充满状态，第一电离能较大，能较大，B项错。同一主族，随着电子层数项错。同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小，的增加，元素的第一电离能逐渐减小，C项项错。错。3.按按F、Cl、Br、I顺序递增的是顺序递增的是()A.外围电子外围电子 B.第一电离能第一电离能C.电负性电负性 D.原子半径原子半径解析：选解析：选D。同一主族元素，随着核电荷数。同一主族元素，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，最外层电子数的增加，原子半径逐渐增大，最外层电子数不变，第一电离能逐渐减小，电负性逐渐减不变，第一

11、电离能逐渐减小，电负性逐渐减小，故小，故D项正确。项正确。4.在下列空格中，填上适当的元素符号：在下列空格中，填上适当的元素符号：(1)在第在第3周期中，第一电离能最小的元素是周期中，第一电离能最小的元素是,第一电离能最大的元素是。第一电离能最大的元素是。(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是在元素周期表中，电负性最大的元素是_，负性最小的元素是，负性最小的元素是_。(3)最活泼的金属元素是最活泼的金属元素是_。(4)最活泼的气态非金属元素是最活泼的气态非金属元素是_。(5)第第2、3、4周期原子中周期原子中p轨道半充满的元素轨道半充满的元素是是_。(6)电负性相差最大的元素是电负性相差最大

12、的元素是_。解析：同周期中从左到右，元素的第一电离解析：同周期中从左到右，元素的第一电离能能(除第除第A、A 族反常外族反常外)逐渐增大，同周逐渐增大，同周期中金属元素最小，稀有气体最大，故第期中金属元素最小，稀有气体最大，故第3周周期中第一电离能最小的为期中第一电离能最小的为Na，最大的为，最大的为Ar。电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的为铯。为铯。答案：答案：(1)NaAr (2)FCs (3)Cs (

13、4)F (5)N、P、As(6)F、Cs要要点点突突破破讲讲练练互互动动探究导引探究导引1碱金属元素第一碱金属元素第一电电离能有什么离能有什么变变化化规规律？律？提示：提示：碱金属元素从上到下，第一碱金属元素从上到下，第一电电离能逐离能逐渐渐减小。第一减小。第一电电离能越小，越易失离能越小，越易失电电子，金子，金属的活属的活泼泼性就越性就越强强。要点一要点一第一电离能的变化规律第一电离能的变化规律探究导引探究导引2如何理解如何理解I2、I3、I4、I5？提示：提示：1价气价气态态离子失去一个离子失去一个电电子，形成子，形成2价气价气态态离子所需的最低能量叫做离子所需的最低能量叫做该该元素的元素

14、的第二第二电电离能离能(用用I2表示表示)，依次，依次类类推，可得到推，可得到I3、I4、I5同一种元素的逐同一种元素的逐级电级电离能的大离能的大小关系：小关系：I1I2I3I4I5即一个原子的逐即一个原子的逐级电级电离能是逐离能是逐渐渐增大的。增大的。这这是因是因为为随着随着电电子的逐个失去，阳离子所子的逐个失去，阳离子所带带的正的正电电荷数越来越大，再要失去一个荷数越来越大，再要失去一个电电子需子需克服的克服的电电性引力也越来越大，消耗的能量也性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多。越来越多。要点归纳要点归纳1.元素的第一元素的第一电电离能离能气气态态原子失去一个原子失去一个电电子形成子形

15、成1价气价气态态阳离阳离子所需要的能量，符号子所需要的能量，符号为为I1。它可以衡量元。它可以衡量元素的原子失去一个素的原子失去一个电电子的子的难难易程度。易程度。I1数数值值越小，原子越易失去一个越小，原子越易失去一个电电子；子；I1数数值值越越大，原子越大，原子越难难失去一个失去一个电电子。子。2.元素的第一元素的第一电电离能的周期性离能的周期性变变化化(1)同一周期内，随着原子序数的增加，原子同一周期内，随着原子序数的增加，原子半径逐半径逐渐渐减小减小(稀有气体除外稀有气体除外)，原子核，原子核对对核外核外电电子的吸引越来越子的吸引越来越强强，元素的原子越来越，元素的原子越来越难难失去失

16、去电电子，因此元素的第一子，因此元素的第一电电离能呈增大的离能呈增大的趋势趋势。同一周期内，碱金属的第一。同一周期内，碱金属的第一电电离能最离能最小，稀有气体的第一小，稀有气体的第一电电离能最大，如下离能最大，如下图图所所示。示。(2)同一主族，随着元素原子序数的同一主族，随着元素原子序数的递递增增(电电子子层层数的增加数的增加)，元素的第一，元素的第一电电离能呈离能呈现现减小减小趋趋势势。(3)第第A元素和第元素和第A元素的第一元素的第一电电离能比相离能比相邻邻元素均要大，是因元素均要大，是因为为A为为全充全充满结满结构构(即即ns2)，A为为半充半充满结满结构构(即即ns2np3)，从，从

17、稳稳定定结结构失去构失去电电子需要能量。子需要能量。3.应应用用(1)用来衡量元素的原子或离子气用来衡量元素的原子或离子气态时态时失去失去电电子能力的子能力的强强弱。弱。电电离能数离能数值值越小，越小，该该元素的元素的原子或离子越容易失去原子或离子越容易失去电电子。子。(2)确定元素通常以何种价确定元素通常以何种价态态存在。存在。(3)同一元素不同同一元素不同电电子的子的电电离能各不相同是核离能各不相同是核外外电电子分子分层层排布的有力排布的有力证证据。据。即时应用即时应用 1.下列原子的价下列原子的价电电子排布中，子排布中，对应对应的第一的第一电电离能最大的是离能最大的是()A3s23p1

18、B3s23p2C3s23p3 D3s23p4解析：解析：选选C。四种元素均。四种元素均为为第第3周期元素，由周期元素，由电电离能的离能的变变化化规规律及核外律及核外电电子的排布情况知子的排布情况知C中中3p能能级处级处于半充于半充满满状状态态，第一，第一电电离能最离能最大。大。要点二要点二电负性的变化规律及应用电负性的变化规律及应用探究导引探究导引1 什么是什么是电负电负性？性？电负电负性与金属性性与金属性、非金属性的关系？、非金属性的关系？提示：提示：电负电负性是用来描述不同元素的原子性是用来描述不同元素的原子对对键键合合电电子吸引力的大小。子吸引力的大小。电负电负性的大小体性的大小体现现了

19、元素的金属性与非金属性的了元素的金属性与非金属性的强强弱，弱，电负电负性性越大元素的非金属性越越大元素的非金属性越强强，电负电负性越小元素性越小元素的金属性越的金属性越强强。探究导引探究导引2 电负电负性的性的变变化化规规律是什么？律是什么？提示：提示：同周期元素从左往右，同周期元素从左往右，电负电负性逐性逐渐渐增增大，金属性逐大，金属性逐渐渐减弱，非金属性逐减弱，非金属性逐渐渐增增强强；同主族元素从上往下，同主族元素从上往下，电负电负性逐性逐渐渐减小，金减小，金属性逐属性逐渐渐增增强强，非金属性逐，非金属性逐渐渐减弱。减弱。要点归纳要点归纳1.电负电负性的概念性的概念元素的原子在化合物中吸引

20、元素的原子在化合物中吸引电电子能力的子能力的标标度。通俗地度。通俗地说说是衡量元素的原子在化合物中是衡量元素的原子在化合物中吸引吸引电电子的能力。子的能力。鲍鲍林的林的电负电负性是指定氟的性是指定氟的电负电负性性为为4.0，并以此，并以此为标为标准确定其他元素的准确定其他元素的电负电负性。性。电负电负性是相性是相对值对值，所以没有，所以没有单单位。位。2.元素的元素的电负电负性的周期性性的周期性变变化化同一周期从左到右，同一周期从左到右，电负电负性性递递增；同一主增；同一主族，从上到下，族，从上到下，电负电负性性递递减；副族元素的减；副族元素的电电负负性没有明性没有明显显的的规规律。律。3.应

21、应用用(1)元素的元素的电负电负性与元素的金属性和非金属性性与元素的金属性和非金属性的关系：元素的关系：元素电负电负性数性数值值的大小可用于衡量的大小可用于衡量元素的金属性、非金属性的元素的金属性、非金属性的强强弱。弱。电负电负性数性数值值越大，元素的非金属性越越大，元素的非金属性越强强，金，金属性越弱；属性越弱；电负电负性数性数值值越小，元素的非金属越小，元素的非金属性越弱，金属性越性越弱，金属性越强强。一般。一般电负电负性大于性大于1.8的的元素大部分元素大部分为为非金属元素。非金属元素。电负电负性最大的元性最大的元素素为为氟，氟，电负电负性最小的性最小的为铯为铯。(2)元素的元素的电负电

22、负性数性数值值的大小与化合物的大小与化合物类类型的型的关系：一般关系：一般认为认为：如果两个成：如果两个成键键元素元素间间的的电电负负性差性差值值大于大于1.7，它它们们之之间间通常形成离子通常形成离子键键，相，相应应的化合物的化合物为为离子化合物；如果两个成离子化合物；如果两个成键键元素元素间间的的电负电负性性差差值值小于小于1.7，它，它们们之之间间通常形成共价通常形成共价键键，相，相应应的化合物的化合物为为共价化合物，如共价化合物，如H：2.1，Cl：3.0，3.02.10.91.7，故，故HCl为为共价化合物。共价化合物。(3)元素的元素的电负电负性数性数值值大小与化合物中各元素大小与

23、化合物中各元素化合价正化合价正负负的关系：的关系：电负电负性数性数值值的大小能的大小能够够衡量元素在化合物中衡量元素在化合物中吸引吸引电电子能力的大小。子能力的大小。电负电负性数性数值值小的元素小的元素在化合物中吸引在化合物中吸引电电子的能力弱，元素的化合子的能力弱，元素的化合价价为为正正值值；电负电负性大的元素在化合物中吸引性大的元素在化合物中吸引电电子的能力子的能力强强，元素的化合价，元素的化合价为负值为负值。即时应用即时应用2.在其原子具有下列外在其原子具有下列外层电层电子构型的各元素子构型的各元素中，中，电负电负性最大的是性最大的是()Ans2np6 Bns2np3Cns2np4 Dn

24、s2np5解析：解析：选选D。题题目所目所给给的四个的四个选项选项中的中的电电子子层层n相同，相同，说说明它明它们处们处于同一周期，并且于同一周期，并且A、B、C、D四种元素分四种元素分别别位于：位于：0族、族、A族、族、A族、族、A族。根据族。根据电负电负性的性的递变规递变规律：在同一周期中从左到右，元素的律：在同一周期中从左到右，元素的电负电负性性递递增；同一主族，自上而下，元素的增；同一主族，自上而下，元素的电负电负性性递递减；金属的减；金属的电负电负性一般小于非金属性一般小于非金属的的电负电负性，并且惰性气体的性，并且惰性气体的电负电负性特殊。所性特殊。所以同一周期中以同一周期中电负电

25、负性，最大是性，最大是A族元素，即族元素，即D项项。题题型型探探究究技技法法归归纳纳题型题型1 1电电离能离能例例例例1 1 已知已知X、Y是主族元素，是主族元素，I为电为电离能，离能，单单位是位是kJmol1。请请根据下表所列数据判根据下表所列数据判断，断，错误错误的是的是()元素元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素元素X的常的常见见化合价是化合价是1B元素元素Y是是A族元素族元素C元素元素X与与氯氯形成化合物形成化合物时时，化学式可能是，化学式可能是XClD若元素若元素Y处处于第于第3周期，它可与冷水周期，它可与冷水剧剧烈烈反反应应

26、【思路点思路点拨拨】核外的核外的电电子是分子是分层层排布的，排布的，其其电电离能有离能有I1、I2、I3等，等，这这些数据之些数据之间间若有若有突突变变，则说则说明失去的明失去的电电子已子已经经不在同一个不在同一个电电子子层层中，由此可以判断出元素的化合价。中，由此可以判断出元素的化合价。【解析解析】X的第一的第一电电离能离能(I1)显显著小于著小于I2、I3等，可知等，可知X最外最外层层只有一个只有一个电电子，故常子，故常见见化合化合价价为为1价，且与价，且与Cl元素形成元素形成XCl，A、C两两项项正确；正确；Y元素的元素的I1、I2、I3相差不相差不悬悬殊，与殊，与I4悬悬殊明殊明显显，

27、故，故Y最外最外层层有有3个个电电子，子，为为A族元素，族元素，当当n3时时，Y为为Al，与冷水不反，与冷水不反应应，故，故B正确，正确，而而D错误错误。【答案答案】D【规规律方法律方法】用后一用后一电电离能除以前一离能除以前一电电离离能数据，所得能数据，所得结结果之果之间间差差别别很大很大时时，则则可判可判断出断出电电子分子分层层排布的情况。排布的情况。题型题型2 2电负性电负性例例例例2 2 已知已知X、Y元素同周期，且元素同周期，且电负电负性性XY，下列，下列说说法法错误错误的是的是()AX与与Y形成化合物形成化合物时时，X可以可以显负显负价，价，Y显显正价正价B第一第一电电离能可能离能

28、可能Y大于大于XC最高价含氧酸的酸性：最高价含氧酸的酸性：XYD气气态氢态氢化物的化物的稳稳定性：定性：HmY小于小于HmX【思路点思路点拨拨】由同周期的由同周期的电负电负性性变变化化规规律律可以推出可以推出X、Y在周期表中的相在周期表中的相对对位置关系，位置关系，然后再根据位置推断出它的其他性然后再根据位置推断出它的其他性质质。【解析解析】电负电负性大吸引成性大吸引成键电键电子的能力子的能力强强，显负显负价，价，A正确。正确。N与与O第一第一电电离能离能N大，大，电电负负性性O大，大，B正确。正确。电负电负性大的元素最高价含性大的元素最高价含氧酸的酸性氧酸的酸性强强，氢氢化物的化物的稳稳定性定性强强。【答案答案】C【规规律方法律方法】电负电负性越大，非金属性越性越大，非金属性越强强，形成的气，形成的气态氢态氢化物越化物越稳稳定，最高价氧化定，最高价氧化物物对应对应水化物的酸性越水化物的酸性越强强。