2019_2020年高中化学第1章第3节第1课时电离能及其变化规律教案鲁科版选修3.docx

第1课时电离能及其变化规律目标与素养：1.理解电离能的概念及第一电离能的周期性变化规律。(宏观辨识与微观探析)2.能运用电离能解释元素的性质及第一电离能与原子半径、核外电子排布周期性变化的关系。(科学探究)一、电离能及其意义1电离能(1)概念：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。(2)符号：I，单位：kJmol1。2电离能的分类M(g)M(g)M2(g)M3(g)且I1I2I3。3电离能的意义(1)电离能越小，该气态原子越容易失去电子。(2)电离能越大，该气态原子越难失去电子。(3)运用电离能数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。二、电离能变化规律及其影响因素1递变规律(1)(2)同种元素的原子，电离能逐级增大。2影响因素1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)氮原子的原子半径及第一电离能都比氧原子的大。()(2)M(g)M2(g)2e所需能量不是第二电离能。()(3)因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能依次增大。()(4)同周期元素，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大。()2下列关于电离能的说法正确的是()A同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，金属性逐渐增强B钠的电离能I2I1，说明钠元素常显1价，镁的电离能I3I2，则镁常显1和2价CNa原子在不同状态失去1个电子所需能量相同D同一原子的电离能大小I1I2I3AB项镁的电离能I3I2，则镁常显2价；C项Na原子在基态和激发态时失去1个电子所需能量不相同；D项对同一原子的电离能来说I1I2I3，故选A。3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D元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子，A不正确；电离能是气态原子或离子失去核外一个电子需要的最低能量，B不正确；从总的变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如NO，C不正确。影响电离能的因素1.元素第一电离能的变化趋势图元素的第一电离能的周期性变化2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，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，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，所以它们比左右相邻的元素的第一电离能大。3逐级电离能(1)定义：原子的1价气态基态离子再失去1个电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：M(g)=M(g)eI1(第一电离能)；M(g)=M2(g)eI2(第二电离能)；M2(g)=M3(g)eI3(第三电离能)。(2)变化规律同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1I2I3I2、I4I3、In1In。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I1、I2、I3的值分别是(单位为kJmol1)496、4 562、6 912，在I1和I2之间发生突变。【典例1】第一电离能I1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I1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)。(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I1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NaAlBMgBBMgBeCBAlMg DAlBeA族、A族A族。2某主族元素原子的第一、二、三、四各级电离能依次为899 kJmol1、1 757 kJmol1、14 840 kJmol1、18 025 kJmol1，试分析该元素所在的族序数为()AA族BA族CA族 DA族B由元素原子各级电离能递增数据分析：I3I2，所以这种元素最外层应有2个电子，族序数为A族。3如表所示是第3周期部分元素的电离能(单位：kJmol1)：电离能元素I1I2I3甲4964 5626 912乙7381 4517 733丙1 2512 2983 822丁1 5202 6663 931下列说法正确的是()A甲的金属性比乙强B乙的常见化合价为1C丙不可能为非金属元素D丁一定为金属元素A甲、乙、丙、丁为第3周期元素，由题给表格数据可知，甲的I1I2，说明甲最外层有1个电子，易失去1个电子达到稳定结构，所以甲为Na，乙的I2I3，说明乙易失去2个电子达到稳定结构，所以乙为Mg，故甲的金属性比乙强，A项正确；乙的常见化合价应为2，B项不正确；丙的I1、I2、I3相差不大且丙失去电子较难，所以可能是非金属元素，C项不正确；丁失去电子比丙还难，而第3周期只有3种金属元素，可知丁一定是非金属元素，D项不正确。4A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是()A四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、ArB元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等C元素A、C简单离子的半径大小关系为Ar(Na)。D项中，Na元素失去一个电子后形成1s22s22p6的稳定结构、不易失第二个电子，I2I1。5现有核电荷数小于18的元素A，其电离能数据如表所示(I1表示失去第1个电子的电离能，In表示失去第n个电子的电离能，单位为eV)序号I1I2I3I4I5I6电离能7.64415.0380.12109.3141.2186.5序号I7I8I9I10I11电离能224.9266.0327.9367.41 761(1)电子离核越远，能量越高，电离能越_(填“大”或“小”)。(2)上述11个电子分属_个电子层。(3)去掉11个电子后，该元素还有_个电子。(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是_。(5)该元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比核外电子排布式为1s22s22p63s1的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性_(填“强”或“弱”)。解析(1)电子离核越远，能量越高，受原子核的引力越小，失去电子越容易，则电离能越小。(2)据题目数据，I1、I2较小，I3突然增大，说明最外层有2个电子，I3到I10变化较小，但I11突然增大，说明次外层有8个电子，又由于核电荷数小于18，所以A为Mg。(3)Mg原子去掉11个电子后，还有1个电子。(4)Mg元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为Mg(OH)2。(5)电子排布式为1s22s22p63s1的元素为钠，与Mg同周期且在Mg的左