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高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质课文内容ppt课件
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质课文内容ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了学习目标，复习回顾，知识点一，思考讨论，拓展延伸，Na+﹥Mg2+，练一练，知识点二，元素的电离能，电离能越小等内容，欢迎下载使用。
1.能从原子结构的角度理解原子半径、电离能、电负性的递变规律。2.知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因,建立“结构决定性质”的认知模型,并能利用该认知模型解释元素性质的规律性和特殊性。
根据已学知识回顾：元素周期律的内涵丰富多彩，在元素周期表中，原子核电荷数、电子层数、原子半径、元素金属性与非金属性、原子得电子与失电子能力有什么周期性的变化规律呢？
元素周期中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化均势如何？如何解释这种趋势？
(2)同族———电子层数不同时，电子层数越多，使原子半径增大的幅度大于因核电荷数增多引起的原子半径减小的幅度原子半径越大。
(1)同周期———电子层相同时，核电荷数越大，对核外电子的吸引用增大，原子半径越小
粒子半径大小的比较(三看原则)
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
如： Li < Na < K < Rb < Cs
Li+﹤Na+﹤K+﹤Rb+﹤Cs+
二看核电荷数：若电子层数相同,则看核电荷数, ，核电荷数越大，半径越小
如： Na > Mg > Al
O2- >F->Na+>Mg2+>Al3+
Fe3+ < Fe2+ < Fe
三看核外电子数：若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数。阳离子<中性原子<阴离子；价态越高，微粒半径越小。
如： H+ < H < H-
1.下列微粒半径依次增大的是( ) A.同一主族元素随着原子序数的递增 B.同一周期的元素随着原子序数的递增 C.Na+、Mg2+、Al3+、F- D.P、S、S2-、Cl-
解析:依据比较微粒半径大小的规律进行分析,同一主族,随着原子序数的递增,原子的电子层数依次增加,原子半径依次增大,A项正确;一般来说,同一周期,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,B项错误;各微粒的电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故半径F-最大,Al3+最小,C项错误;微粒半径P>S,S2->Cl-,D项错误。
2. 下列各组微粒,半径大小比较中错误的是( ) A.K>Na>Li B.Na+>Mg2+>Al3+ C.Mg2+>Na+>F- D.Cl->F->F
解析:同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,故原子半径K>Na>Li,故A项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径Na+>Mg2+>Al3+,故B项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径Mg2+F->F,故D项正确。
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。用符号I1表示，单位：kJ/ml
从＋1价气态基态正离子中再失去一个电子形成＋2价气态正离子所需要的能量叫做第二电离能，符号I2，依次类推。
同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1< I2< I3<…
气态原子（离子）越易失电子
气态原子（离子）越难失电子
第一电离能（kJ·ml-1）
①每个周期的第一种元素(氢或碱金属)的第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大；从左到右，总体呈现增大趋势(有个别反常)。
②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易失去电子。
从原子结构角度解释为何呈现这样的规律？
（1）同主族原子半径增大，核对最外层电子的吸引力减小，越易失电子，第一电离能越小。
（2）同周期原子半径减小，核对最外层电子的吸引力增大，越不易失去电子，第一电离能越大。
为什么 B 、 Al 、 O 、 S 等元素的电离能比它们左边元素的电离能低，而使 Li －Ne 和 Na－Ar 的电离能曲线呈现锯齿状变化？
短周期元素的第一电离能
①B和Al锯齿状变化B和Al的第一电离能失去的电子是 np 能级的，该能级电子的能量比左边 Be 和 Mg 失去的 ns 能级电子的高。
②O和S锯齿状变化N 和 P 的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高。
(1)碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？
碱金属电离能越小，能量越高，越活泼，越易失去电子。
(2)下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
（2）同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量，依此类推。
化合价数＝电离能突变前电离能组数。
由上表可知钠、镁、铝的电离能从上往下突变(此时，能层可能发生变化)前分别有一组、二组、三组变化不是很大的电离能数据，所以，化合价分别是+1、+2、+3。
判断元素金属性的强弱 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。
判断元素的化合价（I1、I2示各级电离能） 如果某元素的In+1>In，则该元素的常见化合价为+n价。 如钠元素I2>I1，所以钠元素的常见化合价为+1价。
判断核外电子的分层排布情况 多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就有可能发生变化。
反映元素原子的核外电子排布特点 同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。
1、下列说法中,错误的是( )A.第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量B.磷的第一电离能比硫的第一电离能大C.在所有元素中,氟的第一电离能最大D.某元素的第一电离能越小,表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
2.下列说法中,错误的是( )A.第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量B.磷的第一电离能比硫的第一电离能大C.在所有元素中,氟的第一电离能最大D.某元素的第一电离能越小,表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
3.(2022·湖南长沙联考)下表列出了第三周期某一元素X的各级电离能数据(用I1、I2……表示):
下列有关元素X的说法中,错误的是( )A.元素X的最高正化合价为+3价B.元素X位于元素周期表中第ⅢA族C.元素X的第一电离能高于同周期左右相邻元素的D.元素X的氧化物具有两性
4.(2021·山东滨州期中)下列状态的钙的微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是( )A.[Ar]4s1 B.[Ar]4s2 C.[Ar]4s14p1 D.[Ar]4p1
解析:[Ar]4s1属于基态的Ca+,由于Ca的第二电离能高于其第一电离能,故其再失去一个电子所需能量较高,[Ar]4s2属于基态的Ca原子,其失去一个电子变为基态Ca+,[Ar]4s14p1属于激发态Ca原子,其失去一个电子所需要的能量低于基态Ca原子,[Ar]4p1属于激发态的Ca+,其失去一个电子所需要的能量低于基态的Ca+,综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]4s1,A正确。
元素相互化合，相邻的原子之间产生的强烈的化学作用力，形象地叫做化学键。其中用于形成化学键的电子称为键合电子。
请同学们回顾化学键的定义？
请同学们写出HCl的电子式？
由美国化学家鲍林提出的，用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
电负性是相对值，没单位
电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。表示该元素越容易接受电子，越不容易失去电子，形成阴离子的倾向越大，非金属性越强。
电负性的计算标准 F：4.0 Li：1.0
元素的电负性随原子序数的递增，同周期或者同族有什么规律？
同周期（稀有气体元素除外），自左向右，元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱同主族，自上而下，元素的电负性逐渐减小，元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。
应用1：判断元素的金属性与非金属性的强弱
电负性 ＞ 1.8 非金属元素电负性 ＜ 1.8 金属元素电负性 ≈ 1.8 类金属元素
判断元素的金属性和非金属性及其强弱①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，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
应用2：判断化学键的类型
成键原子之间的电负性差值可作化学键类型的判断依据
电负性相差很大(相差>1.7)
电负性相差不大(相差<1.7)
但也有特例(如NaH)
NaCl CaO HCl AlCl3 H2O
离子 离子 共价 共价 共价
SiH4 + 2O2 SiO2 + 2H2O
甲硅烷是一种较强还原剂
判断元素的化合价正负(1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值(2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值
应用3：判断共价化合物中元素的化合价的正负
1.(2021·北京昌平区期末)电负性是一种重要的元素性质,某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示:
下列说法不正确的是( )A.LiAlH4中H是-1价,该物质具有还原性B.非金属性:O>ClC.H—Cl键比H—S键极性大D.Si的电负性范围在2～3之间
2.根据有关知识，回答下列问题。（1）化学元素（0族和放射性元素除外）中，第一电离能最小的元素是____ （填元素符号，下同），第一电离能最大的元素是___，电负性最大的元素是____。（2）铜的原子序数是29，其价电子排布式为___________。（3）元素的电负性越大，则在形成化合物时此元素_______________________________越强。（4）Be的第一电离能大于B的第一电离能，这是因为______________________________________________________________________________________________________。
Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小
1.能从原子结构的角度理解原子半径、电离能、电负性的递变规律。2.知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因,建立“结构决定性质”的认知模型,并能利用该认知模型解释元素性质的规律性和特殊性。
根据已学知识回顾：元素周期律的内涵丰富多彩，在元素周期表中，原子核电荷数、电子层数、原子半径、元素金属性与非金属性、原子得电子与失电子能力有什么周期性的变化规律呢？
元素周期中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化均势如何？如何解释这种趋势？
(2)同族———电子层数不同时，电子层数越多，使原子半径增大的幅度大于因核电荷数增多引起的原子半径减小的幅度原子半径越大。
(1)同周期———电子层相同时，核电荷数越大，对核外电子的吸引用增大，原子半径越小
粒子半径大小的比较(三看原则)
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
如： Li < Na < K < Rb < Cs
Li+﹤Na+﹤K+﹤Rb+﹤Cs+
二看核电荷数：若电子层数相同,则看核电荷数, ，核电荷数越大，半径越小
如： Na > Mg > Al
O2- >F->Na+>Mg2+>Al3+
Fe3+ < Fe2+ < Fe
三看核外电子数：若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数。阳离子<中性原子<阴离子；价态越高，微粒半径越小。
如： H+ < H < H-
1.下列微粒半径依次增大的是( ) A.同一主族元素随着原子序数的递增 B.同一周期的元素随着原子序数的递增 C.Na+、Mg2+、Al3+、F- D.P、S、S2-、Cl-
解析:依据比较微粒半径大小的规律进行分析,同一主族,随着原子序数的递增,原子的电子层数依次增加,原子半径依次增大,A项正确;一般来说,同一周期,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,B项错误;各微粒的电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故半径F-最大,Al3+最小,C项错误;微粒半径P>S,S2->Cl-,D项错误。
2. 下列各组微粒,半径大小比较中错误的是( ) A.K>Na>Li B.Na+>Mg2+>Al3+ C.Mg2+>Na+>F- D.Cl->F->F
解析:同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,故原子半径K>Na>Li,故A项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径Na+>Mg2+>Al3+,故B项正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径Mg2+
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。用符号I1表示，单位：kJ/ml
从＋1价气态基态正离子中再失去一个电子形成＋2价气态正离子所需要的能量叫做第二电离能，符号I2，依次类推。
同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1< I2< I3<…
气态原子（离子）越易失电子
气态原子（离子）越难失电子
第一电离能（kJ·ml-1）
①每个周期的第一种元素(氢或碱金属)的第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大；从左到右，总体呈现增大趋势(有个别反常)。
②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易失去电子。
从原子结构角度解释为何呈现这样的规律？
（1）同主族原子半径增大，核对最外层电子的吸引力减小，越易失电子，第一电离能越小。
（2）同周期原子半径减小，核对最外层电子的吸引力增大，越不易失去电子，第一电离能越大。
为什么 B 、 Al 、 O 、 S 等元素的电离能比它们左边元素的电离能低，而使 Li －Ne 和 Na－Ar 的电离能曲线呈现锯齿状变化？
短周期元素的第一电离能
①B和Al锯齿状变化B和Al的第一电离能失去的电子是 np 能级的，该能级电子的能量比左边 Be 和 Mg 失去的 ns 能级电子的高。
②O和S锯齿状变化N 和 P 的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高。
(1)碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？
碱金属电离能越小，能量越高，越活泼，越易失去电子。
(2)下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
（2）同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量，依此类推。
化合价数＝电离能突变前电离能组数。
由上表可知钠、镁、铝的电离能从上往下突变(此时，能层可能发生变化)前分别有一组、二组、三组变化不是很大的电离能数据，所以，化合价分别是+1、+2、+3。
判断元素金属性的强弱 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。
判断元素的化合价（I1、I2示各级电离能） 如果某元素的In+1>In，则该元素的常见化合价为+n价。 如钠元素I2>I1，所以钠元素的常见化合价为+1价。
判断核外电子的分层排布情况 多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就有可能发生变化。
反映元素原子的核外电子排布特点 同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如I1(N)＞I1(O)，I1(Mg)＞I1(Al)。
1、下列说法中,错误的是( )A.第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量B.磷的第一电离能比硫的第一电离能大C.在所有元素中,氟的第一电离能最大D.某元素的第一电离能越小,表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
2.下列说法中,错误的是( )A.第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量B.磷的第一电离能比硫的第一电离能大C.在所有元素中,氟的第一电离能最大D.某元素的第一电离能越小,表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
3.(2022·湖南长沙联考)下表列出了第三周期某一元素X的各级电离能数据(用I1、I2……表示):
下列有关元素X的说法中,错误的是( )A.元素X的最高正化合价为+3价B.元素X位于元素周期表中第ⅢA族C.元素X的第一电离能高于同周期左右相邻元素的D.元素X的氧化物具有两性
4.(2021·山东滨州期中)下列状态的钙的微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是( )A.[Ar]4s1 B.[Ar]4s2 C.[Ar]4s14p1 D.[Ar]4p1
解析:[Ar]4s1属于基态的Ca+,由于Ca的第二电离能高于其第一电离能,故其再失去一个电子所需能量较高,[Ar]4s2属于基态的Ca原子,其失去一个电子变为基态Ca+,[Ar]4s14p1属于激发态Ca原子,其失去一个电子所需要的能量低于基态Ca原子,[Ar]4p1属于激发态的Ca+,其失去一个电子所需要的能量低于基态的Ca+,综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]4s1,A正确。
元素相互化合，相邻的原子之间产生的强烈的化学作用力，形象地叫做化学键。其中用于形成化学键的电子称为键合电子。
请同学们回顾化学键的定义？
请同学们写出HCl的电子式？
由美国化学家鲍林提出的，用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
电负性是相对值，没单位
电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。表示该元素越容易接受电子，越不容易失去电子，形成阴离子的倾向越大，非金属性越强。
电负性的计算标准 F：4.0 Li：1.0
元素的电负性随原子序数的递增，同周期或者同族有什么规律？
同周期（稀有气体元素除外），自左向右，元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱同主族，自上而下，元素的电负性逐渐减小，元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。
应用1：判断元素的金属性与非金属性的强弱
电负性 ＞ 1.8 非金属元素电负性 ＜ 1.8 金属元素电负性 ≈ 1.8 类金属元素
判断元素的金属性和非金属性及其强弱①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，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
应用2：判断化学键的类型
成键原子之间的电负性差值可作化学键类型的判断依据
电负性相差很大(相差>1.7)
电负性相差不大(相差<1.7)
但也有特例(如NaH)
NaCl CaO HCl AlCl3 H2O
离子 离子 共价 共价 共价
SiH4 + 2O2 SiO2 + 2H2O
甲硅烷是一种较强还原剂
判断元素的化合价正负(1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值(2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值
应用3：判断共价化合物中元素的化合价的正负
1.(2021·北京昌平区期末)电负性是一种重要的元素性质,某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示:
下列说法不正确的是( )A.LiAlH4中H是-1价,该物质具有还原性B.非金属性:O>ClC.H—Cl键比H—S键极性大D.Si的电负性范围在2～3之间
2.根据有关知识，回答下列问题。（1）化学元素（0族和放射性元素除外）中，第一电离能最小的元素是____ （填元素符号，下同），第一电离能最大的元素是___，电负性最大的元素是____。（2）铜的原子序数是29，其价电子排布式为___________。（3）元素的电负性越大，则在形成化合物时此元素_______________________________越强。（4）Be的第一电离能大于B的第一电离能，这是因为______________________________________________________________________________________________________。
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