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1.3.1电离能及其变化规律


第一章 原子结构
第3节 原子结构与元素性质 节

根据价电子排布分析元素周期表中元素原 子得失电子能力的变化规律

族 周期 一 二 三 四 五 六 七 原 子 失 电 子 能 力 增 强

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

原子得电子能力增强 B Si Al Ge Sb Po As Te At

思考: 思考: 如何比较金属Li和Mg失电子能 如何比较金属 和 失电子能 力的强弱? 力的强弱? ? 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 电子亲 电离能、电子亲 电离能 和能、电负性 电负性来定量的衡量或 和能 电负性 比较原子得失电子能力的强弱。

第三周期元素( 表1-3-2第三周期元素(除Ar)的第一电离能的变化 第三周期元素 )

表1-3-3 VA族元素的第一电离能的变化 族元素的第一电离能的变化

? 电离能是元素的一种性质。 ? 从已经学过的知识出发,你能推测出电离 能描述的是元素的那种性质吗? ? 你能分析第一电离能的数值和性质的关系 吗? ? ? ? ? 问题 1.什么是电离能。 2.符号和表示方法 3.意义

? 一、电离能及其变化规律 气态离子失去一个电子所需要的 气态 ? 1.定义 气态 定义: 定义 气态原子或气态
最小能量叫做电离能。
I3

? 2.符号:I 符号: 单位: 符号 单位:KJ/mol ? 表示式: I M(g)= M+ (g) + e- I1(第一电离能) I1 2 M+(g)= M2+ (g) + e- I2(第二电离能) 电离能 M2+(g)= M3+ (g) + e- I3(第三电离能)
3.意义:表示原子或离子失去电子的难易程度 意义: 意义 易 电离能越小,该气态 气态原子越___失去电子 气态 气态时该原子越___失去电子 电离能越大,气态 难 气态 故可判断金属原子在气态时 气态时失电子的难易程度 气态时

? 提出疑问: 提出疑问: ? Mg的第一电离能比Al的大,所以Al比Mg易 失去电子,但我们以前学习的金属失电子顺 序中,Mg比Al易失电子,与酸反应时更剧 烈。 ? 同理:P与S 原因:条件不一致,一是气态, 原因:条件不一致,一是气态,二是溶液

解疑答惑
? Mg(1s22s22p63s23p0)正处于全空状态,能 量较低,比较稳定,所以不易失去电子。 同理分析:P和S 同理分析: 和
学生分析

P(1s22s22p63s23p3)半满状态,比较 稳定,所以不易失去电子。

思考2 思考

预测第2周期元素第一电离能变化规律

从左到右, 从左到右,元素的第一电离能在总体 由小到大 的变化趋势 上呈现________的变化趋势,表示元 的变化趋势, 上呈现 素原子越来越___失去电子 碱金属元素 失去电子,碱金属元素 素原子越来越 难 失去电子 小 , 的第一电离能最___,稀有气体元素的 的第一电离能最 大 第一电离能最____. 第一电离能最
产生这种趋势的原因? 产生这种趋势的原因? 随着核电荷数的增大 和原子半径的减小, 和原子半径的减小,核 对外层电子的有效吸引 作用依次增强。 作用依次增强。

同主族元素,自上而下第一电离能逐渐_____ 同主族元素,自上而下第一电离能逐渐 减小

原因? 原因?
同主族元素原子的 价电子数相同, 价电子数相同,原 子半径逐渐增 大,原子核对核 外电子的有效吸 引作用逐渐减弱

小结
族 周期
一 二 三 四 五 六 七 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
第一电离能逐渐增大 第 一 电 离 能 逐 渐 减 小 B Al Si Ge As Sb Te Po At

课堂练习
1、判断下列元素间的第一电离能的大小 N > P Na > K < F Ne Cl > S Mg > Al O < N 2.下列元素中,第一电离能最小的( A ) 下列元素中,第一电离能最小的( 下列元素中 A、 K B、 Na C、P D、Cl

3、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列 、 (1)K Na Li ) (2) He Ne Ar ) (3) B C Be N ) (4) Na Al S P )

Li >Na> K He >Ne > Ar N> C >Be> B P >S >Al> Na

[问题探究二 问题探究二] 问题探究二
1。同一元素逐级电离能大小关系是什么? 2。数据的突跃变化说明了什么? 3。由数据推断钠、镁、铝的常见化合价分别 是多少?推断理由是什么?

问题探究
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: I1 kJ/mol I2 kJ/mol 元素 Li 520 7295 Mg 738 1451 I3 kJ/mol 11815 7733

问题:解释为什么锂元素易形成 +,而不易形成 2+; 而不易形成Li + 问题:解释为什么锂元素易形成Li 锂元素易形成 镁元素易形成 2+,而不易形成 3+? 元素易形成Mg + 而不易形成Mg + 易形成

? 分析: ? 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。

4.根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ/mol), 根据下列五种元素的电离能数据(单位: 根据下列五种元素的电离能数据 ), 回答下面各题。 回答下面各题。 I1 I2 I3 I4 元素代号 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 2..在周期表中,最可能处于同一族的是 .它们的氯化物的化学式,最可能正确的是 它们的氯化物的化学式, 1.在周期表中, A A Q和RB B S和C SCl3 和U TCl R和T E .R和U QCl和 RCl 和T C T和 D D E UCl4 和 和 2 3.下列元素中,化学性质和物理性质最像 元素的是 .下列元素中,化学性质和物理性质最像Q元素的是 A 硼(1s22s22p1) B 铍(1s22s2) D 氢(1s1) E 氦(1s2) C 锂(1s22s1)

概念辨析
1、每一周期元素中都是以碱金属开始,以稀有气体结束。错 2、f区都是副族元素,s区p区都是主族元素 3、铝的第一电离能大于K的第一电离能 对 错

4、20℃时1moLNa失去1moL电子吸收650KJ能量,则Na的第 一电离能为650 KJ·moL-1 错


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