1-3-1电离能及其变化规律(第1课时)
第1章原子结构第3节第1课时电离能及其变化规律-鲁科版高中化学选修3课件
A．1s22s22p5
B．1s22s22p6
C．1s22s22p63s1
D．1s22s22p63s2
【解析】 A、B、C、D 四项对应元素分别是 F、Ne、Na、Mg，稀有气体 最不易失电子。
【答案】 B
3．元素原子得失电子的能力与元素在元素周期表中的位置存在着一定的联
系。在元素周期表中，最容易失电子的元素的位置在 ( )
266.0
327.9
367.4
1 761
…
(1)电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离 子核电荷数越高，再失去电子时，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”、 “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。阳离子核电荷数越高，离子半径越小，原子核对核外 电子的引力越大，失电子越难，则电离能越大。
(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。
(2)核外电子排布对电离能的影响 各周期中稀有气体元素的电离能最大，原因是稀有气体元素的原子具有相 对稳定的 8 电子(He 为 2 电子)最外层构型。ⅡA 族元素原子最外电子层的 s 轨道 处于全充满状态，p 轨道处于全空状态，ⅤA 族元素原子最外电子层的 p 轨道处 于半充满状态，故这两个主族的元素原子的第一电离能分别比同周期相邻元素 的第一电离能都高，属于电离能周期性变化的特例。例如 I1(Na)＜I1(Mg)、I1(Mg) ＞I1(Al)；I1(Si)＜I1(P)、I1(P)＞I1(S)。
高中化学课件 原子半径、电离能及其变化规律
的第一电离能。为什么？
短周期元素的第一电离能
I1/kJ·mol-1 2500
2500
He
2000
N
2000
1500 1000
500
H Be
Li
N
C B
Fe
O
P
Mg
Si
Na Al
Ar 1500
Cl 1000
S
500
0
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 原子序数
2．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层
结构，下列关系正确的是( D )
A．质子数c>d
B．离子的还原性Y2－<Z－
C．氢化物的稳定性H2Y>HZ D．原子半径X>W
3.元素原子得失电子的能力
(1)同周期主族元素原子的电子层数相同，从左到右原子半径逐渐减小，原子 核对外层电子的吸引作用逐渐增强。因此,同一周期主族元素从左到右，元 素原子失去电子的能力越来越弱，获得电子的能力越来越强。 (2)同主族元素原子的价电子数相同，但自上而下原子半径逐渐增大，原子核 对外层电子的吸引作用逐渐减弱。因此,自上而下，金属元素原子失去电子 的能力越来越强，非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。
同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是：位于元素周期表中金 属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。
阅读学习
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、电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。
阅读课本第22页内容，了解电离能的概念和含义，分析电离能描述的是 元素的哪种性质？并分析第一电离能的数值和性质的关系？
1-3-1电离能及其变化规律（第1课时）
1-3-1电离能及其变化规律（第1课时）第3节原⼦结构与元素性质（第⼀课时）【学习⽬标】1、以第三周期和第ⅤA族元素为例，写出其元素价电⼦排布、分析原⼦半径变化规律，说出同⼀周期和同⼀主族元素原⼦得失电⼦能⼒变化规律。
2、通过表1-3-2和1-3-3中写出的某些元素第⼀电离能数值，推测第⼀电离能与元素的哪种性质相关。
能通过电离能的定义知道电离能是元素的⼀种性质，能根据第⼀电离能第⼆电离能的定义，分析同⼀元素电离能数据代表的意义，并能通过电离能数据判断元素所在的族序数。
3、以Mg、Al为例分析两种元素得失电⼦能⼒与⾦属活动顺序的区别。
4、通过观察图1-3-4和1-3-5分析元素原⼦第⼀电离能随着元素原⼦序数递增呈现怎样的变化，能总结同⼀周期和同⼀主族变化规律。
能运⽤核外电⼦排布及洪特规则解释第ⅡA族、第ⅤA族和0族元素原⼦第⼀电离能较⼤的原因。
【教学重、难点】第⼀电离能的意义，同⼀周期第⼀电离能变化规律，同⼀主族电离能变化规律【课前预习案】1请同学们写出第3周期及VA族元素原⼦的价电⼦排布；2、请同学们根据写出的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。
【课堂探究案】问题探究⼀电离能是元素的⼀种性质。
表1-3-2和表1-3-3种写出了某些元素的第⼀电离能数值。
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哪种性质吗？你能分析第⼀电离能的数值和性质的关系吗？1、电离能：2、符号和表⽰⽅法：3、电离能的意义：【学以致⽤】1、通过表1-3-2中的数据⽐较Mg和Al的第⼀电离能，的⼤，所以更易失电⼦，但我们以前学习的⾦属失电⼦顺序中，更易失电⼦，与酸反应时更剧烈。
那么这两个顺序为什么是不同的呢？2、你能从Mg、Al的核外电⼦排布出发，解释为什么Mg的第⼀电离能更⼤。
3、那么P和S⽐较，谁的第⼀电离能更⼤呢？为什么？跟踪练习1、从元素原⼦的第⼀电离能数据的⼤⼩可以判断出（）A、元素原⼦得电⼦的难易B、元素的主要化合价C、元素原⼦失电⼦的难易D、核外电⼦是分层排布的问题探究⼆观察图1-3-5和1-3-6，请你说明原⼦的第⼀电离能随着元素原⼦序数的递增呈现怎样的变化，并从原⼦结构的⾓度加以解释。
高中化学 第1章 第3节 原子结构与元素性质 第1课时 电离能及其变化规律教案 高二化学教案
第1课时电离能及其变化规律[学习目标定位] 1.知道原子结构与元素性质间的关系规律。
2.正确理解元素电离能的含义及其变化规律，会用电离能的概念分析解释元素的某些性质。
一、元素的电离能及其变化规律1．元素第一电离能的概念与意义(1)概念：①电离能：气态原子或气态离子失去一个电子所需的最小能量。
符号：I，单位：kJ·mol－1。
②逐级电离能：第一电离能：处于基态的气态原子失去一个电子转化为正一价气态离子所需要的能量叫做第一电离能。
元素第一电离能符号：I1。
第二电离能：气态正一价离子再失去一个电子成为气态正二价离子所需的能量叫做第二电离能；第三电离能和第四、第五电离能依此类推。
通常情况下，第一电离能小于第二电离能小于第三电离能……(2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。
2．元素第一电离能变化规律(1)每个周期的第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，即一般来说，随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈增大趋势。
(2)同一族，从上到下第一电离能逐渐减小。
1．电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的核外电子排布。
(1)核电荷数、原子半径对电离能的影响①同周期元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子半径减小，I1总体上有增大的趋势。
碱金属元素的I1最小，稀有气体元素的I1最大。
②同主族元素从上到下，原子半径增大起主要作用，元素的I1逐渐减小。
(2)核外电子排布对电离能的影响某原子或离子具有全充满、半充满或全空时的电子排布时，电离能较大。
如第ⅡA族元素、第ⅤA族元素比同周期左右相邻元素的I1都大，原因是第ⅡA族元素最外层n s2全充满，第ⅤA族元素最外层n p3半充满，比较稳定。
各周期稀有气体元素的I1最大，原因是稀有气体元素的原子各轨道具有全充满的稳定结构。
第一电离能同主族的变化规律
第一电离能同主族的变化规律说到化学，很多人可能会觉得有些枯燥。
但其实，化学里的很多规律和变化，跟我们日常生活中的许多事情都息息相关。
今天，我们来聊聊第一电离能（也就是把一个电子从原子里搞出来所需要的能量）在同一主族元素中的变化规律。
这可是个既有趣又实用的知识点哦！1. 认识第一电离能先来个小科普吧。
第一电离能，顾名思义，就是把一个原子中的一个电子给“驱逐”出去时所需要的能量。
这个能量的大小和很多因素有关，比如原子内部的电子排布、原子的核电荷等等。
简单来说，电离能越大，说明原子的“护卫”越严，那个电子就越难被挤走。
2. 同主族元素的电离能变化规律好啦，进入正题了。
我们主要讲讲同一主族的元素第一电离能是怎么变化的。
说到主族，大家可以把它理解成周期表上竖着一列的元素。
这些元素有很多共同的性质，比如化学反应的特点，当然，第一电离能也是一样的。
2.1 由上而下逐渐减小如果你看周期表的那一列，应该会发现，从上往下的元素，第一电离能是逐渐降低的。
这是为什么呢？比如说，周期表的第一主族（就是那一列的最左边，氢、锂、钠、钾什么的），你会发现，氢的第一电离能非常高，而钾的则相对较低。
为啥？因为原子从上往下逐渐变大，电子离原子核越来越远，这样就需要的电离能就减少了。
就像你在沙发上躺着，离电视遥控器远了，自然就不想动了；电离能低了，电子自然也更容易被“抛弃”。
2.2 原子半径与电离能除了原子离核远，另一个原因就是原子半径增大。
原子半径的增大，导致核对外层电子的吸引力减小，电子就更容易被剥离。
这就好比你在宽敞的客厅里，你的狗狗跑来跑去，你自然不容易抓住它；但如果在狭小的房间里，你就容易把它抓住。
原子半径大，电子就“跑”得更远，抓住它们的难度也就小了。
3. 具体例子为了让大家更容易理解，我们可以举几个实际的例子。
比如，我们在主族元素中，氢、锂、钠、钾这些元素的电离能是逐渐降低的。
具体来说：3.1 氢元素氢元素只有一个电子，原子核对这个电子的吸引力非常强，因此它的第一电离能很高。
电离能
1、同周期从左到右，第一电离能有逐渐 增大 的趋势， 同主族从上到下，第一电离能逐渐 减小 。
为什么？
3、在同一周期中第一电离能最小的是
碱金属 元素。最大的是 稀有气体 元素。
为什么？
2、总体上：金属元素的第一电离能都 较小，非金属元素和稀有气体元素的第一电离能 都 较大 。
【课堂练习】：
1、判断下列元素间的第一电离能的大小 Na ＞ K Mg ＞ 去一个电子形成＋1 气态 阳离子 所需的 最低 能量
叫做元素的第一电离能。符号为 Ⅰ1
KJ/mol M(g)－e－→M+(g)
.单位是
Ⅰ1(第一电离能）
【概念应用】：
1、已知M(g)－e－→M+(g)时所需的最低能量 为738KJ。 mol-1 则M元素的Ⅰ1= 738KJ· 2、已知钠元素的Ⅰ1=496KJ/mol。则Na（g）－e－ →Na＋（g）时所需的最小能量为
族 周期
ⅠA Li Na
ⅡA Be Mg
二
三
1、已知VA元素的原子从上到下失电子能力逐渐增强 2、下面是VA元素的原子从上到下第一电离能数值
N 1402
P 1012
As 947
Sb 834
Bi 703
【想一想 】 ：
通过数值分析，能否推测出电离能描述的 是元素的失电子能力还是得电子能力？
一、电离能
2、将下列元素按第一电离能由大到小的 顺序排列： ①K Na Li ②B C N ④Na Al P
Li＞Na＞ K
N＞ C＞ B P＞Al＞Na
【拓展视野】：
1、根据第一电离能的定义， 你能说出什么是第二电离能、 第三电离能......吗？阅读课本，讨论后回答
高中化学鲁科版选修三课件：第1章 第3节 第1课时 电离能及其变化规律(24张PPT)
D．Cl、Br、I
解析：同周期元素从左到右，第一电离能在总体上呈现从小到
大的变化趋势，同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。
答案：B
3．某主族元素原子的第一、二、三、四各级电离能依次为： 899 kJ·mol － 1 、 1 757 kJ·mol － 1 、 14 840 kJ·mol － 1 、 18 025 kJ·mol－1，试分析该元素所在的族序数为 ( )
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/192021/11/192021/11/192021/11/19
元素第一电离能的变化规律及其影响因素 1．第一电离能－原子序数图
1．元素第一电离能周期性变化规律中的特例 ⅡA 族元素原子最外电子层的 s 轨道处于全充满状态，p 轨道 处于全空状态，ⅤA 族元素原子最外电子层的 p 轨道处于半充满状 态，根据洪特规则的特例，二者均属于相对稳定的状态，故这两个 主族的元素原子相对较难失去第一个电子，第一电离能分别比同周 期相邻元素的第一电离能都高，属于电离能周期性变化的特例。例 如 I1(Na)＜I1(Mg)、I1(Mg)＞I1(Al)；I1(Si)＜I1(P)、I1(P)＞I1(S)。
(1)电子离核越远，能量越高，电离能越_小___(填“大”或“小”)；阳离
子核电荷数越高，再失去电子时，电离能越_大___(填“大”或“小”)。 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。阳离子核电荷数越高，离子半径越小，
原子核对核外电子的引力越大，失电子越难，则电离能越大。
电离能及其变化规律课件
环境因素如温度、压强、电磁场等可以影响原子或分子的电离能。通过在不同环境下进行电离能测量 实验，可以探究环境因素对电离能的影响。
实验三：电离能在不同环境下的变化实验
实验步骤 1. 设置不同环境条件，如温度、压强、电磁场等。 2. 对相同样品在不同环境下进行电离能测量。
实验三：电离能在不同环境下的变化实验
电离能的重要性
01
02
03
化学键合
电离能可以反映原子在分 子中的化学键合能力，电 离能较高的原子更难形成 化学键。
反应热
电离能的变化可以反映化 学反应过程中的能量变化， 从而影响反应热的大小。
分子稳定性
电离能的大小可以影响分 子中电子的排布和分子稳 定性，进而影响分子的物 理和化学性质。
电离能与其他物理量的关系
电离能及其变化规 律课件
目 录
• 电离能定义与特性 • 电离能的变化规律 • 电离能的应用
01
电离能定义与特性
电离能的概念
电离能
电离能大小
指气态基态原子失去一个电子变成气 态基态正离子所需要的最低能量。
与原子所处的化学环境和电子排布有 关。
电离能数值
单位为电子伏特(eV)，常用单位还有 电子伏/原子(eV/atom)和电子伏/分 子(eV/mol)。
感谢观 看
THANKS
药物的电离能与药效有关，通过研究电离能可以指导新药的设计和 筛选。
辐射生物学效应研究
电离能在辐射生物学中具有重要应用，如辐射对生物分子的损伤机 制和防护措施的研究。
04
电离能研究的挑战与展望
当前电离能研究面临的挑战
1 2 3
实验测量难度大 电离能是原子或分子失去电子所需的能量，实验 上难以精确测量。
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第3节原子结构与元素性质（第一课时）
【学习目标】
1、以第三周期和第ⅤA族元素为例，写出其元素价电子排布、分析原子半径变化规律，说出同一周期和同一主族元素原子得失电子能力变化规律。
2、通过表1-3-2和1-3-3中写出的某些元素第一电离能数值，推测第一电离能与元素的哪种性质相关。
能通过电离能的定义知道电离能是元素的一种性质，能根据第一电离能第二电离能的定义，分析同一元素电离能数据代表的意义，并能通过电离能数据判断元素所在的族序数。
3、以Mg、Al为例分析两种元素得失电子能力与金属活动顺序的区别。
4、通过观察图1-3-4和1-3-5分析元素原子第一电离能随着元素原子序数递增呈现怎样的变化，能总结同一周期和同一主族变化规律。
能运用核外电子排布及洪特规则解释第ⅡA族、第ⅤA族和0族元素原子第一电离能较大的原因。
【教学重、难点】
第一电离能的意义，同一周期第一电离能变化规律，同一主族电离能变化规律
【课前预习案】
1请同学们写出第3周期及VA族元素原子的价电子排布；
2、请同学们根据写出的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。
【课堂探究案】
问题探究一
电离能是元素的一种性质。
表1-3-2和表1-3-3种写出了某些元素的第一电离能数值。
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哪种性质吗？你能分析第一电离能的数值和性质的关系吗？
1、电离能：
2、符号和表示方法：
3、电离能的意义：
【学以致用】
1、通过表1-3-2中的数据比较Mg和Al的第一电离能，的大，所以更易失电子，但我们以前学习的金属失电子顺序中，更易失电子，与酸反应时更剧烈。
那么这两个顺序为什么是不同的呢？
2、你能从Mg、Al的核外电子排布出发，解释为什么Mg的第一电离能更大。
3、那么P和S比较，谁的第一电离能更大呢？为什么？
跟踪练习
1、从元素原子的第一电离能数据的大小可以判断出（）
A、元素原子得电子的难易
B、元素的主要化合价
C、元素原子失电子的难易
D、核外电子是分层排布的
问题探究二
观察图1-3-5和1-3-6，请你说明原子的第一电离能随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化，并从原子结构的角度加以解释。
电离能的周期性变化规律：
同一周期（）
其中：
同一主族（）
跟踪练习
2.下列元素中，第一电离能最小的是（）
A、K
B、 Na
C、P
D、Cl
问题探究三
阅读分析表格数据：
数据的突跃变化说明了什么？
【跟踪练习】
3、某元素的全部电离能(电子伏特)如下：
A. IA
B. ⅡA
C. ⅢA D 、ⅣA E 、ⅥA F 、ⅤA G 、 ⅦA
【巩固练习】
1、在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误．．的是（ ） A ．最易失去的电子能量最高 B ．电离能最小的电子能量最高
C ．p 轨道电子能量一定高于s 轨道电子能量
D ．在离核最近区域内运动的电子能量最低
2、下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（KJ/mol ）：
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远
远大于失去第一个电子所需的能量。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②表中X可能为1~13号元素中的＿＿（填写字母）元素。
用元素符号表示X和O形成化合物的化学式＿＿＿＿＿；
③第三周期元素中，＿＿(填写元素符号)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
3、不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为Ｅ）如下图所示。
试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)同主族内不同元素的Ｅ值变化的特点是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
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，随原子序数增大，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，多选倒扣）
①Ｅ(砷)＞Ｅ（硒）②Ｅ(砷)＜Ｅ（硒）③Ｅ(溴)＞Ｅ（硒）④Ｅ(溴)＜Ｅ（硒）
(3)估计１ｍｏｌ气态Ｃａ原子失去最外层一个电子所需能量Ｅ值的范围：＿＜Ｅ＜＿
4、A、B、C、D四种短周期元素，E是过渡元素。
A、B、C同周期，C、D同主族，A
的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个未成对电子，E的外围电子排布式为3d64s2.回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：A ______ B_______ C _____ D ________
（2） A的最高价氧化物的化学式为，C元素的基态原子的电子排布式为，C的气态氢化物的化学式为。
（3）D元素所在周期中，第一电离能最小的元素是， D元素在周期表的区。
（4） E元素的单质与氯化铁溶液反应的离子方程式为。