第三节第一课时电离能及其变化规律(鲁科版)

• 2.符号：I 单位：KJ/mol • 表示式： I2 M(g)= M+ (g) + e- I1（第一电离能） I1 电离能 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 电离能越小，该气态原子越容易失去电子 电离能越大，气态时该原子越难失去电子 故可判断金属原子在气态时失电子的难易程度
原 子 得 电 子 能 力 增 强
原子失电子能力增强
• 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 和能、电负性来定量的衡量或 比较原子得失电子能力的强弱。
• 一、电离能及其变化规律 气态原子或气态离子失去一个电子所需要的 • 1.定义：
最小能量叫做电离能。
同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小
原因？
同主族元素原子的 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
实质分析
• 总之，第一电离能的周期 性递变规律是原子半径、 核外电子排布周期性变化 的结果
• 2. 从元素原子的第一电离能数据的大小可以 判断出（ c ） 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 • 3.下列元素中，第一电离能最小的（ A ） A. K B. Na C. P D. Cl
同一周期的元素而言，碱金属元素的第一电离 能最小，稀有气体元素的第一电离能最大 从左到右，元素的第一电离能在总体上 呈现由小到大的变化趋势，表示元素原 子越来越难失去电子
小结
1.什么是电离能。 2.符号和表示方法 3.意义 4.应用
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，核对外层电 子的有效吸引作 用依次增强。
在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P 的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离 能。为什么？
提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S 的电子排布式，并作比较。 Be：1S2 2S22P0 （B：1S2 2S22P1） N：1S2 2S22P3 (O：1S2 2S22P4) Mg：1S2 2S22P6 3S23P0 (Al：1S2 2S22P6 3S23P1) P：1S2 2S22P6 3S23P3 (S：1S2 2S22P6 3S23P4) 我们知道：当原子核外电子排布在能量相等的轨道 上形成全空（P0、d0、f0）或半充满（p3、d5、f7）或全 充满（p6、d10、f14）结构时原子处于能量较低状态（即 洪特规则特例），所以失电子所需能量较大，即 I1较大。 而Be、N、Mg、P元素的原子结构恰好满足这一点，所 以导致它们的第一电离能大于它们相邻元素。
第3节 原子结构与元素性质
电离能及其变化规律
知识复习：
请同学们回忆一下：我们学过的元素重要性质有哪 些？它们各有怎样的递变规律？
同一周期从左到右失电子能力逐渐减弱；
1.失电子能力：
同一主族从上到下失电子能力逐渐增强。
2.得电子能力：
3.价电子数： 4.原子半径：

同一周期从左到右得电子能力逐渐增强；
同一主族从上到下得电子能力逐渐减弱。 同周期：从1变到7，同主族：相同 同一周期从左到右原子半径逐渐减小；
同一主族从上到下原子半径逐渐增大。
5.电离能及其变化规律
族 周期
一 二 三 四 五 六 七 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
原子得电子能力增强 原 子 失 电 子 能 力 增 强 B Al Si Ge As Sb Te Po At
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
I3
• 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，二是溶液
从左到右，元素的第一电离能在总 体上呈现由小到大的变化趋势，表 示元素原子越来越难失去电子,碱金 属元素的第一电离能最小，稀有气 体元素的第一电离能最大
综合分析
• 元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电 子排布有着密切的关系。除Ⅷ外，元素的最高价 化合价等于它所在的族的序数，非金属元素的最 高正化合价和负化合价的绝对值之和为8（H除 外）；稀有气体元素原子的电子层结构时全充满 的稳定结构，其原子既不易失去电子，也不易得 到电子，因此稀有气体元素的化合价在通常情况 下为0；过渡金属元素的价电子较多，并且各级 电离能相差不大，因此具有多种价态，如锰元素 的化合价为+2——+7。
应用
电离能与元素的化合价
（化合价是元素性质的一种体现）
观察思考：为什么钠元素的常见价态为+1价， 镁元素的为+2价，铝元素的为+3价？ 化合价与原子结构有什么关系？
• 分析结果： • 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。