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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1．理解电离能的概念及第一电离能的周期性变化规律。
(重点)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。
(难点)教材整理1 电离能及其分类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：kJ·mol －1。
2．电离能的分类M(g)――――――――→第一电离能（I 1）失去1个e －M ＋(g)――――――――→第二电离能（I 2）失去1个e －M 2＋(g)――――――――→第三电离能（I 3）失去1个e－M 3＋(g)…且I 1＜I 2＜I 3。
(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)→M 2＋(g)＋2e －所需能量不是第二电离能。
(√)(3)Na 原子在不同状态失去1个电子所需能量相同。
(×)(4)原子的电离能大小I 1＞I 2＞I 3。
(×)教材整理2 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．运用电离能可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。
“第一电离能大的元素的金属性一定比第一电离能小的元素的金属性弱。
”这种说法对吗？【提示】不对。
[核心·突破]1．理解电离能的定义时要把握两点：一是气态(原子或离子)；二是最小能量。
2．对于同一元素：I3＞I2＞I1。
3．运用电离能的数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。
[题组·冲关]1．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【解析】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N＞O，C不正确。
元素第一电离能学习指导电离能是元素性质的一个重要参数。
电离能的大小表示元素的原子失去电子的难易，说明元素通常呈现的化合价状态。
学好元素电离能的有关知识，可以帮助我们更好地了解元素的性质，理解元素原子核外电子的运动状态。
为了帮助同学们更好地学习元素的第一电离能知识，特设计如下问答：1什么叫电离能？同一元素的各级电离能大小关系是怎样的？为什么？答：使一个基态的气态原子失去一个电子生成+1价气态阳离子所需的能量叫元素的第一电离能。
常用I1表示，单位为kJ/mol。
从气态+1价离子再失去一个电子生成+2价气态阳离子所需的能量叫该元素的第二电离能，用I2表示，余类推。
M（g）→M+（g）+e I1M+（g）→M2+（g）+e I2M2+（g）→M3+（g）+e I3I1＜I2＜I3……因为原子移去一个电子后成为带正电荷的阳离子，2影响电离能大小的因素有哪些？答：电离能的大小主要取决于原子的有效核电荷、原子半径以及原子的电子构型。
一般说来，有效核电荷越大，原子半径越小，电离能越大；电子构型越稳定，电离能越大。
如3元素的第一电离能大小的变化规律有哪些？答：同周期元素从左到右，元素的第一电离能总的趋势是逐渐增大的；同一主族自上而下元素的第一电离能依次减小。
但在同一副族中，自上而下元素的第一电离能变化幅度不大，且不规则。
4元素的第一电离能大小与元素性质的关系答：元素的第一电离能越大，元素的原子越难失去电子，元素的金属性越弱；元素的第一电离能越小，元素的原子越易失去电子，元素的金属性越强。
5为什么第一电离能是Be比B大，Mg比Al大，N比O大？答：Be和B的电子排布式分别为1s22s2、1s22s22p1，Be的2s亚层有2个电子，为全充满的稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而B的2p亚层只有一个电子，结构不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是Be比B大。
同理可以解释“Mg 比Al大”。
N和O的电子排布式分别为1s22s22p3、1s22s22p4，N的2p亚层有3个电子，为半充满的较稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而O的2p亚层有4个电子，结构不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是N比O大。
元素第一电离能学习指导电离能是元素性质的一个重要参数。
电离能的大小表示元素的原子失去电子的难易，说明元素通常呈现的化合价状态。
学好元素电离能的有关知识，可以帮助我们更好地了解元素的性质，理解元素原子核外电子的运动状态。
为了帮助同学们更好地学习元素的第一电离能知识，特设计如下问答：1什么叫电离能？同一元素的各级电离能大小关系是怎样的？为什么？答：使一个基态的气态原子失去一个电子生成+1价气态阳离子所需的能量叫元素的第一电离能。
常用L表示，单位为kJ/mol。
从气态+1价离子再失去一个电子生成+2价气态阳离子所需的能量叫该元素的第二电离能，用&表示，余类推。
M (g) —M+ (g) +e IiM+ (g) -*M2+ (g) +e I2M2+ (g) —M3+ (g) +e Z3h<h<h ............因为原子移去一个电子后成为带正电荷的阳离子，2影响电离能大小的因素有哪些？答：电离能的大小主要取决于原子的有效核电荷、原子半径以及原子的电子构型。
一般说来，有效核电荷越大，原子半径越小，电离能越大；电子构型越稳定，电离能越大。
如3元素的第一电离能大小的变化规律有哪些？答：同周期元素从左到右，元素的第一电离能总的趋势是逐渐增大的；同一主族自上而下元素的第一电离能依次减小。
但在同一副族中，自上而下元素的第一电离能变化幅度不大, 且不规则。
4元素的第一电离能大小与元素性质的关系答：元素的第一电离能越大，元素的原子越难失去电子，元素的金属性越弱；元素的第一电离能越小，元素的原子越易失去电子，元素的金属性越强。
5为什么第一电离能是Be比B大，Mg比A1大，N比O大？答：Be和B的电子排布式分别为1S22S2> Is^s^p1, Be的2s亚层有2个电子，为全充满的稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而B的2p亚层只有一个电子，结构不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是Be比B大。
同理可以解释“Mg 比A1大”。
N和0的电子排布式分别为ls22s22p\ ls22s22p4, N的2p亚层有3个电子，为半充满的较稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而。
的2p亚层有4个电子，结构不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是N比。
大。
试说明其变化的规律性.［解析］稀有气体的第一电离能是随原子序数的增加而递减的。
因为稀有元素的原子的电子构型相似，随着原子序数的增加，原子核的核电荷增加，内层电子的屏蔽作用也增大，削弱了原子核对外层电子的引力，同时原子半径的递增也使原子核对外层电子的引力减弱。
所以稀有气体元素的第一电离能是随原子序数(或原子半径)的增加而减小。
［点拨］第一电离能的大小取决于原子核对外层电子的引力，引力小则电离能小。
10.下表是第二周期元素的第一电离能数据：⑴将上表数据，分别以原子序数和电离能为横、纵坐标画一草图。
⑵讨论Li~ Ne电离能变化的总趋势；⑶试从电子构型解释该图中两处反常现象。
［解析］⑴从Li到Ne电离能变化的总趋势草图如下：⑵从电离能数据和图象都可以看出，Li - Ne电离能变化的总趋势为逐渐增大。
因为同一周期从左到右（Li~F）,核电荷依次增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的引力逐渐增大，失去电子的能力逐渐减弱，所以元素的第一电离能逐渐增大。
Ne的外层电子构型为全满的稳定结构，所以氤元素的第一电离能最大。
⑶图中两处电离能大小反常的是Be和B、N和Oo Be和B的电子排布式分别为ls22s\ Is^p1, Be和B的最外层电子构型分别为2S2、2s22p「Be的2s亚层有2个电子，为全充满的稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而B的2p亚层只有一个电子，结构不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是Be比B大。
N和O的最外层电子构型分别为2s22p3、2s22p4, N 的2p亚层有3个电子，为半充满的较稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能量，而O的2p 亚层有4个电子，结构不稳定，失去这个电子后变成2p3的较稳定结构，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能是N比。
大。
［点拨］电子构型中，全满（ns2> np6、nd'°）>全空（ns°、np°> nd0）或半满（ns、np\ nd5）是较稳定的结构。
【例析】不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需的能量叫第一电离能（设其为E）, 如下图所示。
是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：各主族中的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值出现反常现试预测下列关系式中正确的是（填写编号，多选倒扣）①E （碑）＞E （硒）②E （碑）＜E （硒）③E （漠）＞E （硒）④E （漠）＜E （硒）（3）估计1 mol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）10号元素E值较大的原因是解析：此题考查了元素第一电离能的变化规律和学生的归纳总结能力。
①从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性。
②从第二、三周期可以看出，第IIIA、第VIA族元素比同周期相邻两种元素的E值都低。
由此可以推测：E （碑）＞E （硒），E （漠）＜E （硒）③根据同主族、同周期元素的性质递变规律可知：同周期从左到右E依次增大，同主族自上而下E依次减小。
则有：E （钾）VE （钙）＜E （镁）④10号元素是稀有气体元素氧，达到稳定结构。
此时失去一个电子就需要很高的能量。
答案：⑴随着原子序数增大，E值变小周期性⑵①③⑶485 738（4）10号元素是氧，该元素的原子最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
例5.下图为周期表中部分元素某种性质（X值）随原子序数变化的关系。
（1）短周期中原子核外p亚层上电子数与s亚层上电子总数相等的元素是（写元素符号）。
（2）同主族内不同元素的X值变化的特点是,同周期内，随着原子序数的增大，X值变化总趋势是o周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的_________________ 变化规律o（3）X值较小的元素集中在元素周期表的。
a.左下角b.右上角c.分界线附近（4）下列关于元素此性质的说法中正确的是（选填代号）。
a.X值可反映元素最高正化合价的变化规律b.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力c.X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱解析：短周期元素中原子核外p能级上电子数与s能级上电子总数相等的元素有：O： 1S123452S22P\ Mg： 1s22s22p63s2：由图可知：同主族内，随着原子序数的递增，X逐渐减小，同周期内，随着原子序数的递增，X逐渐增大，它体现了元素性质的周期性变化规律，根据该规律可知：X最大的元素在周期表的右上角，而X最小的元素在周期表的左下角，它说明X体现了元素的得电子能力的相对大小，即元素的原子吸引电子的能力或元素的金属性与非金属性的相对强弱。
答案：（1） 0, Mg；（2）同一主族，从上到下，X值逐渐减小；逐渐增大；周期性；（3） a：（4） be例6.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）如图所示。
试根据元素在周期表中的位置，分析图中折线的变化特点，并回答下列问题。
②从第二、三周期可以看出，第IIIA、第VIA族元素比同周期相邻两种元素的E值都低。
由此可以推测：E （碑）＞E （硒），E （漠）＜E （硒）③根据同主族、同周期元素的性质递变规律可知：同周期从左到右E依次增大，同主族自上而下E依次减小。
则有：E （钾）＜E （钙）＜E （镁）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值出现反常现试预测下列关系式中正确的是（填写编号，多选倒扣）①E （碑）＞E （硒）②E （碑）＜E （硒）③E （漠）＞E （硒）④E （漠）＜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 10号元素E值较大的原因是解析：此题考查了元素第一电离能的变化规律和学生的归纳总结能力。
①从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性。
④10号元素是稀有气体元素氤，达到稳定结构。
此时失去一个电子就需要很高的能量。
答案：⑴随着原子序数增大，E值变小周期性⑵①③（3）485 738⑷10号元素是氤，该元素的原子最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
（1）写出下列元素符号：（2）在这些元素中，最活泼的金属元素是一，最活泼的非金属元是一，最不活泼的元素是电负性最大的是（3）在这些元素的最高价氧化物对应水化合物中，酸性最强的是一，碱性最强的是呈两性的氢氧化物是（只写一种），写出三者之间相互反应的化学方程式。
15、短周期元素A、B、C的原子序数逐渐增大，它们形成的离子具有相同的电子层结构，B和C的单质都能跟水剧烈反应，B为电负性数值最大的元素。
B单质与H2O反应产生A单质，0.5molC单质跟水反应时，在标准状况下放出5.6LH2,此时C转化成具有氧原子核外电子层结构的离子。
问：（1） A、B、C各是什么元素？（2）写出这二种元素所形成化合物的化学式，并用电子式表示它们的形成过程。
16、有A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、6、7,其电子层数依次减少。
己知D”的电子构型与Ar原子相同。
A、B、C次外层电子数依次为8, 8, 18,试推断这四种元素，并回答下列问题：C1）原子半径由小到大的顺序（2）电负性由小到大的顺序；（3）金属性由弱到强的顺序；高考化学专题复习一电离能与电负性黑龙江省庆安一中孙秀民考纲要求：1.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
2.了解电负性的概念，知道主族元素电负性与元素性质的关系。
认识主族元素电负性的变化规律。
内容精讲：一、电离能元素基态的气态原子失去1个电子而变成气态+1价阳离子，这时要吸收的能量叫做元素的第一电离能（％）,通常叫做电离能，又叫做电离势。
由气态+1价阳离子再失去1个电子而变成气态+2价阳离子，这时要吸收的能量叫做第二电离能（/2）。
以下¥、等可以依此类推。
逐级电离能逐步长高。
一、电离能知识规律：①用X射线作为激发光源照射到样品上，使元素原子中某个“轨道”上的电子突然受光激发，这时原子中其他电子的运动按理都要发生变化。
