高中第3節(jié) 元素性質(zhì)及其變化規(guī)律教學(xué)演示ppt課件

這是一份高中第3節(jié) 元素性質(zhì)及其變化規(guī)律教學(xué)演示ppt課件，共60頁(yè)。PPT課件主要包含了必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基，遞變規(guī)律，氣態(tài)基態(tài)原子，氣態(tài)基態(tài)離子，kJ·mol-1，M2+g，M3+g，電負(fù)性及其應(yīng)用，吸引電子能力，關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、原子半徑及其變化規(guī)律1.原子半徑的影響因素
【做一做】 將下列四種粒子按照半徑由大到小進(jìn)行排列____________。?①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ②基態(tài)Y的價(jià)電子排布式為3s23p5③基態(tài)Z2-的軌道表示式為 ④W基態(tài)原子有2個(gè)電子層,電子式為
提示:由題意可知:X、Y、Z2-、W分別為S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F粒子半徑大小排列順序?yàn)閞(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F)。
二、電離能1.電離能的概念及其分類(lèi):
2.電離能的意義:電離能越小,該氣態(tài)原子(或離子)越_____失去電子;電離能越大,該氣態(tài)原子(或離子)越___失去電子。
【情境·思考】比較金屬活潑性常用的方法有以下兩種:常見(jiàn)金屬在溶液中的活動(dòng)性順序?yàn)榈谝浑婋x能數(shù)值(kJ·ml-1)
將相同的鎂片和鋁片分別加入等量等濃度的鹽酸中,鎂片上生成氣泡的速率比鋁片要快很多,這說(shuō)明鎂比鋁在鹽酸溶液中更活潑,但是兩者的另外一個(gè)能夠衡量金屬性強(qiáng)弱的數(shù)值——電離能的數(shù)值大小卻正好相反,產(chǎn)生這個(gè)差異的原因是什么?
提示:由于金屬活動(dòng)性順序與電離能所對(duì)應(yīng)的條件不同,所以二者并不完全一致。電離能是氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個(gè)電子所需的最小能量,而金屬活動(dòng)性是指金屬單質(zhì)在溶液中的活潑性,受電離能和其他能量變化總和的影響,故二者并不完全一致。
【情境·思考】電負(fù)性是以氟元素的電負(fù)性4.0作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出來(lái)的,請(qǐng)問(wèn)電負(fù)性大約為2的元素應(yīng)該在周期表的什么位置?提示:氟元素非金屬性最強(qiáng)為4.0,則電負(fù)性大約為2的元素應(yīng)該既具有金屬性又具有非金屬性,應(yīng)該在金屬和非金屬的分界線處。
知識(shí)點(diǎn)一　微粒半徑大小比較【重點(diǎn)釋疑】1.決定因素
【思考·討論】(1)同一周期元素的原子半徑從左往右依次減小嗎?提示:由于稀有氣體結(jié)構(gòu)的特殊性,其原子半徑的計(jì)算方法與其他元素不同,則稀有氣體原子半徑與其他元素原子半徑不作比較。因此在比較同一周期元素的原子半徑時(shí)應(yīng)該將稀有氣體除外。(2)如何比較相鄰周期不同主族的兩種元素原子的半徑?提示:找出其中一種元素的同主族元素作為參照物進(jìn)行比較,如比較A、B的原子半徑,可引入C元素 ,可得出原子半徑大小順序?yàn)锳>C>B。
【案例示范】【典例】(2020·鹽城高二檢測(cè))已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則A、B、C、D的原子半徑由大到小的順序是__________________,?離子半徑由大到小的順序是___________________________,?原子序數(shù)由大到小的順序是___________________________。?
【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)利用賦值法推斷元素的相對(duì)位置;(2)利用微粒半徑大小比較的方法比較原子或者離子的半徑大小。
【解析】因An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),可將A、B、C、D在周期表中的位置關(guān)系表示如下:從上表不難判斷A、B、C、D的原子半徑由大到小的順序是A>B>D>C;因四種離子的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)小的離子半徑大,因此可以判斷離子半徑從大到小的順序是D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+;原子序數(shù)由大到小的順序是B>A>C>D。答案:A>B>D>C　D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+　B>A>C>D
【母題追問(wèn)】(1)比較上題中A原子與An+的半徑大小。提示:由于A原子比An+多一個(gè)電子層,因此A原子的半徑更大。(2)比較上題中C原子與Cn-的半徑大小。提示:由于兩種微粒的電子層數(shù)相同、核電荷數(shù)相等,陰離子的最外層電子數(shù)多,因此其半徑更大。
【規(guī)律方法】“三看”比較微粒半徑的大小“一看”電子層數(shù):當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù):當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小?！叭础焙送怆娮訑?shù):當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。
【遷移·應(yīng)用】1.(雙選)若aAm+與bBn-的核外電子排布相同,則下列關(guān)系不正確的是(　　)A.離子半徑:Am+LiB.Na+>Mg2+>Al3+C.Mg2+>Na+>F-D.Cl->F->F【解析】選C。同主族,由上到下微粒半徑逐漸增大,A項(xiàng)正確;核外電子排布相同的微粒,核電荷數(shù)越大,微粒半徑越小,B項(xiàng)正確;C項(xiàng)應(yīng)該為F->Na+>Mg2+;D項(xiàng)可引入Cl,順序?yàn)镃l->Cl>F->F,正確。
3.已知短周期元素的離子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則下列敘述正確的是(　　)A.原子半徑:A>B>D>CB.原子序數(shù):d>c>b>aC.離子半徑:C3->D->B+>A2+D.單質(zhì)的還原性:A>B>D>C
【解析】選C。aA2+、bB+、cC3-、dD-都是短周期元素的離子,電子層結(jié)構(gòu)相同,其在周期表中的相對(duì)位置關(guān)系可表示為因而四種元素的原子序數(shù)由大到小的順序?yàn)閍>b>d>c;元素原子半徑的大小順序?yàn)閞(B)>r(A)>r(C)>r(D);電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,陰離子半徑必大于陽(yáng)離子半徑,且?guī)ж?fù)電荷越多半徑越大,陽(yáng)離子帶正電荷越多半徑越小,故離子半徑由大到小的順序?yàn)閞(C3-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+);單質(zhì)中同周期的A、B為金屬,A原子序數(shù)大于B,故還原性應(yīng)為B>A,同周期非金屬元素C、D,C的原子序數(shù)小于D,C的還原性應(yīng)大于D。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列關(guān)于微粒半徑的說(shuō)法正確的是(　　)A.原子序數(shù)越大,原子半徑越大B.核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子,半徑相同C.質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子,電子數(shù)越多半徑越大D.電子層數(shù)少的元素的原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑
【解析】選C。同周期主族元素,原子序數(shù)增大,原子半徑減小;對(duì)于核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核離子和原子,半徑是不同的;質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子,陰離子半徑>原子半徑>陽(yáng)離子半徑;由于同周期主族元素原子半徑從左到右逐漸減小,故ⅦA族的原子半徑不一定比上一周期ⅠA族元素原子半徑大,如r(Li)>r(S)>r(Cl)。
2.下列各組微粒半徑之比大于1的是(　　) 【解析】選B。微粒半徑比值大于1,即比例式中分子的微粒半徑應(yīng)大于分母的微粒半徑。A項(xiàng)中元素屬同周期關(guān)系,r(Na)>r(Mg),比值小于1;B項(xiàng)中元素屬同周期關(guān)系,r(P)>r(Cl),比值大于1;C項(xiàng)中屬核外電子排布相同的兩種微粒,應(yīng)為r(Na+)>r(Al3+),比值小于1;D項(xiàng)中屬同周期元素形成的不同離子,K+核外有3層電子,Br-核外有4層電子,顯然,r(K+)I1(C)>I1(B)【解析】選C。B、C、N、O屬于同周期元素,同一周期元素隨原子序數(shù)遞增,第一電離能有增大的變化趨勢(shì),但ⅡA族元素大于ⅢA族元素,ⅤA族元素大于ⅥA族元素。
3.如圖是第3周期11～17號(hào)元素某些性質(zhì)變化趨勢(shì)的柱形圖,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　)
A.y軸表示的可能是電離能B.y軸表示的可能是電負(fù)性C.y軸表示的可能是原子半徑D.y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)【解析】選B。對(duì)于第3周期11～17號(hào)元素,隨著原子序數(shù)的增大,第一電離能呈增大趨勢(shì),但Mg、P特殊,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;原子半徑逐漸減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)依次為Na為1,Mg為2,Al為3,Si不易形成離子,P為3,S為2,Cl為1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【素養(yǎng)提升】下表為Na、Mg、Al的電離能(kJ·ml-1)。
分析表中各元素電離能的變化,回答下列問(wèn)題:(1)為什么同一元素的電離能逐級(jí)增大?提示:原子失電子時(shí),首先失去的是能量最高的電子,故第一電離能較小,原子失去電子后變成陽(yáng)離子,離子半徑變小,原子核對(duì)電子的引力增強(qiáng),從而使電離能逐級(jí)增大。
(2)鈉原子為什么容易失去1個(gè)電子成為+1價(jià)的陽(yáng)離子?提示:鈉原子的I2?I1,說(shuō)明鈉原子很容易失去1個(gè)電子成為+1價(jià)陽(yáng)離子,形成Na+為1s22s22p6穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后,原子核對(duì)外層電子的有效吸引作用變得更強(qiáng)。因此,鈉元素常見(jiàn)價(jià)態(tài)為+1價(jià)。(3)上表中能夠說(shuō)明鎂、鋁原子通常分別形成Mg2+、Al3+的依據(jù)是什么?提示:說(shuō)明鎂原子通常形成+2價(jià)陽(yáng)離子的依據(jù)是I3?I2。說(shuō)明鋁原子通常形成+3價(jià)陽(yáng)離子的依據(jù)是I4?I3。
1.(2020·三亞高二檢測(cè))關(guān)于同一種元素的原子或離子,下列敘述正確的是(　　)A.原子半徑比陰離子半徑小B.原子半徑比陰離子半徑大C.原子半徑比陽(yáng)離子半徑小D.帶正電荷多的陽(yáng)離子半徑比帶正電荷少的陽(yáng)離子半徑大【解析】選A。對(duì)于同一種元素的原子和離子,核電荷數(shù)相同,則核外電子數(shù)越多,半徑越大,故陰離子半徑>原子半徑>陽(yáng)離子半徑,且?guī)д姾啥嗟年?yáng)離子半徑更小。
2.具有下列電子構(gòu)型的元素中,第一電離能最小的是(　　)A.ns2np3　　　B.ns2np4　　　C.ns2np5　　　D.ns2np6【解析】選B。ns2np3為半充滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能為ns2np3>ns2np4,對(duì)于題給四個(gè)選項(xiàng),其第一電離能由小到大順序?yàn)閚s2np4O>SC.As>P>ND.O>N>C【解析】選B、D。A、C兩項(xiàng)中元素電負(fù)性的排序與“同主族自上而下,元素的電負(fù)性逐漸減小”的規(guī)律不符,錯(cuò)誤;B項(xiàng)、D項(xiàng)中元素電負(fù)性的排序與“同周期從左到右,主族元素的電負(fù)性逐漸增大”“同主族從上到下,元素的電負(fù)性逐漸減小”的規(guī)律相符,正確。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】對(duì)A、B兩種主族元素(除ⅠA族)來(lái)說(shuō),下列敘述中正確的是(　　)A.A的電負(fù)性大于B,則A的第一電離能一定大于BB.A的電負(fù)性大于B,則A的失電子能力大于BC.A的電負(fù)性大于B,則A的得電子能力大于BD.A的電負(fù)性大于B,則A的原子半徑一定小于B【解析】選C。電負(fù)性是指元素的原子在化合物中吸引電子能力的標(biāo)度,C項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;元素的電負(fù)性大對(duì)應(yīng)原子的第一電離能不一定大,如:Mg的第一電離能大于Al的第一電離能,而Mg的電負(fù)性小于Al的電負(fù)性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;元素的電負(fù)性大原子半徑不一定就小,如:原子半徑HH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.按第一電離能遞增的順序排列的是(　　)A.Li、Na、K　　 B.Na、Al、S C.P、Si、Al　 D.Cl、Br、I【解析】選B。同周期元素從左到右,第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢(shì),同主族元素,從上到下,第一電離能逐漸減小。
5.(2020·濟(jì)寧高二檢測(cè))美國(guó)“海狼”號(hào)潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金作載熱介質(zhì),下列關(guān)于Al、Na原子結(jié)構(gòu)的分析中正確的是(　　)A.原子半徑:Al>NaB.第一電離能:Al>NaC.電負(fù)性:Na>AlD.基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù):Na>Al【解析】選B。根據(jù)元素性質(zhì)變化規(guī)律知,原子半徑:Na>Al,第一電離能:Al>Na,電負(fù)性:Na