第2课时 元素第一电离能和电负性的周期性变化
[目标导航] 1.能表述元素第一电离能、电负性的含义。2.熟知元素原子半径、元素的第一电离能及元素电负性的周期性变化规律。3.能用元素的第一电离能、电负性说明元素的某些性质。
一、元素第一电离能的周期性变化
1.元素第一电离能的概念与意义
(1)概念:气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量叫做该元素的第一电离能。元素第一电离能符号:I1。
(2)元素第一电离能的意义:可以衡量元素的气态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.元素第一电离能的变化规律
(1)对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从小到大的变化趋势,表示元素原子越来越难失去电子。
(2)同主族元素,自上而下第一电离能逐渐减小,表明自上而下原子越来越容易失去电子。
(3)具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高,其电离能数值较大。如稀有气体的电离能在同周期元素中最大,N为半充满、Mg为全充满状态,其电离能均比同周期相邻元素大。
议一议
1.为什么钠易形成Na+,而不易形成Na2+,Mg易形成Mg2+,而不易形成Mg3+?
答案 因为Na+、Mg2+都达到了稳定结构,其电子排布式都为1s22s22p6,再失电子需要吸收的能量突然增大。
2.为什么原子的逐级电离能越来越大?这些数据跟Na、Mg、Al的化合价有什么联系?
答案 因为首先失去的电子是能量最高的电子,故第一电离能较小,以后再失去电子都是能量较低的电子,所需要的能量多;同时,失去电子后离子所带正电荷对电子吸引更强,从而电离能越来越大。从Na、Mg、Al的电离能数值可知,Na的第一电离能较小,第二电离能突然增大(相当于第一电离能的10倍),故Na的化合价为+1。而Mg的第三电离能、Al的第四电离能发生突变,故Mg、Al的化合价分别为+2、+3。
3.为什么镁的第一电离能比铝大,磷的第一电离能比硫的大?
答案 镁的电子排布式为1s22s22p63s2,铝的电子排布式为1s22s22p63s23p1,镁的3s轨道上