《2023学年高二化学精讲精练（人教2019选择性必修2）》课时精讲05 原子半径和电离能（学生版）

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第一章原子结构与性质

第二节原子结构与元素的性质

课时精讲 05 原子半径和电离能

【目标导航】

1．了解核外电子排布与原子半径的关系，学会比较微粒半径大小

2．能说出元素电离能的涵义。

3．能应用元素的电离能说明元素的某些性质。

4．掌握元素电离能的涵义，并能应用元素的电离能说明元素的某些性质。

【知识导图】

一、原子半径

1．原子半径

依据量子力学理论，人们假定原子是一个球体，并用统计的方法来测定它的半径。

2．原子半径的周期性变化

(1)同周期

① 规律：自左至右逐渐减小。

② 原因：增加电子所产生的电子间的排斥作用小于核电荷数增加导致的核对外层电子的吸引作用。

(2)同主族

① 规律：自上而下逐渐增大。

② 原因：电子层数依次增加，电子间排斥作用的影响大于核对外层电子的吸引作用的影响。

(3)过渡元素

① 规律：同一周期自左至右逐渐减小，但变化幅度不大。

② 原因：增加的电子都分布在( n － 1)d

轨道上，电子间的排斥作用与核对电子的吸引作用大致相当。

二、微粒半径大小的比较方法

1．影响微粒半径的因素主要是核电荷数和电子层数。同周期中，核电荷数越大，半径越小；同主族

中，电子层数越多，半径越大。

2．阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如 r(Na＋)＜r(Na)，r(S)＜r(S2

－)。

3．电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。

4．不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如 r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)，r(Cu＋)＞r(Cu2＋)。

三、电离能及其意义

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 －

。

2．电离能的分类

M(g)M＋(g)

3．电离能的意义

电离能越小，该气态原子越容易失去电子；

电离能越大，该气态原子越难失去电子。

四、元素第一电离能的变化规律

1．第一电离能－原子序数图

2．元素第一电离能的变化规律

同周期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，第一电离能总体呈现从小到大的变化趋势

同主族从上到下第一电离能逐渐减小

3．影响因素

五、电离能的应用

1．根据电离能数据，确定元素核外电子的排布。如Li：I1≤I2＜I3，表明 Li 原子核外的三个电子排布在

两个电子层上(K、L电子层)，且最外层上只有一个电子。

2．根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。如K：I1≤I2＜I3，表明 K原子易失去一个电子形

成＋1价阳离子。

3．判断元素的金属性、非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。

【小试牛刀】

1．同周期元素中第Ⅶ A族元素的第一电离能最大( )

2．主族元素的原子形成简单离子时的化合价的绝对值都等于它的族序数( )

3．第Ⅰ A、Ⅱ A族元素的原子半径越大，元素的第一电离能越大( )

4．同一主族自上而下，元素的第一电离能逐渐减小( )

5．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠( )

6．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大( )

7．最外层电子排布式为 ns2np6(当只有 K层时为 1s2)的原子，第一电离能较大( )

8．对于同一元素而言，原子的电离能 I1<I2<I3<……( )

9．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠( )

10．最外层电子排布为 ns2np6(若只有 K层时为 1s2)的原子，第一电离能较大( )

11．C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是 N＞O＞F＞C( )

12．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( )

13．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据( )

14．在① P、S；② Mg、Ca；③ Al、Si 三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数和为

41( )

15．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为

738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……，当它与氯气反应时生成的阳离子是 X2+( )

考点一核外电子排布与原子半径

【例 1】下列各组元素中，原子半径依次增大的是(　　)

A．Li　K　Rb B．I　Br　Cl

C．O　Na　S D．Al　Si　P

【答案】A

【解析】A项，原子半径依次增大，A对；B项，原子半径依次减小，B错；C项，O半径最小，Na

半径最大，C错；D项，原子半径依次减小，D错。

【例 2】具有下列核外电子排布式的原子，其半径最大的是 (　　)

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