【人教版】2017-2018学年高中化学选修3教案（21份打包，Word版）
人教版高中化学选修三教案-1.1 原子结构 第一课时.doc
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人教版高中化学选修三教案-1.2 原子结构与元素的性质 第二课时.doc
人教版高中化学选修三教案-1.2 原子结构与元素的性质 第三课时.doc
人教版高中化学选修三教案-1.2 原子结构与元素的性质 第一课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.1 共价键 第二课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.1 共价键 第一课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.2 分子的立体构型 第二课时.doc
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人教版高中化学选修三教案-2.2 分子的立体构型 第一课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.3 分子的性质 第二课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.3 分子的性质 第三课时.doc
人教版高中化学选修三教案-2.3 分子的性质 第一课时.doc
人教版高中化学选修三教案-3.1 晶体的常识.doc
人教版高中化学选修三教案-3.2 分子晶体与原子晶体 第二课时.doc
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人教版高中化学选修三教案-3.3 金属晶体 第二课时1.doc
人教版高中化学选修三教案-3.3 金属晶体 第三课时1.doc
人教版高中化学选修三教案-3.3 金属晶体 第一课时1.doc
人教版高中化学选修三教案-3.4 离子晶体 第二课时1.doc
人教版高中化学选修三教案-3.4 离子晶体 第一课时1.doc
　　教    案
　　课题：第一节　原子结构（3） 授课班级
　　课  时
　　教
　　学
　　目
　　的 知识
　　与
　　技能 1、了解原子核外电子的运动规律，了解电子云的概念
　　2、了解原子轨道图及每个能级中的轨道分布情况和最大容纳电子数
　　3、掌握泡利原理、洪特规则
　　过程
　　与
　　方法 复习和沿伸、进一步认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理
　　情感
　　态度
　　价值观 充分认识原子电子排布遵循的原则，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
　　重 点 泡利原理、洪特规则
　　难 点 泡利原理、洪特规则
　　知
　　识
　　结
　　构
　　与
　　板
　　书
　　设
　　计 五、电子云和原子轨道：
　　1、电子云
　　(1)电子运动的特点：①质量极小  ②运动空间极小  ③极高速运动。
　　2、原子轨道
　　s电子轨道都是球形；P原子轨道是纺锤形分别以px、py、pz为符号。D原子轨道是花瓣形的。
　　3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。
　　4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。
　　5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
　　教学过程
　　教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
　　[设问]原子核外电子是如何运动的呢？
　　[讲]20世纪处，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系，提出了原子的行星模型。认为核外电子象行星绕太阳那样绕原子核运动。1916年玻尔因此获得诺贝尔物理奖。然而，在后来的十年间，玻尔建立的行星模型被量子理论学彻底否定了。
　　［引入］电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？
　　［板书］五、电子云和原子轨道：
　　1、电子云
　　(1)电子运动的特点：①质量极小  ②运动空间极小  ③极高速运动。
　　［讲］因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。
　　[投影] 多媒体，体会概率图
　　[讲]概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。
　　［板书］2、原子轨道
　　［讲］s电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s电子比1s电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s大，因而2s电子云必然比1s电子云更扩散。
　　［投影］
　　［讲］p的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
　　［投影］        
　　［投影］
　　[板书] s电子轨道都是球形；P原子轨道是纺锤形分别以px、py、pz为符号。D原子轨道是花瓣形的。
　　［讲］量子力学告诉我们：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道.而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。用□或○代表一个原子轨道，可用箭头表示一个电子，这样的式子称为轨道表示式或电子排布图。
　　［板书］3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。
　　[思考] 推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。
　　［讲］对于基态原子来说(洪特规则的使用前提)，在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中，另外2个电子填入第二层的2s轨道中，剩余2个电子排布在2个p轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子集中在一个p轨道，自旋方向相反。
　　［板书］4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。
　　[科学探究]下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。
　　由图总结：1、每个原子轨道里最多只能容纳几个电子？
　　2、当电子排面在同一能级时，有什么规律？
　　［小结］每个原子轨道里最多容纳2个电子。当电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同的轨道而且自旋方向相同
　　[思考与交流]写出24号、29号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理?
　　［投影］
　　［板书］5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
　　［小结］核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则．能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低．洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同．后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充．
　　［随堂练习］
　　1．基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（   ）
　　A            B                C              D
　　2、已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（   ）
　　A        B               C               D
　　分析  由构造原理可知E(4s)＜E(3d)，而选项A、B中 E(3d)＜E(4s)。洪特规则指出：“电子排布在同一能级的不同轨道时优单独占据一个轨道，且自旋方向相同”而选项A中未单独占据一个轨道，选项C 中虽然单独占据一个轨道但自旋方向不相同。根据泡利原理：“1个原子轨道里最多可容纳2个自旋方向相反的电子”而选项B中的s轨道的自旋方向相同。
　　答案  D
　　教    案
　　课题：第一章 第一节　原子结构（1） 授课班级
　　课  时 1
　　教
　　学
　　目
　　的 知识
　　与
　　技能 1、进一步认识原子核外电子的分层排布                           
　　2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系
　　3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系
　　4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义
　　5、识记常见元素（1～36号）
　　过程
　　与
　　方法 复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。
　　情感
　　态度
　　价值观 充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程
　　重 点 原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系
　　难 点 能用符号表示原子核外的不同能级
　　知
　　识
　　结
　　构
　　与
　　板
　　书
　　设
　　计 第一节 原子结构
　　一、开天辟地—原子的诞生
　　1、 氢元素宇宙中最丰富的元素 
　　2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
　　二、能层与能级
　　教学过程
　　教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
　　［阅读引言］思考并讨论：
　　1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？
　　2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。
　　［讨论归纳］
　　［识图］读第一章章图
　　[讲] 人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型
　　1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。
　　2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子说；物质由原子组成，且原子为实心球体，不能用物理方法分割；同种分子的质量和性质相同
　　3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性，原子是可以再分的
　　4、卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。
　　5、波尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动
　　6、原子结构的量子力学模型（电子云模型）：现代原子结构学说：现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。
　　[问]宇宙什么是时候诞生的？我们的地球从那里来？
　　[板书]第一节 原子结构
　　一、开天辟地—原子的诞生
　　[投影]宇宙大爆炸图片：
　　[讲]1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。
　　[问]有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？
　　[讲]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
　　[强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。
　　[板书]1、 氢元素宇宙中最丰富的元素 
　　2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
　　[阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。
　　[复习] 必修中学习的原子核外电子排布规律：
　　［投影］ 核外电子排布的排布规律
　　(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。
　　(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
　　(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。   
　　说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子
　　[思考]这些规律是如何归纳出来的呢？
　　［板书］二、能层与能级
　　［讲］由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：
　　［投影］        第一、二、三、 四、五、六、七……能层
　　符号表示 K、  L、 M、 N、 O、 P、 Q……
　　能量由低到高
　　［讲］例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：
　　［投影］
　　能 层       一  二  三   四   五  六  七……
　　符 号       K   L   M   N   O   P   Q……
　　最多电子数   2   8    18  32   50……
　　即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)
　　［讲］但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。
　　［投影］能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：
　　能 层    K       L        M         N           O  ……
　　能 级   1s     2s 2p    3s 3p 3d      4s 4p 4d 4f       ……
　　最多电子数 2     2 6     2 6 10   2 6 10 14       ……
　　各能层电子数2    8       18        32       50  ……
　　[讲]在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……。
　　任一能层的能级总是先从s 能级开始，且该能层的能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，即能级数=能层序数。s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍
　　［学与问］英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？
　　［归纳］s能级：最多容纳2个电子；p能级：最多容纳6个电子；
　　d能级：最多容纳10个电子；f能级：最多容纳14个电子；
　　相同
　　［思考与交流］第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法
　　第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5， 2n2=50
　　第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，所能容纳的最多电子数为50
　　［小结］对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。
　　各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：
　　能   层(n) 一 二 三 四 五 六 七
　　符     号 K L M N O P Q
　　能   级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … ……
　　最    多
　　电 子 数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … ……
　　2 8 18 32 …… 2n2
　　［随堂练习］
　　1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。下列说法正确的是 (      )
　　A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程
　　B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的
　　C“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测
　　D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论
　　2．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是    （      ）
　　A．宇宙原子总数的88.6％是氢      
　　B．地球上的元素绝大多数是金属
　　C．普鲁特“氢是元素之母”的预言  
　　D．宇宙中存在少量稀有气体分子
　　3、以下能级符号正确的是                   （      ）
　　A  6s         B  2d          C  3f            D  7p
　　教    案
　　课题：第二节　原子结构与元素的性质（2） 授课班级
　　课  时
　　教
　　学
　　目
　　的 知识
　　与
　　技能 1、掌握原子半径的变化规律
　　2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质
　　3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系
　　4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系
　　5、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值
　　过程
　　与
　　方法
　　情感
　　态度
　　价值观
　　重 点 电离能得定义及与原子结构之间的关系
　　难 点 电离能得定义及与原子结构之间的关系
　　知
　　识
　　结
　　构
　　与
　　板
　　书
　　设
　　计 二、元素周期律
　　1、原子半径
　　2、电离能
　　（1）定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能.
　　①常用符号I表示，单位为KJ•mol－1
　　②意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。
　　（2）元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去1个电子，生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能，常用符号I1表示。
　　(5) 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
　　②根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。
　　③判断元素的金属性、非金属性强弱
　　教学过程
　　教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
　　［引入］我们知道元素性质是由元素原子结构决定的，那具体影响哪些性质呢？
　　［讲］元素的性质指元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价、原子半径、元素的第一电离能和电负性。
　　［学与问］元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化规律是什么？
　　［投影小结］同周期主族元素从左到右，元素最高化合价和最低化合价逐渐升高，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
　　［讲］元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，称为元素周期律。元素周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。
　　［板书］二、元素周期律
　　1、原子半径
　　［投影］观察图1—20分析：
　　［学与问］1．元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？
　　2．元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？
　　［小结］同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。其主要原因是由于核电荷数的增加使核对电子的引力增加而带来原子半径减小的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来原子半径增大的趋势。
　　同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。其主要原因是由于电子能层增加，电子间的斥力使原子的半径增大。
　　［讲］原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个是核电荷数。显然电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，所以同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。而当电子能层相同时，核电荷数越大，核对电子的吸引力也越大，将使原子半径缩小，所以同周期元素，从左往右，原子半径逐渐减小。
　　［问］那么，粒子半径大小的比较有什么规律呢？
　　［投影小结］1、原子半径大小比较：电子层数越多，其原子半径越大。当电子层数相同时，随着核电荷数增加，原子半径逐渐减小。最外层电子数目相同的原子，原子半径随核电荷数的增大而增大
　　2、核外电子排布相同的离子，随核电荷数的增大，半径减小。
　　3、同种元素的不同粒子半径关系为：阳离子<原子<阴离子，并且价态越高的粒子半径越小。
　　［过渡］那么，什么叫电离能呢，电离能与元素的金属性间有什么样的关系呢？
　　［板书］2、电离能
　　（1）定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能.
　　①常用符号I表示，单位为KJ•mol－1
　　②意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。
　　［讲］原子为基态原子，保证失去电子时消耗能量最低。电离能用来表示原子或分子失去电子的难易程度。电离能越大，表示原子或离子越难失电子；电离能越小，表示原子或离子易失电子，
　　［点击试题］已知Na元素的I1=496 KJ•mol-1,则Na (g) -e- →Na +(g) 时所需最低能量为                     .
　　［板书］（2）元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去1个电子，生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能，常用符号I1表示。
　　［讲］气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。
　　［投影］
　　［问］读图l—21。碱金属原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢?
　　［讲］从图l—2l可见，每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一个元素(稀有气体)的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一电离能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能也依次下降)。
　　［学与问］1、金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系?
　　［讲］第一电离能越小，越易失去电子，金属的活泼性就越强。因此碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。
　　［讲］同周期元素：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。短周期元素的这种递变更为明显，这是同周期元素原子电子层数相同，但随着核电荷数增大和原子半径减小，核对外层电子的有效吸引作用依次增强的必然结果。
　　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电子。这是因为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。过渡元素的第一电离能的变化不太规则，随元素原子序数的增加从左到右略有增加。这是因为对这些元素的原子来说，增加的电子大部分排布在(n-1)d轨道上，核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。
　　［板书］(3)电离能的变化规律：
　　同周期元素：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。
　　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电子。
　　［讲］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
　　［思考与交流］ Be的第一电离能大于B，N的第一电离能大于O，Mg的第一电离能大于Al，Zn的第一电离能大于Ga？
　　Be有价电子排布为2s2，是全充满结构，比较稳定，而B的价电子排布为2s22p1，、比Be不稳定，因此失去第一个电子B比Be容易，第一电离能小
　　［讲］但值得我们注意的是：元素第一电离能的周期性变化规律中的一些反常：同一周期，随元素核电荷数的增加，元素第一电离能呈增大的趋势。主族元素：左-右：第一电离能依次明显增大（但其中有些曲折）。反常的原因：多数与全空（p0、d0）、全满（p6、d10）和半满（p3、d5）构型是比较稳定的构型有关。当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半充满和全充满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。故磷的第一电离能比硫的大，Mg的第一电离能比Al的第一电离能大。
　　［讲］在同周期元素中，稀有气体的第一电离能最大。金属越活泼，金属元素的第一电离能越小，非金属越活泼，非金属元素的第一电离能越大。
　　［点击试题］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值的变化特点是          。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，随原子序数的增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象，试预测下列关系中正确的是     （填写编号）。
　　①E（砷）＞E（硒） ②E（砷）＜E（硒）
　　③E（溴）＞E（硒） ④E（溴）＞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）同主族元素最外层电子数相同，随着原子核电荷数逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，所以失去最外层电子所需能量逐渐减小。
　　（2）根据图像可知，同周期元素E（氮）＞E（氧），E（磷）＞E（硫），E值出现反常现象。故可推知第四周期E（砷）＞E（硒）。但ⅥA族元素和ⅦA族元素的E值未出现反常。所以E（溴）＞E（硒）。此处应填①、③。
　　（3）1mol 气态Ca原子失去最外层一个电子比同周期元素钾要难，比同主族元素Mg要容易，故其E值应在419～738之间。
　　（4）10号元素是Ne，它的原子最外层已经成为8电子稳定结构，故其E值较大。
　　答案：（1）随着原子序数的增大，E值变小　周期性。（2）①、③（3）419、438或填E（钾）、E（镁）（4）10号元素是氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8个电子稳定结构。
　　［学与问］2、下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。为什么原子的逐级电离能越来越大?这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系?
　　［讲］气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(用I1表示)，从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需消耗的能量叫做第二电离能(用I2表示)，依次类推，可得到I3、I4、I5……同一种元素的逐级电离能的大小关系：I1<I2<I3<I4<I5……即一个原子的逐级电离能是逐渐增大的。这是因为随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多。
　　Na的I1，比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成+1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成十2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以A1容易失去三个电子形成+3价离子。而电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。
　　［板书］（4）第二电离能；由+1价气态阳离子再失去1个电子形成+2价气态阳离子所需要的能量称为第二电离能，常用符号I2表示，依次还有第三、第四电离能等。
　　［讲］通常，原子的第二电离能高于第一电离能，第三电离能又高于第二电离能。这是因为元素的原子失去电子后，原子核对核外电子的作用增加，再失去电子消耗能量增加，失电子变得困难。
　　［讲］根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子越容易失去电子；反之，电离能越大，表明在气态时该原子越难失去电子。因此，运用电离能数值可以判断金属原子在气态时失电子的难易程度。
　　［板书］(5) 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
　　［讲］如Li I1<<I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上，且最外层上只有一个电子
　　［板书］○2根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。
　　［讲］如K元素 I1<<I2<I3，表明K原子易失去一个电子形成+1价阳离子。一般来讲，在电离能较低时，原子失去电子形成阳离子的价态为该元素的常见的价态。如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 在第三电离发生突变，故Mg的化合价为+2、
　　［板书］○3判断元素的金属性、非金属性强弱
　　［讲］I1越大，元素的非金属性越强，I1越小，元素的金属性越强。
　　［讲］需要我们注意的是，金属活动性表示的是在水溶液中金属单质中的原子失去电子的能力，而电离能是指金属元素在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，二者对应条件不同，所以排列顺序不完全一致。
　　［过］电离能主要针对的是金属，对于非金属我们通常用与其相对应的电子亲和能，下面让我们来简单了解一下电子亲和能
　　［知识拓展］元素的电子亲和能
　　1、电子亲和能：元素的一个气态原子获得1个电子成为气态阴离子时所放出的能量称为第一电子亲和能
　　2、电子亲和能的符号和单位：E  单位为KJ•mol－1
　　3、电子亲和能的意义：电子亲和能的大小反映了气态原子获得电子成为气态阴离子的难易程度。电子亲和能大，该元素的原子就容易与电子结合
　　4、影响因素： 电子亲和能的大小 取决于原子核对外层电子的吸引以及电子和电子间的排斥这两个相反的因素。随着原子半径的减小，原子核对核外电子吸引作用增强，电子亲和能增大。但是，如果原子半径减小的程度使核外电子的密度增加很大，电子之间的排斥作用增加，则可能使电子亲和能减小，电子亲和能无论是在同周期还是同主族都没有简单的变化规律。
　　［随堂练习］
　　1、某元素的电离能(电子伏特)如下：
　　I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
　　14.5 29.6 47.4 77.5 97.9 551.9 666.8
　　此元素位于元素周期表的族数是
　　A. IA    B. ⅡA    C. ⅢA   D、ⅣA  E、ⅥA  F、ⅤA    G、 ⅦA
　　2.下列说法正确的是（   ）
　　A.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
　　B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大
　　C.在所有元素中，氟的电离能最大
　　D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大
　　解析：考查元素第一电离能的变化规律，一般同周期从左到右第一电离能逐渐增大，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体最大故A正确C不正确；但有反常，第ⅢA和VA族元素比同周期相邻两种元素第一电离能都低。同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小。，由于核外价电子排布镁为3S2，Al为3S23P1，故Al的第一电离能小于Mg的，所以B错误；根据同主族同周期规律可以推测：第一电离能K<Ca<Mg，所以D错误。答案：A
　　3、下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是（   ） 
　　A、ns2np1      B、ns2np2        C、ns2np3     D、ns2np4
　　解析：当原子轨道处于全满、半满时，具有的能量较低，原子比较稳定，电离能较大。答案：C
　　4.能够证明电子在核外是分层排布的事实是（   ）
　　A、电负性     B、电离能     C、电子亲和能    D、电势能
　　解析：各级电离能逐级增大，I1，I2，I3。。。。。外层电子只有一个电子的碱金属元素很容易失去一个电子变为＋1价阳离子，而达到稳定结构，I1较小，但再失去一个电子变为＋2价阳离子却非常困难。即I2突跃式升高，即I2》I1，又如外层只有两个的Mg、Ca等碱土金属元素，I1和I2差别较小，但失去2个电子达到稳定结构后，在失去电子变为＋3价阳离子却非常困难，即I3突跃式变大，I3》I2>I1，因此说电离能是核外电子分层排布的实验佐证。答案：B
　　5、下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素
　　（1）下列       （填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。
　　①a、c、h  ②b、g、k   ③c、h、l   ④d、e、f
　　（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响。
　　原子核失去核外不同电子所需的能量（KJ•mol-1）
　　锂 X Y
　　失去第一个电子 519 502 580
　　失去第二个电子 7 296 4 570 1 820
　　失去第三个电子 11 799 6 920 2 750
　　失去第四个电子 9 550 11 600
　　①通过上述信息和表中的数据分析，为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量                     。
　　②表中X可能为13种元素中的        （填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式  　　　　　  。
　　③Y是周期表中       族的元素的增加，I1逐渐增大。
　　④以上13种元素中，      （填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
　　解析：（1）从所给元素在周期表中的位置不难知道a、c、d、f分别为Na、Mg、Sr和Al，e处于过渡元素区也一定为金属，它们都是电的良导体；h为碳元素，其单质中的石墨也是电的良导体，故应选①、④两组。
　　（2）①锂原子核外共有3个电子，其中两个在K层，1个在L层，当失去最外层的一个电子后，锂离子达到稳定结构，根据题给信息可知，锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量。②由表中数据可知：X失去第二个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量（9倍多），而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层。结合所给的周期表知，X应为a，即钠元素，和j即氧元素所形成的化合物化学式分别为：Na2O和 Na2O2。③由表中所给Y的数据可知，Y失去第一、二、三个电子所需能量差别不大，而失去第四个电子所需能量远大于失去第三个电子所需的能量，因此，Y元素的最外层有3个电子，即为第ⅢA族的元素Al。④从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13种元素中，处于零族的m元素已达8e-稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多。
　　答案：（1）①④   （2）①Li原子失去1个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难    ②a；Na2O 或Na2O2     ③ⅢA     ④  m