《电离能及其变化规律》 教学设计

课题：《学困生学习习惯的培养》                     设计者:周永锋

本节课所解决的问题

·         能够集中精神，排除干扰。

·         不依赖他人，独立完成学习任务。

·         爱动脑筋，爱观察，爱提问。

·         要学会竞争与合作。在学习中，既要善于竞争，又要善于合作。

一、教材分析

地位和作用：元素第一电离能是元素的一个重要性质，教材将其纳入《元素性质的递变规律》，使得元素的性质的知识学习更加完整。

本单元的知识内容是《化学2》专题1 第一单元 核外电子排布与周期律的深化和拓展。电离能、电负性是元素的重要性质，也是学习化学键、离子键和共价键的基础。

二、 目标分析

1. 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；

2. 认识主族元素电离能的变化规律；

3. 体会原子结构与元素周期性的关系。

三、教学重点难点

重点：第一电离能的递变性

难点：从电子构型的角度解释第一电离能的递变规律及特殊性

四、教学方法

1、  以思维为核心，开展问题探究：通过分析数据图表，引导学生开展积极的思维活动培养学生科学推理能力。

2、以学生为主体，诱导——启发式相结合教学，促进知识内化。

五、教学过程

1、知识衔接，引入新课

〔教师活动〕请写出第3周期及A族元素原子的价电子排布，请根据写出的价电子排布分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律？

〔学生活动〕同周期从左到右逐渐减小，同主族从上到下逐渐增大。

〔教师活动〕我们之前学习的都是定性的分析电子得失能力的强弱，在生产和实践中往往是不够的，为此人们用电离能，电负性来定量的衡量和比较原子得失电子的强弱。引入今天新的内容----电离能。

给出概念：气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需最低能量。

M₍g₎-e^-→M⁺₍g₎     符号I₁   单位KJ•mol^-1

指出注意点。

2、  自主梳理

学案提前发到学生的手中，自主梳理这一部分学生自主完成。通过自主梳理同学们能够明了本节课所学内容，以及能够清楚自己那些能懂那些知识点需要老师进一步的指点。培养他们自主学习的习惯。

3、  创设情境，探究新知

〔问题探究〕元素的第一电离能与原子失电子能力有何关系？

结论：第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，元素的金属性越强；

      第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子，元素的金属性越弱。

指出：I₁意义：衡量元素金属性强弱 。

〔教师活动〕给出随原子序数递增1——36号元素第一电离能的变化图。

〔问题探究〕元素的第一电离能有什么变化规律呢？

〔学生活动〕观察分析，小组讨论得出结论：同周期从左到右有增大趋势，同主族从上到下逐渐减小。〔过渡〕为什么有这样的递变规律？引导学生从原子结构的角度分析。

4、分解难点，深化认识

〔讨论〕总体上金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，为什么？

〔提示〕从最外层电子数入手。

〔解释〕金属元素最外层电子数较少，原子半径较大，较易失一个电子，因此第一电离能较小。非金属元素最外层电子数较多，原子半径较小，较难失一个电子，因此第一电离能较大。稀有气体最外层电子2个或8个，达稳定结构，难以失电子，第一电离能大。

〔讨论〕同周期从左到右第一电离能有增大趋势，为什么

〔提示〕从原子结构的角度入手。

〔解释〕同周期元素从左到右，随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增大，原子失电子能力逐渐减小，第一电离能有逐渐增大的趋势。

〔讨论〕同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，为什么？

〔提示〕从原子结构的角度入手。

〔解释〕同一主族元素从上到下，随核电荷数增大，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐渐减小，原子失电子能力逐渐增大，第一电离能逐渐减小。

〔讨论〕同周期第一电离能最大的是稀有气体元素，最小的是碱金属元素，为什么

〔提示〕从核外电子排布的角度入手。

〔解释〕碱金属元素核外电子排布为 ns1，同周期中（除稀有气体外）原子半径最大，易失去一个电子，形成稳定结构，因此第一电离能在同周期中最小。稀有气体最外层电子排布为ns²np⁶，已达稳定结构，难以失电子，因此第一电离能在同周期中最大。

〔学生活动〕归纳总结：第一电离能随原子序数递增呈周期性递变。

〔教师活动〕仔细观察第3周期各元素的第一电离能变化趋势，你发现反常现象了吗？可能的原因是什么？ 写出相应元素的电子排布式进行分析。

〔教师活动〕引导学生从电子构型的角度分析原因。

镁的特征电子排布分别为1s22s²2p63s²   处于全空的结构，原子能量较低，相对稳定，因此第一电离能比后一元素大。

〔教师活动〕再指导学生观察第一电离能变化图，同一周期中还有哪些元素有反常现象？

〔学生活动〕得出结论：P

〔教师活动〕追问原因。

〔学生活动〕P的电子排布分别为1s² 2s²2p⁶3s²2p³, 处于半满的结构相对稳定结构。

〔教师活动〕归纳出影响第一电离能的因素。（1）原子核对核外电子的吸引（2）原子达到稳定结构的倾向

5、拓展视野，发展认识

〔问题探究〕

元素电离能	Na	Mg	Al
I1	496	738	577
I2	4562	1451	1817
I3	6912	7733	2745
I4	9540	10540	11578

[思考] 1。同一元素逐级电离能大小关系是什么？

2。数据的突跃变化说明了什么？          

3。由数据推断钠、镁、铝的常见化合价分别是多少？推断理由是什么？

〔解释〕从表中数据可知钠元素的第二电离能远大于第一电离能，因此钠容易失去第一个电子而不易失去第二个电子；即Na易形成Na +而不易形成Na 2+  。而Mg的第一第二电离能相差不大，第三电离能远大于第二电离能，因此镁易形成+2价镁离子。

6、首尾呼应，总结内化

〔总结〕随原子序数递增，第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右有增大趋势，同主族从上到下逐渐减小。第一电离能的递变又导致元素金属性周期性变化。第一电离能的周期性变化是由于原子结构周期性变化的结果。

7、随堂达标，夯实基础

[基础巩固]必做题

1. 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w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

D. 钾的第一电离能比镁的第一电离能大

2. 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. ns²np ²        C. ns²np³     D. ns²np⁴

3. 下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是（   ）

A. K 、Na 、Li    B. Al、 Mg、 Na   C. N、O、C   D. Cl、 S、P

4．电离能是元素的一种重要性质，下列有关其说法中正确的是                       (    )

A．第一电离能是原子失去核外第一个电子需要的能量

B．在元素周期表中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大

C．可通过各级电离能的数值，判断元素可能的化合价

D．第一电离能越大的原子，越容易失电子

 [能力提升]选做题

5．已知某原子的各级电离能数值如下：I₁=577 kJ·mol^－1，I₂=1817 kJ·mol^－1，

I₃=2745 kJ·mol^－1，I₄=11578 kJ·mol^－1，则该元素的化合价为                       (    )

A．+1价                  B．+2价                   C．+3价                   D．+4价