第一章 第二節(jié) 第2課時(shí)

1、第2課時(shí)元素周期律(一)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.能描述電離能的含義。2.熟知元素原子半徑及元素第一電離能的周期性變化。3.能熟練比較微粒半徑大小，能用電離能說明元素的某些性質(zhì)。一、微粒半徑的大小比較1.比較判斷下列各組微粒半徑的大小，并說明原因。(1)Ba>Sr，同族元素，電子的能層數(shù)越多，半徑越大。(2)Ca>Sc，同周期元素，電荷數(shù)越大，半徑越小。(3)S2>S，同一元素，電子數(shù)越多，半徑越大。(4)Na>Al3，具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小。(5)Pb2>Sn2，同族元素的離子，所帶電荷相同，電子層數(shù)越多，半徑越大。(6)Fe2>Fe3，

2、同一元素的離子，電子數(shù)越少，正電荷數(shù)越高，半徑越小。2.微粒半徑大小的判斷方法規(guī)律。(1)同周期元素的原子半徑、最高價(jià)陽離子半徑、最低價(jià)陰離子半徑：隨著核電荷數(shù)增多，都依次減小(稀有氣體除外)。(2)同主族元素的原子半徑、相同價(jià)態(tài)陽離子半徑和陰離子半徑：隨著核電荷數(shù)增多，都依次增大。(3)核外電子排布(即電子層結(jié)構(gòu))相同的離子半徑：隨核電荷數(shù)增多，半徑依次減小。(4)同種元素形成的粒子半徑：陽離子<中性原子<陰離子，且陽離子價(jià)態(tài)越高，半徑越小。如：Fe3<Fe2<Fe，Cl<Cl，H<H<H。(5)核電荷數(shù)和電子數(shù)都不同的粒子，一般要找參考物。如比較A

3、l3和S2，可找出與Al3電子數(shù)相同，與S2同一主族的元素O2來比較，因?yàn)锳l3<O2，且O2<S2，故Al3<S2。 “三看”比較微粒半徑的大小“一看”電子的能層數(shù)：當(dāng)電子的能層數(shù)不同時(shí)，能層數(shù)越多，半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù)：當(dāng)電子的能層數(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)電子的能層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。例1下列原子半徑大小順序正確的是()1s22s22p31s22s22p63s23p31s22s22p51s22s22p63s23p2A. B.C. D.【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】原子半徑的大小與比較答案D解析由核外電

4、子排布式可知，、四種元素分別是N、P、F、Si，結(jié)合原子半徑的遞變規(guī)律可知，大小順序?yàn)?。?下列化合物中陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是()A.LiI B.NaBrC.KCl D.CsF【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】離子半徑的大小與比較答案A解析堿金屬離子半徑：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Cs)，鹵素離子半徑：r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I)，顯然，陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是LiI。二、元素的電離能1.元素第一電離能的概念與意義(1)概念：第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第

5、一電離能，符號(hào)：I1。逐級(jí)電離能：氣態(tài)基態(tài)一價(jià)正離子再失去一個(gè)電子成為氣態(tài)基態(tài)二價(jià)正離子所需的最低能量叫做第二電離能，第三電離能和第四、第五電離能依此類推。由于原子失去電子形成離子后，若再失去電子會(huì)更加困難，因此同一原子的各級(jí)電離能之間存在如下關(guān)系：I1<I2<I3(2)意義：可以衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個(gè)電子。2.元素第一電離能變化規(guī)律(1)第一電離能的變化趨勢如下圖所示：(2)觀察分析上圖，總結(jié)元素第一電離能的變化規(guī)律對(duì)同一周期的元素而言，從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的

6、變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。同主族元素，自上而下第一電離能逐漸減小，表明自上而下原子越來越易失去電子。具有全充滿、半充滿及全空的電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值較大。如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。3.電離能的應(yīng)用(1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素原子核外電子的排布及元素的化合價(jià)。如Li：I1I2<I3，表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層上(K、L能層)，且最外層上只有一個(gè)電子，易失去一個(gè)電子形成1價(jià)陽離子。(2)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱：I1越大，元素的非金屬性越強(qiáng)；I1越小，元素的金屬性越強(qiáng)。

7、電離能的變化規(guī)律(1)電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的電子構(gòu)型。(2)第一電離能的變化規(guī)律例3下列有關(guān)電離能的說法，正確的是()A.第一電離能越大的原子失電子的能力越強(qiáng)B.第一電離能是元素的原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量C.同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來越大D.可通過一種元素各級(jí)電離能的數(shù)值，判斷元素可能的化合價(jià)【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】元素第一電離能的概念及遞變規(guī)律答案D解析第一電離能是氣態(tài)電中性原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量；元素原子的第一電離能越大，表示該元素的原子越難失去電子；從總的變化趨勢上看，同一周期中元素的第一電離能從左到右逐漸增大

8、，但有反常，如I1(N)>I1(O)。例4元素X的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/kJ·mol15781 8172 74511 57814 83118 378則元素X的常見價(jià)態(tài)是()A.1 B.2 C.3 D.6答案C解析對(duì)比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3數(shù)值相對(duì)較小，至I4數(shù)值突然增大，說明元素X的原子中，有3個(gè)電子容易失去，因此，該元素的常見化合價(jià)為3。方法規(guī)律元素的各級(jí)電離能逐漸增大并且會(huì)有突躍，一般第一次突躍前的電離能所對(duì)應(yīng)的電子是最外層電子，對(duì)于金屬元素來說，該類電子的個(gè)數(shù)就是該元素的最高正化合價(jià)。1.微粒半徑大小是電子的能層數(shù)和核電荷數(shù)共同作用

9、的結(jié)果，電子的能層數(shù)增多，使微粒半徑增大，核電荷數(shù)增多，微粒半徑減小。2.元素的第一電離能的大小反映了原子失去電子的難易程度。一般情況下，第一電離能越小，越易失電子，金屬性越強(qiáng)，非金屬性越弱；第一電離能越大，越難失電子，金屬性越弱，非金屬性越強(qiáng)(提醒：元素為全充滿、半充滿及全空電子構(gòu)型的具有特殊性)。1.第三周期元素中，微粒半徑最小的是()A.Al3 B.Na C.S2 D.Cl【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】離子半徑的大小與比較答案A解析A、B、C、D中的微粒結(jié)構(gòu)示意圖分別為、，顯然C、D的半徑大于A、B，A、B兩項(xiàng)電子層數(shù)相同，由于核電荷數(shù)A大于B，所以A的半徑最小。2.下列原子半徑最

10、大的是()A.1s22s22p3 B.1s22s22p63s23p4C.1s22s22p5 D.1s22s22p63s23p5答案B解析由核外電子排布式可知， A、B、C、D四種元素分別是N、S、F、Cl，結(jié)合原子半徑的遞變規(guī)律可知，S原子半徑最大?！究键c(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】原子半徑的大小與比較3.下列四種粒子中，半徑按由大到小排列順序正確的是()基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖：基態(tài)Y的價(jià)電子排布式：3s23p5基態(tài)Z2的電子排布圖：W基態(tài)原子有2個(gè)能層，電子式為A.>>> B.>>>C.>>> D.>>>【考點(diǎn)】微粒半

11、徑的大小與比較【題點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較的綜合答案C解析由題意可知：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)，故C項(xiàng)正確。4.下列敘述正確的是()A.通常，同周期元素中第A族元素的第一電離能最大B.在同一主族中，自上而下元素的第一電離能逐漸減小C.第A、A族元素的原子，其原子半徑越大，第一電離能越大D.主族元素的原子形成單原子離子時(shí)的最高化合價(jià)數(shù)都和它的族序數(shù)相等【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】元素第一電離能的概念及遞變規(guī)律答案B解析通常，同周期元素中堿金屬元素第一電離能最小，稀有氣體元素最大，

12、故A錯(cuò)；同主族元素隨著原子序數(shù)的增加，原子半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，第一電離能逐漸減小，故B正確，C錯(cuò)；主族元素的原子形成單原子離子時(shí)的最高化合價(jià)數(shù)不一定和它的族序數(shù)相等，如F、O，故D錯(cuò)。5.已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol1。請(qǐng)根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯(cuò)誤的是 ()元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8002 70011 600A.元素X的常見化合價(jià)是1價(jià)B.元素Y是第A族元素C.元素X與氯形成化合物時(shí)，化學(xué)式可能是XClD.若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】逐級(jí)電離能的應(yīng)用答案D解析X為第A族元素

13、，Y為第A族元素；若元素Y處于第三周期，則Y為Al，Al不與冷水反應(yīng)。6.電離能是指由氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去電子需要的能量。從中性原子中移去第一個(gè)電子所需要的能量為第一電離能(I1)，移去第二個(gè)電子所需要的能量為第二電離能(I2)，依此類推。現(xiàn)有5種元素A、B、C、D、E，其中有三種金屬元素，一種稀有氣體元素，其I1I3分別如下表。元素I1/eVI2/eVI3/eVA13.023.940.0B4.331.947.8C5.747.471.8D7.715.180.3E21.641.165.2根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷其中的金屬元素是_，稀有氣體元素是_，最活潑的金屬是_，顯二價(jià)的金屬是_。答案BCDEBD解

14、析電離能是指由氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去電子需要的能量。電離能越小，說明該原子越易失去電子，金屬性越強(qiáng)；電離能越大，說明該原子越不易失去電子，非金屬性越強(qiáng)。表中B、C、D三種元素的第一電離能相對(duì)比較小，應(yīng)該屬于金屬元素；E元素的第一電離能最大，應(yīng)該屬于稀有氣體元素；B元素的第一電離能最小，應(yīng)該是所列的元素中最活潑的金屬元素；D元素第二電離能與第三電離能相差很大，說明D元素的原子很容易失去2個(gè)電子，應(yīng)該是顯二價(jià)的金屬元素。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一微粒半徑大小的比較與判斷1.(2019·定州中學(xué)期中)具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的為()A.1s22s22p63s1 B.1s22s22p63s2

15、3p64s1C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s23p64s2【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】原子半徑的大小與比較答案B解析由原子的電子排布式可以確定A是鈉元素、B是鉀元素、C是鎂元素、D是鈣元素，鉀元素在第四周期A族，半徑最大，B正確。2.下列離子半徑的大小順序正確的是()NaX2：1s22s22p63s23p6Y2： 2s22p6Z：3s23p6A. B.C. D.【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】離子半徑的大小與比較答案D解析由核外電子排布式可知， 、三種離子分別是S2 、O2、Cl，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則有，；電子層數(shù)越多，半徑越大，

16、則大小順序?yàn)椤?.下列關(guān)于粒子半徑大小關(guān)系的判斷不正確的是()r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I)r(Na)<r(Mg2)<r(Al3)<r(F)<r(O2)r(Fe2)<r(Fe3)<r(Fe)A. B.C. D.【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較的綜合答案C解析同主族元素的原子或離子半徑隨著電子層數(shù)增多，半徑依次增大，正確；具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而逐漸減小，r(Al3)<r(Mg2)<r

17、(Na) <r(F)<r(O2)，錯(cuò)誤；對(duì)于同一元素，陽離子半徑小于原子半徑，化合價(jià)越高半徑越小，錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于微粒半徑的說法正確的是()A.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.原子序數(shù)越大，原子半徑越大【考點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較【題點(diǎn)】微粒半徑的大小與比較的綜合答案C解析由于同周期主族元素原子半徑逐漸減小，故A族的原子半徑不一定比上一周期A族元素原子半徑大，如 r(Li)>r(S)>r(Cl)；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

18、；質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，陰離子半徑>原子半徑>陽離子半徑；同周期主族元素，原子序數(shù)增大，原子半徑減小。題組二元素的電離能及其變化規(guī)律5.下列各組原子中，第一電離能前者大于后者的是()A.S和P B.Mg和AlC.Na和Mg D.Ne和He【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】元素第一電離能的概念及遞變規(guī)律答案B解析S和P的價(jià)電子構(gòu)型分別為3s23p4和3s23p3，由于P原子p軌道處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，所以I1(S)I1(P)。Na、Mg和Al的價(jià)電子構(gòu)型分別為3s1、3s2、3s23p1，鎂原子s軌道處于全充滿狀態(tài)，故其第一電離能最大；D項(xiàng)中He與Ne同族，I1(He)I1(Ne)。

19、6.Li、Be、B原子失去一個(gè)電子，所需的能量相差并不大，但最難失去第二個(gè)電子的原子是()A.Li B.Be C.B D.相差不大【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】逐級(jí)電離能的應(yīng)用答案A解析Li、Be、B原子失去一個(gè)電子后的電子排布式分別為1s2、1s22s1、1s22s2，Li原子再失去一個(gè)電子時(shí)，將要失去第一電子層上的電子，失電子較難；而Be、B原子再失去一個(gè)電子時(shí)，失去同電子層上的電子，相對(duì)容易些，故Li失去第二個(gè)電子時(shí)要更難些。7.下列說法正確的是()A.第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C.在所有元素中，氟的第一電離能最大D.鉀的第一電離能比鎂的第一

20、電離能大【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】元素第一電離能的概念及遞變規(guī)律答案A解析同周期中堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體最大，故A正確，C不正確；由于Mg的價(jià)電子排布為3s2，而Al為3s23p1，故鋁的第一電離能小于Mg的，B不正確；D中鉀比鎂更易失電子，鉀的第一電離能小于鎂的，D不正確。8.下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是()A.鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強(qiáng)于鈉B.因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C.最外層電子排布為ns2np6(若只有K層時(shí)為1s2)的原子，第一電離能較大D.對(duì)于同一元素而言，原子的逐級(jí)電離能越來越大【考點(diǎn)】

21、元素的電離能【題點(diǎn)】元素第一電離能的概念及遞變規(guī)律答案B解析A項(xiàng)正確，鉀與鈉同主族，第一電離能越小，金屬性越強(qiáng)；B項(xiàng)錯(cuò)誤，在軌道處于全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)反常情況，如Be比B、Mg比Al、N比O、P比S的第一電離能都要大一些；C項(xiàng)正確，最外層電子排布為ns2np6的原子是稀有氣體元素的原子，本身已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能較大；D項(xiàng)正確，因?yàn)樵邮щ娮訋д姾?，電子越來越難失去，尤其是達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以后。9.下表列出了某短周期元素R的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2表示，單位為kJ·mol1)I1I2I3I4R7401 5007 70010 500下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是()A.R

22、的最高正價(jià)為3價(jià)B.R元素位于元素周期表中第A族C.R元素的原子最外層共有4個(gè)電子D.R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2【考點(diǎn)】元素的電離能【題點(diǎn)】逐級(jí)電離能的應(yīng)用答案B解析由表中數(shù)據(jù)I3I2知其最高正價(jià)為2價(jià)，R元素位于第A族，最外層有2個(gè)電子，但R不一定是Be元素。題組三微粒半徑、電離能的綜合應(yīng)用10.已知短周期元素的離子aA2、bB、cC3、dD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>C>DB.原子序數(shù)：d>c>b>aC.離子半徑：C>D>B>AD.元素的第一電離能：A>B>D>C【考

23、點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與電離能的綜合考查【題點(diǎn)】微粒半徑、電離能的綜合考查答案C解析A、B、C、D在元素周期表中的位置為，根據(jù)遞變規(guī)律判斷。11.下列各組元素，按原子半徑依次減小、元素第一電離能逐漸升高的順序排列的是()A.K、Na、Li B.Al、Mg、NaC.N、O、C D.Cl、S、P【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與電離能的綜合考查【題點(diǎn)】微粒半徑、電離能的綜合考查答案A解析利用在同周期從左右元素第一電離能逐漸增大(除A、A族反常外)，原子半徑逐漸減??；同主族從上下元素第一電離能逐漸減小，原子半徑逐漸增大來判斷。12.某元素X的逐級(jí)電離能如圖所示，下列說法正確的是()A.X元素可能為4價(jià)B.X可能為非金屬元素C

24、.X為第五周期元素D.X與氯反應(yīng)時(shí)最可能生成的陽離子為X3【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與電離能的綜合考查【題點(diǎn)】“位構(gòu)性” 的綜合考查答案D綜合強(qiáng)化13.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一種化學(xué)元素。(1)上述第三周期元素中第一電離能(I1)最大的是_(用字母表示，下同)，c和f的I1大小關(guān)系是_>_。(2)上述元素中，原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的是_，寫出該元素的電子排布式：_。(3)根據(jù)下表所提供的電離能數(shù)據(jù)，回答下列問題。鋰XYI1519502580I27 2964 5701 820I311 7996 9202 750I49 55011 600表中X可能為以上13種元素中的_元素

25、。用元素符號(hào)表示X和j形成的化合物的化學(xué)式_。Y是周期表中的_族元素?！究键c(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與電離能的綜合考查【題點(diǎn)】“位構(gòu)性” 的綜合考查答案(1)mcf(2)i1s22s22p63s23p3(3)aNa2O、Na2O2A解析 (1)周期表中所列13種元素分別是：Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar屬于第三周期，原子最穩(wěn)定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外電子排布分別為1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2為全充滿狀態(tài)，故其I1比Al的I1大。(2)i元素最外層電子排布為3s23p3，有3個(gè)

26、未成對(duì)電子，是最多的。(3)由表中數(shù)據(jù)可以看出，鋰和X的I1均比I2、I3小很多，說明X與Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，說明X的金屬性比鋰更強(qiáng)，則X為Na(即a)；由Y的電離能數(shù)據(jù)可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y原子屬于A族元素。14.根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol1)，回答下列各題。元素代號(hào)I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401 4007 70010 500T5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 900(1)在周期表中，最可能處于同一族的是_(填字母，下同)。A.Q和RB.S和TC.T和UD.R和TE.R和U(2)它們的氯化物的化學(xué)式，最可能正確的是_。A.QCl2B.RClC.SCl3D.TClE