新課標地區(qū)專用2020高中化學第1章第二節(jié)第2課時元素周期律講義精練含解析新人教版選修

第2課時元素周期律學業(yè)要求素養(yǎng)對接1.能說出元素電離能、電負性的含義，能描述主族元素第一電離能、電負性變化的一般規(guī)律，能從電子排布的角度對這一規(guī)律進行解釋。2.能說明電負性大小與原子在化合物中吸引電子能力的關(guān)系，能利用電負性判斷元素的金屬性與非金屬性的強弱，推測化學鍵的極性。模型認知：建構(gòu)元素周期律模型，并利用模型分析和解釋一些常見元素的性質(zhì)。微觀探析：從微觀角度解釋元素電離能、電負性。[知識梳理]一、原子半徑(1)電子的能層越多，電子之間的負電排斥將使原子的半徑增大。(2)核電荷數(shù)越大，核對電子的引力也越大，將使原子的半徑縮小。(1)同周期從左到右，原子半徑逐漸減小。(2)同主族從上到下，原子半徑逐漸增大。二、第一電離能氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量，叫做第一電離能?？梢院饬吭氐脑邮ヒ粋€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電子。(1)同周期元素從左到右，原子半徑逐漸變小(稀有氣體除外)，原子核對核外電子的引力越來越大，越來越難失去電子，因此元素的第一電離能呈遞增趨勢。每個周期的第一種元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大。(2)同主族元素自上而下，第一電離能逐漸減小，表示自上而下原子越來越易失去電子。總之，第一電離能的周期性遞變是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果?！咀灾魉伎肌?.M(g)eq\o(→,\s\up7(－2e－))M2＋(g)所需的能量是不是其第一電離能的2倍？提示不是，應(yīng)遠大于其第一電離能的2倍。因為首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能最小，再失去的電子是能量較低的電子，且失去電子后離子所帶正電荷對電子吸引力更強，從而使電離能越來越大。三、電負性(1)鍵合電子和電負性的含義①鍵合電子元素相互化合時，原子中用于形成化學鍵的電子。②電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。(2)衡量標準以氟的電負性為作為相對標準，得出各元素的電負性。(3)遞變規(guī)律①同周期，從左到右，元素原子的電負性逐漸變大。②同主族，從上到下，元素原子的電負性逐漸變小?！咀灾魉伎肌?.同一周期從左到右，ⅡA和ⅤA的第一電離能不符合變化規(guī)律，ⅡA和ⅤA的電負性符合變化規(guī)律嗎？提示同一周期從左到右，電負性逐漸增大，ⅡA和ⅤA符合這一變化規(guī)律。在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，被稱為對角線規(guī)則。[自我檢測]1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。(1)電子層數(shù)越多，原子半徑一定就越大。()(2)質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，電子數(shù)越多半徑越大。()(3)核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子，半徑相同。()(4)第一電離能的周期性遞變規(guī)律是原子半徑、化合價、電子排布周期性變化的結(jié)果。()(5)第三周期所含元素中鈉的第一電離能最小。()(6)鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大。()(7)第一電離能小的元素的金屬性一定強。()(8)同周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增加大體上呈現(xiàn)增大的趨勢。()(9)電負性是相對的，所以沒有單位。()(10)金屬元素的電負性較小、非金屬元素的電負性較大。()(11)電負性小于1.8的元素一定是金屬元素。()(12)根據(jù)“對角線”規(guī)則，B和Mg元素的電負性接近。()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)√(10)√(11)×(12)×n＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則原子半徑由大到小的順序是()A.C＞D＞B＞A B.A＞B＞C＞DC.D＞C＞A＞B D.A＞B＞D＞C解析A、B、C、D四種元素的相對位置如下表：……DCAB根據(jù)原子半徑大小變化規(guī)律可知A＞B＞D＞C。答案D3.下列元素按電負性由大到小順序排列的是()A.K、Na、Li B.N、O、FC.As、P、N D.F、Cl、S解析同一周期元素從左到右電負性逐漸增大；同一主族元素從上到下電負性逐漸減小。答案D4.在下列空格中，填上適當?shù)脑胤枺?1)在第三周期中，第一電離能最小的元素是________，第一電離能最大的元素是________。(2)在元素周期表中，原子半徑最小的元素是________，電負性最大的元素是________。(3)最活潑的氣態(tài)非金屬原子是________。(4)第二周期中，其最高價氧化物對應(yīng)水化物是強酸的元素是________，在第三周期中，其最高價氧化物對應(yīng)水化物是強堿的元素是________。解析同周期中從左到右，元素的第一電離能(除ⅢA族、ⅥA族反常外)逐漸增大，同周期中金屬元素第一電離能最小，稀有氣體元素第一電離能最大，故第三周期中第一電離能最小的為Na，最大的為Ar。電負性的遞變規(guī)律：同周期從左到右逐漸增大，同主族從上到下逐漸減小，故周期表中，電負性最大的元素是氟，第二周期中，元素最高價氧化物對應(yīng)水化物是強酸的只有HNO3，在第三周期中，元素最高價氧化物對應(yīng)水化物是強堿的只有NaOH。答案(1)NaAr(2)HF(3)F(4)NNa學習任務(wù)一微粒半徑大小的比較【合作交流】原子和離子(簡單)的半徑一般都由原子核對核外電子的吸引力及電子間的排斥力的相對大小決定。因此，比較微粒的半徑大小時，只需考慮核電荷數(shù)、核外電子之間的排斥情況。已知短周期元素，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。1.A、B、C、D的原子半徑大小順序是怎樣的？A2＋、B＋、C3－、D－的離子半徑呢？提示原子半徑B＞A＞C＞D；離子半徑C3－＞D－＞B＋＞A2＋。2.分析微粒半徑大小比較的關(guān)鍵是什么？提示(1)不同周期不同主族元素原子半徑比較，先看周期再看主族。(2)對于離子的半徑比較，要借助于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑變化規(guī)律和元素周期律進行判斷。(3)同一元素的陽離子半徑小于原子半徑；陰離子半徑大于原子半徑?！军c撥提升】判斷微粒半徑大小的規(guī)律(1)同周期，從左到右，原子半徑依次減小。(2)同主族，從上到下，原子或同價態(tài)離子半徑均增大。(3)陽離子半徑小于對應(yīng)的原子半徑，陰離子半徑大于對應(yīng)的原子半徑，如r(Na＋)＜r(Na)，r(S)＜r(S2－)。(4)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，隨核電荷數(shù)增大，離子半徑減小，如r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。(5)不同價態(tài)的同種元素的離子，核外電子多的半徑大，如r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)，r(Cu＋)＞r(Cu2＋)。即按“三看”規(guī)律來比較微粒半徑的大小(一般情況)“一看”電子層數(shù)：當電子層數(shù)不同時，電子層越多，半徑越大；“二看”核電荷數(shù)：當電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小；“三看”核外電子數(shù)：當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大?！纠?】具有下列核外電子排布式的原子，其半徑最大的是()22s22p322s22p122s22p63s23p122s22p63s23p4解析根據(jù)原子的核外電子排布式可知，A項中原子為氮(N)，B項中原子為硼(B)，C項中原子為鋁(Al)，D項中原子為硫(S)。根據(jù)原子半徑變化規(guī)律可知，r(B)＞r(N)、r(Al)＞r(S)、r(Al)＞r(B)，故Al原子半徑最大。答案C比較粒子半徑大小時，首先需要確定粒子間的“相同”點，即離子間的電子層數(shù)、核電荷數(shù)或核外電子排布是否相同，然后再利用規(guī)律進行比較?！咀兪接柧殹?.下列各組微粒半徑的比較正確的是()①Cl＜Cl－＜Br－②F－＜Mg2＋＜Al3＋③Ca2＋＜Ca＜Ba④S2－＜Se2－＜Br－A.①和③ B.①和②C.③和④ D.①和④解析同種元素：陽離子半徑＜原子半徑，原子半徑＜陰離子半徑，則半徑：Cl＜Cl－，Ca2＋＜Ca。①Cl－、Br－的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)增多，所以離子半徑：Cl－＜Br－，①正確；②Al3＋、Mg2＋、F－的核外電子排布相同，核電荷數(shù)依次減小，則離子半徑：Al3＋＜Mg2＋＜F－②錯誤；③Ca、Ba的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，則半徑：Ca＜Ba，③正確；半徑應(yīng)為Se2－＞Br－，④錯誤。答案A2.下列關(guān)于微觀粒子半徑的說法正確的是()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，原子半徑越大解析同周期主族元素原子半徑逐漸減小，故第三周期ⅦA族元素原子半徑不一定比上一周期IA族元素原子半徑大，如r(Li)>r(Cl)，故A項錯誤；對于核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核離子和原子，半徑是不同的，故B項錯誤；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，故C項正確；原子序數(shù)增大，原子半徑不是一直增大，而是呈周期性變化的，故D項錯誤。答案C學習任務(wù)二電離能規(guī)律及其應(yīng)用【合作交流】前四周期元素第一電離能的變化如圖所示。1.據(jù)圖可知，第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能比同周期的相鄰元素都高，解釋原因。提示同周期中，第ⅡA族元素的價電子排布為ns2，第ⅤA族元素的價電子排布為ns2np3，np軌道分別為全空和半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以失去一個電子需要的能量大，所以第一電離能比同周期相鄰元素的要高。2.根據(jù)Na、Mg、Al的電離能數(shù)據(jù)，回答：(1)為什么同一元素的電離能逐級增大？(2)為什么Na、Mg、Al的化合價分別為＋1、＋2、＋3?提示(1)同一元素的逐級電離能是逐漸增大的，即I1＜I2＜I3＜……這是由于原子失去一個電子變成＋1價陽離子后，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)目變少，核對電子的吸引作用增強，因而第二個電子比第一個電子難失去，失去第二個電子比失去第一個電子需要更多的能量。同理I3＞I2、I4＞I3……In＋1＞In。(2)Na的I1比I2小很多，電離能差值很大，說明失去第一個電子比失去第二個電子容易得多，所以Na容易失去一個電子形成＋1價離子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去兩個電子形成＋2價離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三個電子形成＋3價離子?！军c撥提升】電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的核外電子的排布。(1)核電荷數(shù)、原子半徑對電離能的影響①同周期元素具有相同的電子層數(shù)，從左到右核電荷數(shù)增大，原子半徑減小，I1總體上有增大的趨勢(而非逐漸增大，因ⅡA、ⅤA元素出現(xiàn)特殊情況)。堿金屬元素的I1最小，稀有氣體元素的I1最大。②同主族元素從上到下，原子半徑增大起主要作用，元素的I1逐漸減小。(2)核外電子層排布對電離能的影響①某原子或離子具有全充滿、半充滿、全空的電子排布時，電離能較大。如ⅡA族元素、ⅤA族元素比同周期左右相鄰元素的I1都大，這是因為ⅡA族的元素原子的最外層原子軌道為np0全空穩(wěn)定狀態(tài)，ⅤA族的元素原子的最外層原子軌道為np3半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)。各周期稀有氣體元素的I1最大，原因是稀有氣體元素的原子各軌道具有全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。②通常情況下，元素的電離能逐級增大。因此離子的電荷正值越來越大，離子半徑越來越小，所以失去這些電子逐漸變難，需要的能量越來越高。③當相鄰逐級電離能突然變大時，說明電子的電子層發(fā)生了變化，即同一電子層中電離能相近，不同電子層中電離能有很大的差距。(1)比較元素金屬性的強弱一般情況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強。(2)確定元素原子的核外電子層排布由于電子是分層排布的，內(nèi)層電子比外層電子難失去，因此元素的電離能會發(fā)生突變。(3)確定元素的化合價如果eq\f(In＋1,In)?eq\f(In,In－1)，即電離能在In與In＋1之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成＋n價離子，并且主族元素的最高化合價為＋n價(或只有＋n價、0價)。某元素的逐級電離能，若I2?I1，則該元素通常顯＋1價；若I3?I2，則該元素通常顯＋2價；若I4?I3，則該元素通常顯＋3價。過渡元素的價電子數(shù)較多，且各級電離能之間相差不大，所以常表現(xiàn)多種化合價。如錳元素通常有＋2～＋7多種化合價?！纠?】不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(設(shè)其為E)如圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點，并回答下列問題：(1)同主族內(nèi)不同元素的E值變化的特點是________，各主族中E值的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，E值增大。但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是________(填寫編號)。①E(砷)＞E(硒)②E(砷)＜E(硒)③E(溴)＞E(硒)④E(溴)＜E(硒)(3)估計1mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍：________＜E＜________。(4)10號元素E值較大的原因是____________________________。解析(1)從H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大，E值變??；從H到He、Li到Ne；從Na到Ar，均呈現(xiàn)明顯的周期性變化。(2)從第二、三周期可以看出，第ⅡA和ⅤA族元素比同周期相鄰兩種元素E值都高。由此可推測E(砷)＞E(硒)，E(溴)>E(硒)。(3)根據(jù)同主族、同周期變化規(guī)律可以推測：E(K)<E(Ca)<E(Mg)。(4)10號元素是稀有氣體氖，該元素原子的最外層電子排布已達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。答案(1)隨著原子序數(shù)增大，E值變小周期性(2)①③(3)419738(4)10號元素為氖。該元素原子最外層電子排布已達到8電子，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)由電離能的遞變規(guī)律可知：同周期主族元素從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族的Be、Mg、Ca的第一電離能較同周期第ⅢA族的B、Al、Ga的第一電離能要大；第ⅤA族的N、P、As的第一電離能較同周期第ⅥA族的O、S、Se的第一電離能要大。這是由于第ⅡA族元素的最外層電子排布為ns2，np為全空較穩(wěn)定狀態(tài)，而第ⅤA族元素的最外層電子排布為np3，為半充滿狀態(tài)，比第ⅥA族的np4狀態(tài)穩(wěn)定。【變式訓練】3.下列原子的價電子排布中，對應(yīng)第一電離能最大的是()A.ns2np1 B.ns2np2C.ns2np3 D.ns2np4解析當原子軌道處于全滿、半滿時，具有的能量較低，原子比較穩(wěn)定，第一電離能較大。答案C4.具有下列電子排布的基態(tài)原子中，第二電離能最大的是()22s22p522s22p63s23p122s22p63s122s22p63s2解析失去一個電子后C項的電子排布變?yōu)?s22s22p6，屬于稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故其第二電離能最大。答案C5.(1)元素Mn與O中，第一電離能較大的是________。(2)元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu＞INi的原因是_______________________________________________________。(3)根據(jù)元素周期律，原子半徑：Ga________As，第一電離能：Ga________As。(填“大于”或“小于”)(4)N、O、S中第一電離能最大的是________(填元素符號)。答案(1)O(2)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(3)大于小于(4)N學習任務(wù)三電負性規(guī)律及其應(yīng)用【合作交流】下表給出了16種元素的電負性數(shù)值。元素HLiBeBCNOF電負性元素NaMgAlSiPSClK電負性1.根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析同主族元素的電負性有何規(guī)律？同周期元素的電負性與原子半徑間有何關(guān)系？提示同主族元素核電荷數(shù)越大，電負性越小。同周期元素的電負性隨原子半徑的減小而增大。2.預(yù)測元素周期表中電負性最大的元素是哪種元素？電負性最小的元素是哪種元素(放射性元素除外)?提示電負性最大的元素為F元素，電負性最小的元素為Cs元素。3.利用表中數(shù)據(jù)估測鈣元素的電負性范圍。提示由于元素金屬性強弱為K＞Ca＞Mg，所以Ca的電負性取值范圍為0.8～1.2?！军c撥提升】電負性的應(yīng)用(1)金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于金屬、非金屬界線兩側(cè)的元素的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。(2)金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。(1)電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值。(2)電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。一般認為：(1)如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。(2)如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。4.解釋元素“對角線”規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖所示)的有些性質(zhì)是相似的，被稱為“對角線規(guī)則”。這可以由元素的電負性得到解釋：Li、Mg的電負性分別為1.0、1.2；Be、Al的電負性分別為1.5、1.5；B、Si的電負性分別為2.0、1.8。它們的電負性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當，它們表現(xiàn)出的性質(zhì)相似，如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為Li2O和MgO；Be(OH)2、Al(OH)3均屬于難溶的兩性氫氧化物；B、Si的含氧酸都是弱酸等。【例3】已知元素的電負性和原子半徑等一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)，下表給出14種元素的電負性：元素AlBBeCClFLi電負性元素MgNNaOPSSi電負性3.0已知：一般兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時，形成共價鍵。試結(jié)合元素周期律知識完成下列問題：(1)根據(jù)上表給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是_______________________________________________________。(2)由上述變化規(guī)律可推知，短周期主族元素中，電負性最大的元素是________，電負性最小的元素是________，由這兩種元素構(gòu)成的化合物屬于________(填“離子”或“共價”)化合物，并用電子式表示該化合物的形成過程：_______________________________________________________。(3)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物？Mg3N2BeCl2AlCl3SiC解析(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，結(jié)合題干信息知，電負性是元素的一種基本性質(zhì)，而元素的性質(zhì)是隨元素的原子序數(shù)遞增而呈規(guī)律性變化的。這樣我們可以把表中給出的14種元素的電負性按原子序數(shù)由小到大的順序整理如下：元素LiBeBCNOF原子序數(shù)3456789電負性元素NaMgAlSiPSCl原子序數(shù)11121314151617電負性經(jīng)過上述整理后可以看出：從3～9號元素，元素的電負性由小到大；從11～17號元素，元素的電負性也是由小到大。所以元素的電負性同原子半徑一樣，隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(即同周期主族元素，從左到右，電負性逐漸增大)。(2)根據(jù)上述規(guī)律不難得出短周期主族元素中電負性最大的元素為F，電負性最小的元素為Na；二者形成的化合物——NaF為典型的離子化合物，從而不難用電子式表示NaF的形成過程。(3)Mg3N2電負性差值為1.8，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC電負性差值分別為1.3、1.3、0.8，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物。答案(1)元素的電負性隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(或同周期主族元素，從左到右，電負性逐漸增大)(2)FNa離子(3)Mg3N2為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC均為共價化合物。根據(jù)電負性差值判斷化合物類型只是一般規(guī)律，并不是所有電負性差大于1.7的都形成離子化合物，如H電負性為2.1，F(xiàn)電負性為4.0，電負性差為1.9，而HF為共價化合物?！咀兪接柧殹?.元素電負性隨原子序數(shù)的遞增而增大的是()A.NaKRb B.NPAsC.OSCl D.SiPCl解析一般來說，同周期元素從左到右，電負性逐漸增大；同主族元素從上到下，電負性逐漸減小。答案D7.下列原子的外圍電子排布中，第一電離能最小的是()22p423p424p425p4解析2s22p4是O元素、3s23p4是S元素、4s24p4是Se元素，5s25p6是Te元素，第一電離能大小順序是O＞S＞Se＞Te，所以第一電離能最小的原子是Te原子，故選D。答案D8.下列說法中正確的是()①元素電負性越大表示該元素的金屬性越強②元素電負性越大表示該元素的非金屬性越強③元素電負性很小表示該元素的單質(zhì)不發(fā)生化學反應(yīng)④元素電負性很大表示該元素的單質(zhì)在發(fā)生化學反應(yīng)時一般易得到電子A.①③ B.①④C.②③ D.②④解析元素電負性越大，非金屬性越強，①錯、②對；電負性越小，表示該元素單質(zhì)還原性越強，③錯。答案D分層訓練基礎(chǔ)練1.元素X的各級電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/(kJ·mol－1)57818172745115781483118378則元素X的常見化合價是()A.＋1 B.＋2C.＋3 D.＋6解析對比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3數(shù)值相對較小，I4數(shù)值突然增大，說明元素X的原子中有3個電子容易失去，因此該元素的常見化合價為＋3。答案C2.①Al和Si、②Mg和Ca、③P和S三組元素中，每組中第一電離能較大的元素的原子序數(shù)之和為()A.40 B.41解析①Al和Si位于同一周期且原子序數(shù)依次增大，由于同周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，所以第一電離能：Si＞Al；②Mg和Ca位于同一主族且原子序數(shù)依次增大，由于同主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以第一電離能：Mg＞Ca；③P和S位于同一周期且原子序數(shù)依次增大，但P原子核外的3p軌道處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以第一電離能：P＞S。綜上可知，滿足題意的元素的原子序數(shù)之和為14＋12＋15＝41，故B項正確。答案B3.下列敘述正確的是()A.同周期元素中第ⅦA族元素的第一電離能最大C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半徑越大，元素的第一電離能越大D.同一主族中，自上而下元素的第一電離能逐漸減小解析A項，同周期元素中0族元素的第一電離能最大，錯誤；B項，氯元素是主族元素，形成的單原子離子的化合價的絕對值是1，與其族序數(shù)不相等，錯誤；C項，第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半徑越大，元素的第一電離能越小，錯誤；D項，同一主族中，自上而下元素的第一電離能逐漸減小，正確。答案D4.下列是幾種基態(tài)原子的核外電子排布式，其中對應(yīng)的元素電負性最大的是()22s22p422s22p63s23p322s22p63s23p222s22p63s23p64s1解析由元素原子的核外電子排布式可知，A為O，B為P，C為Si，D為K，根據(jù)元素電負性在周期表中的變化規(guī)律可知，電負性最大的為O。答案A5.電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。下列關(guān)于電負性的變化規(guī)律正確的是()A.同周期從左到右，元素的電負性逐漸變大B.同主族從上到下，元素的電負性逐漸變大C.電負性越大，金屬性越強D.電負性越小，非金屬性越強解析利用“同周期從左到右，元素電負性逐漸增大，同主族從上到下，元素電負性逐漸減小”的規(guī)律來判斷。答案A6.下列有關(guān)電負性的說法中正確的是()A.主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大B.在元素周期表中，元素電負性從左到右越來越小D.在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價解析主族元素原子的電離能、電負性變化趨勢基本相同，但電離能有特例，如電負性：O＞N，但第一電離能：N＞O，A項錯誤；一般來說，在元素周期表中，元素電負性從左到右越來越大，B項錯誤；有些金屬的電負性大于非金屬的電負性，C項錯誤。答案Dn＋、Ym＋、Zn－，已知m＞n，且X、Y、Z三種原子的M電子層中的電子數(shù)均為奇數(shù)，若按X→Y→Z的順序，下列說法正確的是()C.元素的第一電離能依次減小，電負性依次增大解析X、Y、Z為短周期元素，且X、Y、Z三種原子的M電子層中的電子數(shù)均為奇數(shù)，則X、Y、Z一定是在第三周期，簡單離子為Xn＋、Ym＋、Zn－，且數(shù)值m>n，所以X為鈉元素，Y為鋁元素，Z為氯元素；A.NaOH為強堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物，HClO4是強酸，則它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次減弱，酸性依次增強，故A正確；B.同周期元素原子半徑隨原子序數(shù)的增加而減小，X、Y、Z半徑依次減小，故B錯誤；C.Na、Al、Cl的第一電離能依次增大，電負性依次增大，故C錯誤；D.Na、Al，Cl的原子序數(shù)依次增大，故D錯誤。答案A8.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A.具有下列電子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4原子半徑最大的是①B.具有下列價電子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4，第一電離能最大的是③C.①Na、K、Rb②O、S、Se③Na、P、Cl，元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是③D.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X3＋解析四種元素分別是Si、N、C、S，電子層數(shù)多核電荷數(shù)少的元素的原子的半徑最大，所以Si的原子半徑最大，A正確；四種同周期原子的價電子排布式中，③的p能級是3個電子，為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以③第一電離能最大，B正確；三組元素中，前兩組是同主族元素，從上到下元素的電負性隨原子序數(shù)逐漸減弱，只有第③組為同周期元素，隨原子序數(shù)增大，電負性增強，C正確；根據(jù)該元素的逐級的電離能可知，該元素的第二電離能與第三電離能的差距較大，所以該元素的最外層有2個電子，與氯氣反應(yīng)時，失去2個電子，表現(xiàn)為＋2價，所以生成的陽離子是X2＋，D錯誤。答案D定數(shù)值X表示，X值越大，其原子吸引電子的能力越強，在所形成的化合物中為帶負電荷的一方。下表是某些元素的X值：元素符號LiBeBCOFX值元素符號NaAlSiPSClX值(1)通過分析X值的變化規(guī)律，確定N、Mg的X值范圍________＜X(Mg)＜________；________＜X(N)＜________。(2)推測X值與原子半徑的關(guān)系為________。(3)某有機化合物的結(jié)構(gòu)為，其中S—N鍵中，你認為共用電子對偏向________(填元素符號)。(4)如果X值為電負性的數(shù)值，試推斷AlBr3中化學鍵的類型為________。(5)預(yù)測元素周期表中X值最小的元素(放射性元素除外)是________(填元素符號)。解析(1)通過表中數(shù)據(jù)分析可知同周期從左到右，元素的X值依次增大，同主族從上到下，元素的X值依次減小，可判斷X(Na)＜X(Mg)＜X(Al)，且X(Be)＞X(Mg)，故0.93＜X(Mg)＜1.57。同理，X(C)＜X(N)＜X(O)，即2.55＜X(N)＜3.44。(2)通過思考同周期、同主族元素原子半徑的變化與X值的變化可得出結(jié)論。(3)根據(jù)題給信息可知X值越大，其原子吸引電子的能力越強，在所形成的化合物中為帶負電荷的一方，由X(S)＝2.55，X(N)＞X(C)＝2.55知，共用電子對偏向N原子。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可得X(Br)＜X(Cl)，因此X(Br)與X(Al)的差值要小于X(Cl)與X(Al)的差值，故AlBr3中的化學鍵為共價鍵。(5)根據(jù)X值的變化規(guī)律，X為最小值的元素在元素周期表的左下角，但要注意放射性元素除外，故為Cs(銫)。(2)原子半徑越大，X值越小(3)N(4)共價鍵(5)Cs10.開發(fā)新型儲氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。①基態(tài)Cl原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為________，該能層具有的原子軌道數(shù)為________。②Li、B、H元素的電負性由大到小的排列順序為________。(2)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料。①LiH中，離子半徑：Li＋________(填“＞”“＝”或“＜”)H－。②某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如表所示：I1/(kJ·mol－1)738I2/(kJ·mol－1)1451I3/(kJ·mol－1)7733I4/(kJ·mol－1)10540I5/(kJ·mol－1)13630則M是________(填元素符號)。解析(1)①Cl原子核外電子數(shù)為17，基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p5，由此可得基態(tài)Cl原子中電子占據(jù)的最高能層為第三能層，符號為M，該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道，共有9個原子軌道。②元素的非金屬性越強其電負性越大，非金屬性最強的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的電負性由大到小的排列順序為H＞B＞Li。(2)①核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，其離子半徑越小。鋰的核電荷數(shù)為3，氫的核電荷數(shù)為1，Li＋、H－的核外電子數(shù)都為2，所以半徑：Li＋＜H－。②該元素的第三電離能劇增，則該元素屬于第ⅡA族元素，為Mg元素。答案(1)①M9②H＞B＞Li(2)①＜②Mg素養(yǎng)練11.電離能是指1mol氣態(tài)基態(tài)原子(或陽離子)失去1mol電子形成1mol氣態(tài)陽離子(或更高價陽離子)所吸收的能量?，F(xiàn)有核電荷數(shù)小于18的元素A，其電離能(單位為eV·mol－1)數(shù)據(jù)如下。I1I2I3I4I5I6電能離I7I8I9I10I11電能離1761(1)外層電子離核越遠，能量越高，電離能越________(填“大”或“小”)；陽離子電荷數(shù)越高，再失去電子時，電離能越________(填“大”或“小”)。(2)上述失去的11個電子分屬________個電子層。(3)失去11個電子后，該元素原子核外還有________個電子。(4)該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學式是________。解析(1)電子離核越遠，能量越高，受原子核的引力越小，越容易失去，則電離能越??；陽離子電荷數(shù)越高，離子半徑越小，原子核對核外電子的引力越大，越難失去電子，則電離能越大。(2)根據(jù)題中數(shù)據(jù)，I1、I2較小，I3突然增大，說明最外層有2個電子，I3到I10變化較小，但I11突然增大，說明次外層有8個電子，則失去的11個電子分屬3個電子層；又由于核電荷數(shù)小于18，所以A為Mg。(3)Mg元素的原子失去11個電子后，還有1個電子。(4)Mg元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為Mg(OH)2。答案(1)小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)212.第一電離能(I1)是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。如圖是部分元素的第一電離能隨原子序數(shù)變化的曲線(其中12～17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。請回答下列問題：(1)分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的最小范圍為________＜Al＜________(填元素符號)。(2)同主族元素的第一電離能的變化規(guī)律是______________________________________________________________________________________________________________。(3)圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是________。(4)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al的最高價氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有________性，其中Be(OH)2表現(xiàn)出這種性質(zhì)的離子方程式是_______________________________________________________。解析(1)根據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律可推出Al的第一電離能介于Na和Mg之間。(2)從圖中可看出，同主族元素從上到下第一電離能逐漸減