第2講原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)（教師版）-2023-2024學(xué)年高二化學(xué)輔導(dǎo)（人教版2019選擇性必修2）

第2講原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．認(rèn)識(shí)周期表中各區(qū)及元素周期表的規(guī)律。2．知道周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子結(jié)構(gòu)和位置間的關(guān)系。3．能說出元素電離能、電負(fù)性的含義，能描述原子半徑、電離能、電負(fù)性變化的一般規(guī)律，能從電子排布的角度對(duì)這一規(guī)律進(jìn)行解釋。4．能說明電負(fù)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(fù)性判斷元素的金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱。一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1．元素周期律、元素周期系和元素周期表(1)元素周期律①定義：元素的性質(zhì)隨原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變，這一規(guī)律叫做元素周期律。②實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。注：門捷列夫提出的元素周期律中的原子序數(shù)是按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)υ剡M(jìn)行編號(hào)。(2)元素周期系①含義：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。這個(gè)序列中的元素性質(zhì)隨著原子核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的重復(fù)。②形成(3)元素周期系與元素周期表的關(guān)系元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格。2．構(gòu)造原理與元素周期表(1)核外電子排布與周期的關(guān)系根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布，可以解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。例如，可以解釋元素周期系中每個(gè)周期的元素?cái)?shù)，第一周期從1s1開始，以1s2結(jié)束，只有兩種元素；其余各周期總是從ns能級(jí)開始，以np能級(jí)結(jié)束，遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))就等于每個(gè)周期里的元素?cái)?shù)。(2)核外電子排布與族的關(guān)系在常見的元素周期表中，同族元素價(jià)層電子數(shù)相同，這是同族元素性質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。例如，元素周期表最左側(cè)第ⅠA族元素的基態(tài)原子最外層都只有一個(gè)電子，即ns1；元素周期表最右側(cè)稀有氣體元素的基態(tài)原子，除氦(1s2)外，最外層都是8電子，即ns2np6。(3)元素周期表的分區(qū)①元素周期表的分區(qū)按照核外電子排布，可把元素周期表劃分成5個(gè)區(qū)。除ds區(qū)外，各區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)的符號(hào)。②各區(qū)價(jià)層電子排布特點(diǎn)分區(qū)價(jià)層電子排布s區(qū)ns1～2p區(qū)ns2np1～6(He除外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(鈀除外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2【交流討論】已知幾種元素原子的核外電子排布情況，分別判斷其元素符號(hào)、原子序數(shù)并指出其在周期表中的位置。元素電子排布元素符號(hào)原子序數(shù)周期族A1s22s22p63s1BC3d104s1D[Ne]3s23p4E答案：A：Na11三ⅠAB：Fe26四ⅧC：Cu29四ⅠBD：S16三ⅥAE：Cl17三ⅦA解析：由電子排布式判斷A為11號(hào)元素Na；由原子結(jié)構(gòu)示意圖可知x＝26，B為26號(hào)元素Fe；由價(jià)層電子排布判斷，C為29號(hào)元素Cu；由電子排布式判斷，D為16號(hào)元素S；由基態(tài)原子的軌道表示式判斷，E為17號(hào)元素Cl。【即學(xué)即練1】具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子或離子，其對(duì)應(yīng)元素一定屬于同一周期的是()A．兩原子核外N層上都有1個(gè)s電子，一個(gè)原子有d電子，另一個(gè)原子無d電子B．最外層電子排布式均為2s22p6的原子和離子C．原子核外M層上的s、p能級(jí)都充滿電子，而d能級(jí)上沒有電子的兩種原子D．兩原子核外全部是s電子答案：A【即學(xué)即練2】若某原子的價(jià)層電子排布為4d15s2，則下列說法正確的是()A．該元素位于周期表中第五周期第ⅠB族B．該元素原子價(jià)層電子數(shù)為2個(gè)C．該元素為金屬元素D．該元素原子N層共有8個(gè)電子答案：C解析：該原子的價(jià)層電子排布為4d15s2，該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，與價(jià)層電子排布為3d14s2的Sc元素同族，位于周期表第ⅢB族，所以該元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，故A錯(cuò)誤；該原子的價(jià)層電子排布為4d15s2，位于周期表第ⅢB族，所以該元素原子價(jià)層電子數(shù)為3個(gè)，故B錯(cuò)誤；該元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，屬于過渡元素，是副族，副族元素均為金屬元素，故C正確；N層的電子排布為4s24p64d1，有9個(gè)電子，故D錯(cuò)誤?！炯磳W(xué)即練3】下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述錯(cuò)誤的是()A．基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素可能是副族元素B．基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素C．基態(tài)原子的p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)的元素一定位于p區(qū)D．基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為(n－1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為x＋y答案：D解析：：基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素，可能為K、Cr或Cu，K為第ⅠA族元素，Cr、Cu分別為第ⅥB、ⅠB族元素，A項(xiàng)正確；基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，第Ⅷ族也屬于副族，B項(xiàng)正確；基態(tài)原子的p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)的元素，電子最后填充p能級(jí)，屬于p區(qū)，C項(xiàng)正確；基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為(n－1)dxnsy的元素，若是第ⅢB～ⅦB族及第Ⅷ族第1列元素，其族序數(shù)等于價(jià)層電子排布中d、s能級(jí)所含電子數(shù)目之和，族序數(shù)一定為x＋y；若是第ⅠB、ⅡB族元素，其族序數(shù)等于價(jià)層電子排布中s能級(jí)所含電子數(shù)y，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、半徑大小比較1．原子半徑大小的影響因素及遞變規(guī)律(1)影響原子半徑大小的因素①電子的能層數(shù)：電子的能層越多，電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大；②核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用就越大，將使原子的半徑減小。(2)原子半徑的遞變規(guī)律①同周期主族元素從左到右，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小(稀有氣體除外)；②同主族元素從上到下，能層數(shù)越多，原子半徑越大。2．粒子半徑大小比較(1)原子半徑大小的比較①同電子層：一般來說，當(dāng)電子層相同時(shí)，隨著核電荷數(shù)的增加，其原子半徑逐漸減小(稀有氣體除外)，有“序小徑大”的規(guī)律。②同主族：一般來說，當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多，原子半徑越大。(2)離子半徑大小的比較①同種元素的離子半徑：陰離子大于原子，原子大于陽(yáng)離子，低價(jià)陽(yáng)離子大于高價(jià)陽(yáng)離子。如r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。②電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小。如r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。③帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。如r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。④核電荷數(shù)、電子層數(shù)均不同的離子可選一種離子參照比較。如比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。【交流討論】若短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則離子半徑從大到小的順序?yàn)開____________，A、B、C、D四種元素對(duì)應(yīng)的原子半徑從大到小的順序?yàn)開_____________。。答案：C3－＞D－＞B＋＞A2＋B＞A＞C＞D【即學(xué)即練4】下列離子半徑的大小順序正確的是()①Na＋②X2－：1s22s22p63s23p6③Y2－：2s22p6④Z－：3s23p6A．③>④>②>① B．④>③>②>①C．④>③>①>② D．②>④>③>①答案：D解析：由核外電子排布式可知，②、③、④三種離子分別是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②>④，③>①；電子層數(shù)越多，半徑越大，則大小順序?yàn)棰?gt;④>③>①。三、電離能及其應(yīng)用1．電離能的概念(1)第一電離能：氣態(tài)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一電離能，通常用I1表示。(2)各級(jí)電離能：＋1價(jià)氣態(tài)正離子失去一個(gè)電子，形成＋2價(jià)氣態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第二電離能，用I2表示；＋2價(jià)氣態(tài)正離子再失去一個(gè)電子，形成＋3價(jià)氣態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第三電離能，用I3表示；依次類推。2．第一電離能的變化規(guī)律(1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。其中ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA之間元素的第一電離能出現(xiàn)反常。(2)同族元素從上到下第一電離能減小。(3)同種原子的逐級(jí)電離能越來越大(I1＜I2＜I3…)?！窘涣饔懻摗咳鐖D是元素的第一電離能與原子序數(shù)的關(guān)系1．從電子排布的角度分析為什么B的第一電離能小于Be，O的第一電離能小于N?提示：B的價(jià)層電子排布為2s22p1，失去一個(gè)電子后成為2p全空的穩(wěn)定狀態(tài)，故B較易失去2p上的1個(gè)電子，第一電離能：B<Be；N的價(jià)層電子排布為2s22p3，N原子2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，較難失去1個(gè)電子，而O的價(jià)層電子排布為2s22p4，失去一個(gè)電子成為2p3半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故較易失去一個(gè)電子，因此第一電離能：N>O。2．下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級(jí)失去電子的電離能：元素NaMgAleq\f(電離能,kJ·mol－1)49673857845621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293(1)為什么同一元素的逐級(jí)電離能越來越大？提示：這是由于原子失去一個(gè)電子變成＋1價(jià)陽(yáng)離子后，再失去電子要克服較強(qiáng)的靜電引力，因而第二個(gè)電子比第一個(gè)電子更難失去，故I2>I1，同理I3>I2。(2)為什么鈉、鎂、鋁的化合價(jià)分別為＋1、＋2、＋3?提示：鈉的I2比I1大很多，電離能差值很大，說明失去第一個(gè)電子比失去第二個(gè)電子容易得多，所以Na容易失去一個(gè)電子形成＋1價(jià)離子；Mg的I1和I2相差不多，而I3比I2大很多，說明Mg容易失去2個(gè)電子形成＋2價(jià)離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I4比I3大很多，所以Al容易失去3個(gè)電子形成＋3價(jià)離子?！練w納小結(jié)】1．電離能數(shù)值大小規(guī)律及原因同周期元素第一電離能的變化規(guī)律呈現(xiàn)的是一種增大的趨勢(shì)，第ⅡA族和第ⅤA族元素會(huì)出現(xiàn)反常變化，通常同周期第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能比與它左右相鄰的兩種元素的第一電離能都大，這是因?yàn)榈冖駻族、第ⅤA族元素原子的價(jià)層電子排布分別是ns2、ns2np3，前者np能級(jí)處于全空狀態(tài)，后者np能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，第一電離能均較大。2．電離能的應(yīng)用(1)確定元素原子的核外電子排布：如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層(K、L能層)上，而且最外層上只有一個(gè)電子。(2)確定元素的化合價(jià)。如K：I1?I2＜I3，表明K原子容易失去一個(gè)電子形成＋1價(jià)陽(yáng)離子。(3)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱。I1越大，元素的非金屬性就越強(qiáng)；I1越小，元素的金屬性就越強(qiáng)。(4)第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的價(jià)電子排布分別為ns2、ns2np3，為全空和半充滿結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致這兩族元素原子第一電離能反常?！炯磳W(xué)即練5】下列說法正確的是()A．第三周期中鈉元素的第一電離能最小B．因同周期主族元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故其第一電離能逐漸增大C．在所有元素中，氟元素的第一電離能最大D．鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大答案：A解析：同周期元素從左到右，第一電離能總體呈遞增趨勢(shì)，但由于核外電子排布處于全空、半充滿狀態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定，導(dǎo)致第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能比它同周期相鄰的兩種元素都大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氟是最活潑的非金屬元素，但其第一電離能比稀有氣體元素的小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬性：K>Na>Mg，鉀的金屬性比鎂的強(qiáng)，則鉀的第一電離能比鎂的小，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！炯磳W(xué)即練6】A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，已知A是地殼中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一電離能最小；C的第一、二、三電離能分別為738kJ·mol－1、1451kJ·mol－1、7733kJ·mol－1；D在同周期元素中(稀有氣體元素除外)第一電離能最大。(1)寫出各元素的元素符號(hào)：A________；B________；C________；D________。(2)C的第三電離能遠(yuǎn)大于其第二電離能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出電解熔融CD2的化學(xué)方程式：______________________________________。答案：(1)ONaMgCl(2)Mg2＋已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去內(nèi)層電子很困難(3)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Mg＋Cl2↑解析：(1)地殼中含量最多的元素是氧元素，故A為O；由于A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)依次增大且B、C、D同周期，故B、C、D位于第三周期；根據(jù)第一電離能的遞變規(guī)律可知，B、D分別為Na、Cl；根據(jù)C的電離能數(shù)據(jù)可知，C的最外層電子數(shù)為2，故C是Mg。(2)Mg最外層有2個(gè)電子，失去2個(gè)電子后形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去電子需要更多的能量，所以Mg的第三電離能遠(yuǎn)大于其第二電離能。四、電負(fù)性及其應(yīng)用1．電負(fù)性概念(1)鍵合電子：原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。(2)電負(fù)性：用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對(duì)鍵合電子的吸引力越大。2．電負(fù)性衡量標(biāo)準(zhǔn)電負(fù)性的概念是由美國(guó)化學(xué)家鮑林提出的，以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性。3．電負(fù)性的變化規(guī)律(1)一般來說，除稀有氣體元素外，同周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大，非金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱。(2)同主族從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小，金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。(3)主族元素中，電負(fù)性最大的元素為位于元素周期表右上角的氟。4．電負(fù)性的應(yīng)用(1)判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱①金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)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(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。(2)判斷化學(xué)鍵的類型①如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。②如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價(jià)鍵。如H的電負(fù)性為2.1，Cl的電負(fù)性為3.0，二者電負(fù)性之差為3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl為共價(jià)化合物，同理可得出AlCl3、BeCl2為由共價(jià)鍵構(gòu)成的共價(jià)化合物。(3)判斷元素的化合價(jià)正負(fù)①電負(fù)性數(shù)值小的元素原子吸引電子的能力弱，元素的化合價(jià)通常為正值。②電負(fù)性數(shù)值大的元素原子吸引電子的能力強(qiáng)，元素的化合價(jià)通常為負(fù)值。5．解釋對(duì)角線規(guī)則利用電負(fù)性可以解釋對(duì)角線規(guī)則，如Li—Mg、Be—Al、B—Si，由于它們的電負(fù)性分別接近，對(duì)鍵合電子的吸引力相當(dāng)，故表現(xiàn)出相似的性質(zhì)。如Be、Al的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物都能與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)。【即學(xué)即練7】已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說法錯(cuò)誤的是()A．X與Y形成化合物中X可以顯負(fù)價(jià)，Y顯正價(jià)B．第一電離能Y可能小于XC．最高價(jià)含氧酸的酸性：X對(duì)應(yīng)的酸性弱于Y對(duì)應(yīng)的D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY弱于HnX答案：C解析：電負(fù)性數(shù)值大的元素吸引電子能力強(qiáng)，在化合物中顯負(fù)價(jià)；電負(fù)性數(shù)值小的元素吸引電子能力弱，在化合物中顯正價(jià)，故A正確；根據(jù)電負(fù)性X>Y推知，原子序數(shù)X>Y；由于X、Y處在同一周期，第一電離能Y可能小于X，故B正確；X對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)于Y對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸的酸性；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HmY弱于HnX，故C錯(cuò)誤，D正確?！炯磳W(xué)即練8】已知下列元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)，下列判斷不正確的是()元素LiBeCOFNaAlClGe電負(fù)性1.01.52.53.54.00.91.53.01.8A．Mg元素電負(fù)性的最小范圍為0.9～1.5B．Ge既具有金屬性，又具有非金屬性C．Be和Cl可形成離子鍵D．O和F形成的化合物O顯正價(jià)答案：C解析：Mg元素的金屬性小于Na，大于Be，故電負(fù)性的最小范圍為0.9～1.5，A判斷正確；Ge的電負(fù)性為1.8，既具有金屬性，又具有非金屬性，B判斷正確；根據(jù)Be和Cl的電負(fù)性，兩元素電負(fù)性差值小于1.7，可形成共價(jià)鍵，C判斷不正確；F的電負(fù)性大于O，故O和F形成的化合物O顯正價(jià)，D判斷正確。第2講原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課堂檢測(cè)姓名：______________1．價(jià)層電子排布為3d104s2的元素在周期表中的位置是()A．第三周期第ⅦB族 B．第三周期第ⅡB族C．第四周期第ⅦB族 D．第四周期第ⅡB族答案：D解析：該元素的最大能層序數(shù)為4，應(yīng)位于第四周期，3d和4s電子數(shù)之和為12，應(yīng)在第12列，是第ⅡB族。2．最活潑的金屬元素、最活潑的非金屬元素、常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的金屬(價(jià)層電子排布為5d106s2)元素分別位于下面元素周期表中的()A．s區(qū)、p區(qū)、ds區(qū) B．s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)C．f區(qū)、p區(qū)、ds區(qū) D．s區(qū)、f區(qū)、ds區(qū)答案：A解析：最活潑的金屬元素是銫，在第ⅠA族，位于s區(qū)；最活潑的非金屬元素是氟，在第ⅦA族，位于p區(qū)；常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的金屬是汞，汞的價(jià)層電子排布為5d106s2，在第ⅡB族，位于ds區(qū)。3．下列四種元素中，其第一電離能最大的是()A．原子含有未成對(duì)電子最多的第二周期元素B．位于周期表中第三周期第ⅢA族的元素C．原子最外層電子排布為2s22p4的元素D．原子最外層電子排布為3s23p3的元素答案：A解析：原子含有未成對(duì)電子最多的第二周期元素為氮元素；周期表中第三周期第ⅢA族的元素為鋁元素；原子最外層電子排布為2s22p4的元素為氧元素；原子最外層電子排布為3s23p3的元素為磷元素。同周期隨原子序數(shù)的增大，元素第一電離能總體上呈增大趨勢(shì)，同主族隨原子序數(shù)的增大，元素第一電離能減?。辉卦雍送怆娮优挪继幱谌?、半充滿、全充滿時(shí)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，則第一電離能最大的是氮元素，故選A。4．下列有關(guān)粒子半徑的大小比較錯(cuò)誤的是()A．K＞Na＞Li B．P＞S＞OC．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F答案：C解析：同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，A、B項(xiàng)正確；核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大粒子半徑越小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl－比F－多一個(gè)電子層，粒子半徑：Cl－>F－；F－比F多一個(gè)電子，故粒子半徑：F－>F，D項(xiàng)正確。5．下列有關(guān)電負(fù)性的說法中正確的是()A．主族元素的電負(fù)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，同周期元素電負(fù)性從左到右越來越大C．金屬元素的電負(fù)性一定小于非金屬元素的電負(fù)性D．在形成化合物時(shí)，電負(fù)性越小的元素越容易顯正價(jià)答案：D解析：A錯(cuò)，主族元素原子的第一電離能、電負(fù)性變化趨勢(shì)基本相同，但第一電離能變化有起伏，如電負(fù)性：O>N，但第一電離能：O<N；B錯(cuò)，對(duì)于主族元素，同周期從左到右，元素的電負(fù)性遞增；C錯(cuò)，通常，電負(fù)性小于1.8的元素，大部分是金屬元素，電負(fù)性大于1.8的元素，大部分是非金屬元素，但部分過渡元素的電負(fù)性大于某些非金屬元素的電負(fù)性。6．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法不正確的是()A．元素Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族B．元素P的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為PH3C．第一電離能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)D．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4答案：C解析：Al為13號(hào)元素，周期表中位于第三周期第ⅢA族，故A正確；P位于第ⅤA族，最低負(fù)價(jià)為－3價(jià)，所以簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為PH3，故B正確；P的3p軌道為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，即I1(P)>I1(S)，故C不正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性：P<S<Cl，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，故D正確。7．開發(fā)新型儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)為________，該能層具有的原子軌道數(shù)為________。②Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小的排列順序?yàn)開_______。(2)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。①LiH中，離子半徑：Li＋________(填“>”“＝”或“<”)H－。②某儲(chǔ)氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能(kJ·mol－1)如表所示：I1I2I3I4I5738145177331054013630則M是________(填元素符號(hào))。答案：共4分(1)①M(fèi)9（各0.5分）②H>B>Li（1分）(2)①<（1分）②Mg（1分）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(hào)為M，該能層有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道、5個(gè)d軌道，共有9個(gè)原子軌道；②元素的非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越大，非金屬性最強(qiáng)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(fù)性由大到小的排列順序?yàn)镠>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??；鋰的核電荷數(shù)為3，氫的核電荷數(shù)為1，Li＋、H－的核外電子排布相同，所以離子半徑：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。第2講原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課時(shí)同步練習(xí)A組1．具有下列電子層結(jié)構(gòu)的基態(tài)原子或離子，其對(duì)應(yīng)元素一定屬于同一周期的是()A．兩原子核外電子全部在s能級(jí)上B．最外層電子排布為3s23p6的原子和最外層電子排布為3s23p6的離子C．原子核外M層上的s、p能級(jí)都充滿電子，而3d能級(jí)上沒有電子的兩種原子D．3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子和3p能級(jí)上只有一個(gè)未成對(duì)電子的原子答案：D解析：氫原子核外電子排布式為1s1，鋰原子核外電子排布式為1s22s1，兩者不屬于同一周期，A錯(cuò)誤；最外層電子排布為3s23p6的原子為Ar，離子有K＋等，對(duì)應(yīng)元素不都屬于同一周期，B錯(cuò)誤；原子核外M層上的s、p能級(jí)都充滿電子，而3d能級(jí)上沒有電子的兩種原子，若M層為最外層，則該原子為Ar，若M為次外層，該原子可能是K，兩者不屬于同一周期，C錯(cuò)誤；3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子，根據(jù)洪特規(guī)則可知該原子價(jià)層電子排布為3s23p2，該原子為Si,3p能級(jí)上只有一個(gè)未成對(duì)電子的原子，根據(jù)洪特規(guī)則可知，該原子價(jià)層電子排布為3s23p1或3s23p5，該原子為Al或Cl，兩者處于同一周期，D正確。2．下列元素的價(jià)層電子排布與其在周期表中的位置對(duì)應(yīng)不正確的是()A．4s24p6第四周期第Ⅷ族B．3s2第三周期第ⅡA族C．1s2第一周期0族D．3d104s1第四周期第ⅠB族答案：A解析：4s24p6最外層充滿8個(gè)電子，應(yīng)是第四周期0族，A項(xiàng)錯(cuò)誤。3．已知某元素＋2價(jià)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，該元素在周期表中屬于()A．第ⅤB族 B．第ⅡB族C．第Ⅷ族 D．第ⅡA族答案：D解析：由題意推知，該元素的價(jià)層電子排布為4s2。故該元素位于第四周期第ⅡA族。4．下列有關(guān)粒子半徑大小關(guān)系比較中，正確的是()A．X＋與Y－的核外電子排布相同，則離子半徑：X＋>Y－B．原子X與Y的原子序數(shù)X＞Y，則原子半徑一定是X<YC．r(Cu)>r(Cu＋)>r(Cu2＋)D．同一主族非金屬原子半徑X>Y，則非金屬性：X>Y答案：C解析：核外電子排布相同的陰、陽(yáng)離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故離子半徑：X＋<Y－，A錯(cuò)誤；同一周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越??；但若位于不同周期，則原子序數(shù)越大，原子半徑可能越大，B錯(cuò)誤；原子失去電子后生成陽(yáng)離子，半徑變小，失去電子越多，半徑越小，故r(Cu)>r(Cu＋)>r(Cu2＋)，C正確；同一主族元素，電子層數(shù)越多，半徑越大，非金屬性越弱，D錯(cuò)誤。5．某元素X的逐級(jí)電離能(kJ·mol－1)分別為740、1500、7700、10500、13600、18000、21700，當(dāng)其單質(zhì)與氯氣反應(yīng)時(shí)最可能形成的陽(yáng)離子是()A．X＋B．X2＋C．X3＋ D．X4＋答案：B解析：該元素電離能在第二、第三電離能間發(fā)生突變，則其原子最外層有2個(gè)電子，最可能形成＋2價(jià)陽(yáng)離子，故選B項(xiàng)。6．現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中錯(cuò)誤的是()A．第一電離能：③>②>①B．原子半徑：②>①>③C．電負(fù)性：③>①>②D．最高正化合價(jià)：③>②>①答案：D解析：由基態(tài)原子的電子排布式可知，①為S，②為P，③為F，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但P的3p電子為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能：③>②>①，故A正確；電子層越多，原子半徑越大，同周期從左向右原子半徑逐漸減小，則原子半徑：②>①>③，故B正確；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性：③>①>②，故C正確；F無正價(jià)，最高正化合價(jià)：①>②，故D錯(cuò)誤。7．下列有關(guān)粒子性質(zhì)的排列順序中，錯(cuò)誤的是()A．原子半徑：Na>S>OB．穩(wěn)定性：PH3<H2S<H2OC．離子半徑：Al3＋>Mg2＋>Na＋D．第一電離能：O<F<Ne答案：C解析：根據(jù)電子層結(jié)構(gòu)相同的粒子，核電荷數(shù)越大，粒子半徑越小，故離子半徑：Na＋>Mg2＋>Al3＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．應(yīng)用元素周期律的有關(guān)知識(shí)，可以預(yù)測(cè)我們不知道的一些元素及其化合物的性質(zhì)。下列預(yù)測(cè)中不正確的是()①Be的氧化物的水化物可能具有兩性②Tl能與鹽酸和NaOH溶液作用，均產(chǎn)生氫氣③At單質(zhì)為有色固體，At難溶于水易溶于四氯化碳④Li在氧氣中劇烈燃燒，產(chǎn)物是Li2O2，其溶液是一種強(qiáng)堿⑤SrSO4是難溶于水的白色固體⑥H2Se是無色、有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體A．①②③④ B．②④⑥C．①③⑤ D．②④⑤答案：B解析：鉈不能與氫氧化鈉溶液作用產(chǎn)生氫氣；鋰燃燒只能生成氧化鋰；硒化氫的穩(wěn)定性小于硫化氫。9．最近我國(guó)科研人員發(fā)現(xiàn)了一種安全、高效的點(diǎn)擊化學(xué)試劑FSO2N3，下列有關(guān)F、S、O、N的說法中正確的是()A．電負(fù)性：F>N>O>SB．第一電離能：F>O>N>SC．最高正價(jià)：F>O＝S>ND．基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)：N>O＝S>F答案：D解析：電負(fù)性：F>O>N>S，A錯(cuò)誤；第一電離能：F>N>O>S，B錯(cuò)誤；F無正價(jià)，O無最高正價(jià)，C錯(cuò)誤；F、O、N、S的基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)分別為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、2個(gè)，故D正確。10．金、銀、銅、鐵、鋁和鈦均是人類大量生產(chǎn)和使用的金屬。試回答與上述金屬原子結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題：(1)上述金屬中屬于主族元素的有________。(2)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬?；鶓B(tài)鈦原子價(jià)層電子的軌道表示式為__________________。(3)基態(tài)金原子的價(jià)層電子排布為5d106s1，試判斷金在元素周期表中位于第________周期第________族。(4)已知Ag與Cu位于同一族，則Ag在元素周期表中位于________區(qū)(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。答案：(1)鋁(2)(3)六ⅠB(4)ds解析：(1)鋁屬于主族元素，其余屬于過渡元素。(2)鈦位于第四周期第ⅣB族，價(jià)層電子排布為3d24s2。(3)金元素的價(jià)層電子排布為5d106s1，位于第六周期第ⅠB族。(4)Ag位于第五周期第ⅠB族，價(jià)層電子排布為4d105s1，位于ds區(qū)。B組1．氣態(tài)中性原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為＋1價(jià)氣態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(I1)，氣態(tài)正離子繼續(xù)失去電子所需最低能量依次稱為第二電離能(I2)、第三電離能(I3)……下表是第3周期部分元素的電離能[單位：eV(電子伏特)]數(shù)據(jù)。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列說法正確的是()A．甲的金屬性比乙強(qiáng) B．乙的化合價(jià)為＋1價(jià)C．丙一定為金屬元素 D．丁一定是金屬元素答案：A解析：根據(jù)表中I1、I2、I3電離能的數(shù)據(jù)可知甲為Na元素，乙為Mg元素，丙、丁應(yīng)為Al以后的元素，且丙在丁的前面，故只有A正確。2．通常情況下，原子核外p能級(jí)、d能級(jí)等原子軌道上電子排布為“全空”“半充滿”“全充滿”的時(shí)候一般更加穩(wěn)定，稱為洪特規(guī)則的特例，下列事實(shí)能作為這個(gè)規(guī)則證據(jù)的是()①元素氦(He)的第一電離能遠(yuǎn)大于元素氫(H)的第一電離能②26Fe2＋容易失電子轉(zhuǎn)變?yōu)?6Fe3＋，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性③基態(tài)銅(Cu)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2④某種激發(fā)態(tài)碳(C)原子電子排布式為1s22s12p3而不是1s22s22p2A．①②B．②③C．③④ D．全部答案：B解析：①中He、H均沒有p、d能級(jí)電子，與特例無關(guān)，錯(cuò)誤；②中Fe2＋價(jià)層電子排布為3d6，而Fe3＋價(jià)層電子排布為3d5,3d5屬于半充滿狀態(tài)，體系穩(wěn)定，故Fe2＋易失去電子變?yōu)榉€(wěn)定的Fe3＋，正確；③中[Ar]3d104s1顯然符合d能級(jí)全充滿狀態(tài)，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正確；④屬于基態(tài)原子獲得能量，2s能級(jí)上一個(gè)電子躍遷到2p能級(jí)上，而激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，易變?yōu)榛鶓B(tài)放出能量，錯(cuò)誤。3．下列狀態(tài)的鋁元素中，電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小的是()A． B．C． D．答案：D解析：A、B為基態(tài)，其中A失去最外層2個(gè)電子，為第三電離能，B失去最外層1個(gè)電子，為第二電離能；C為鋁離子，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去最外層1個(gè)電子所需能量最大；D為鋁原子的激發(fā)態(tài)，易失去最外層的一個(gè)電子；所以電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小的是D。4．下表為部分短周期元素的原子結(jié)構(gòu)。元素編號(hào)原子結(jié)構(gòu)TL層比K層多5個(gè)電子XL層p電子數(shù)比s電子數(shù)多2個(gè)YM層p電子數(shù)為s電子數(shù)的一半ZL層有3個(gè)未成對(duì)電子(1)元素X的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________，元素Z的氣態(tài)氫化物的電子式為________。(2)寫出Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________