1、第3节元素性质及其变化规律必备知识必备知识素养奠基素养奠基一、原子半径及其变化规律一、原子半径及其变化规律1.1.原子半径的影响因素原子半径的影响因素2.2.递变规律递变规律同主族同主族从上到下电子层数越多从上到下电子层数越多, ,原子半径原子半径_同周期同周期从左到右从左到右, ,核电荷数越核电荷数越大大, ,原子半径原子半径_同周期过渡元素同周期过渡元素逐渐逐渐_,_,但变化但变化幅度不大幅度不大越大越大越小越小减小减小【做一做做一做】 将下列四种粒子按照半径由大到小进行排列将下列四种粒子按照半径由大到小进行排列_。基态基态X X的原子结构示意图为的原子结构示意图为 基态基态Y Y的价电子
2、排布式为的价电子排布式为3s3s2 23p3p5 5基态基态Z Z2-2-的轨道表示式为的轨道表示式为 W W基态原子有基态原子有2 2个电子层个电子层, ,电子式为电子式为 提示提示: :由题意可知由题意可知:X:X、Y Y、Z Z2-2-、W W分别为分别为S S、ClCl、S S2-2-、F F。S S、ClCl、S S2-2-、F F粒子半粒子半径大小排列顺序为径大小排列顺序为r(Sr(S2-2-)r(S)r(Cl)r(F)r(S)r(Cl)r(F)。二、电离能二、电离能1.1.电离能的概念及其分类电离能的概念及其分类: :概念概念_或或_失去一个电子所需要的最小能量失去一个电子所需要
3、的最小能量符号及单位符号及单位符号符号:_,:_,单位单位:_:_分类分类M(g) MM(g) M+ +(g)(g) _ _ _ _气态基态原子气态基态原子气态基态离子气态基态离子I IkJkJmolmol-1-1M M2+2+(g)(g)M M3+3+(g)(g)2.2.电离能的意义电离能的意义: :电离能越小电离能越小, ,该气态原子该气态原子( (或离子或离子) )越越_失去电子失去电子; ;电离能越大电离能越大, ,该气态原子该气态原子( (或离子或离子) )越越_失去电子。失去电子。容易容易难难3.3.递变规律递变规律: :同周期元素同周期元素随着原子序数的递增随着原子序数的递增,
4、,元素元素的第一电离能呈现的第一电离能呈现_的的趋势趋势同主族元素同主族元素自上而下第一电离能自上而下第一电离能逐渐逐渐_增大增大减小减小【情境情境思考思考】比较金属活泼性常用的方法有以下两种比较金属活泼性常用的方法有以下两种: :常见金属在溶液中的活动性顺序为常见金属在溶液中的活动性顺序为第一电离能数值第一电离能数值(kJmol(kJmol-1-1) )镁镁738738铝铝577577将相同的镁片和铝片分别加入等量等浓度的盐酸中将相同的镁片和铝片分别加入等量等浓度的盐酸中, ,镁片上生成气泡的速率比镁片上生成气泡的速率比铝片要快很多铝片要快很多, ,这说明镁比铝在盐酸溶液中更活泼这说明镁比铝
5、在盐酸溶液中更活泼, ,但是两者的另外一个能够但是两者的另外一个能够衡量金属性强弱的数值衡量金属性强弱的数值电离能的数值大小却正好相反电离能的数值大小却正好相反, ,产生这个差异的原产生这个差异的原因是什么因是什么? ?提示提示: :由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同, ,所以二者并不完全一所以二者并不完全一致。电离能是气态原子或气态离子失去一个电子所需的最小能量致。电离能是气态原子或气态离子失去一个电子所需的最小能量, ,而金属活动而金属活动性是指金属单质在溶液中的活泼性性是指金属单质在溶液中的活泼性, ,受电离能和其他能量变化总和的影响受电
6、离能和其他能量变化总和的影响, ,故故二者并不完全一致。二者并不完全一致。三、电负性及其应用三、电负性及其应用定义定义元素的原子在化合物中元素的原子在化合物中_的标度。电负性越大的标度。电负性越大, ,表示其原子在化合物中吸引电子的能力表示其原子在化合物中吸引电子的能力_衡量衡量标准标准F_F_递变递变规律规律同周期同周期, ,自左到右自左到右, ,元素原子的电负性逐渐元素原子的电负性逐渐_同主族同主族, ,自上到下自上到下, ,元素原子的电负性逐渐元素原子的电负性逐渐_吸引电子能力吸引电子能力越强越强4.04.0变大变大变小变小应用应用判断金属性和非金属性的强弱判断金属性和非金属性的强弱 判
7、断元素化合价的正负判断元素化合价的正负 判断化学键的性质判断化学键的性质 【情境情境思考思考】电负性是以氟元素的电负性电负性是以氟元素的电负性4.04.0作为标准计算出来的作为标准计算出来的, ,请问电负性大约为请问电负性大约为2 2的元的元素应该在周期表的什么位置素应该在周期表的什么位置? ?提示提示: :氟元素非金属性最强为氟元素非金属性最强为4.0,4.0,则电负性大约为则电负性大约为2 2的元素应该既具有金属性又的元素应该既具有金属性又具有非金属性具有非金属性, ,应该在金属和非金属的分界线处。应该在金属和非金属的分界线处。关键能力关键能力素养形成素养形成知识点一微粒半径大小比较知识点
8、一微粒半径大小比较【重点释疑重点释疑】1.1.决定因素决定因素2.2.规律规律微粒特点微粒特点比较方法比较方法实例实例原原子子同周期元素同周期元素核电荷数越大核电荷数越大, ,半径越小半径越小r(Na)r(Mg)r(Na)r(Mg)r(Al)r(Al)同主族元素同主族元素电子层数越多电子层数越多, ,半径越大半径越大r(F)r(Cl)r(Br)r(F)r(Cl)r(C)r(S)r(C)离离子子具有相同具有相同电子层结构电子层结构核电荷数越大核电荷数越大, ,半径越小半径越小r(Nar(Na+ +)r(Mg)r(Mg2+2+)r(Alr(Al3+3+) )电子数和电子数和核电荷数核电荷数均不同均
9、不同通过电子数或核电荷数相同的微粒作通过电子数或核电荷数相同的微粒作参照物参照物r(Alr(Al3+3+)r(O)r(O2-2-)r(Fer(Fe)r(Fe2+2+)r(Fe)r(Fe3+3+) )【思考思考讨论讨论】(1)(1)同一周期元素的原子半径从左往右依次减小吗同一周期元素的原子半径从左往右依次减小吗? ?提示提示: :由于稀有气体结构的特殊性由于稀有气体结构的特殊性, ,其原子半径的计算方法与其他元素不同其原子半径的计算方法与其他元素不同, ,则则稀有气体原子半径与其他元素原子半径不作比较。因此在比较同一周期元素的稀有气体原子半径与其他元素原子半径不作比较。因此在比较同一周期元素的原
10、子半径时应该将稀有气体除外。原子半径时应该将稀有气体除外。(2)(2)如何比较相邻周期不同主族的两种元素原子的半径如何比较相邻周期不同主族的两种元素原子的半径? ?提示提示: :找出其中一种元素的同主族元素作为参照物进行比较找出其中一种元素的同主族元素作为参照物进行比较, ,如比较如比较A A、B B的原子的原子半径半径, ,可引入可引入C C元素元素 , ,可得出原子半径大小顺序为可得出原子半径大小顺序为ACBACB。 BA C【案例示范案例示范】【典例典例】(2020(2020盐城高二检测盐城高二检测) )已知已知A An+n+、B B(n+1)+(n+1)+、C Cn-n-、D D(n+
11、1)-(n+1)-都具有相同的电子都具有相同的电子层结构层结构, ,则则A A、B B、C C、D D的原子半径由大到小的顺序是的原子半径由大到小的顺序是_,_,离子半径由大到小的顺序是离子半径由大到小的顺序是_,_,原子序数由大到小的顺序是原子序数由大到小的顺序是_。【解题指南解题指南】解答本题注意以下两点解答本题注意以下两点: :(1)(1)利用赋值法推断元素的相对位置利用赋值法推断元素的相对位置; ;(2)(2)利用微粒半径大小比较的方法比较原子或者离子的半径大小。利用微粒半径大小比较的方法比较原子或者离子的半径大小。【解析解析】因因A An+n+、B B(n+1)+(n+1)+、C C
12、n-n-、D D(n+1)-(n+1)-都具有相同的电子层结构都具有相同的电子层结构, ,可将可将A A、B B、C C、D D在周期表中的位置关系表示如下在周期表中的位置关系表示如下: :从上表不难判断从上表不难判断A A、B B、C C、D D的原子半径由大到小的顺序是的原子半径由大到小的顺序是ABDC;ABDC;因四种离子因四种离子的核外电子层结构相同的核外电子层结构相同, ,核电荷数小的离子半径大核电荷数小的离子半径大, ,因此可以判断离子半径从大因此可以判断离子半径从大到小的顺序是到小的顺序是D D(n+1)-(n+1)-CCn-n-AAn+n+BB(n+1)+(n+1)+; ;原子
13、序数由大到小的顺序是原子序数由大到小的顺序是BACDBACD。答案答案: :ABDCABDCD D(n+1)-(n+1)-CCn-n-AAn+n+BB(n+1)+(n+1)+BACDBACDD DC CA AB B【母题追问母题追问】(1)(1)比较上题中比较上题中A A原子与原子与A An+n+的半径大小。的半径大小。提示提示: :由于由于A A原子比原子比A An+n+多一个电子层多一个电子层, ,因此因此A A原子的半径更大。原子的半径更大。(2)(2)比较上题中比较上题中C C原子与原子与C Cn-n-的半径大小。的半径大小。提示提示: :由于两种微粒的电子层数相同、核电荷数相等由于两
14、种微粒的电子层数相同、核电荷数相等, ,阴离子的最外层电子数多阴离子的最外层电子数多, ,因此其半径更大。因此其半径更大。【规律方法规律方法】“三看三看”比较微粒半径的大小比较微粒半径的大小“一看一看”电子层数电子层数: :当电子层数不同时当电子层数不同时, ,电子层数越多电子层数越多, ,半径越大。半径越大。“二看二看”核电荷数核电荷数: :当电子层数相同时当电子层数相同时, ,核电荷数越大核电荷数越大, ,半径越小。半径越小。“三看三看”核外电子数核外电子数: :当电子层数和核电荷数均相同时当电子层数和核电荷数均相同时, ,核外电子数越多核外电子数越多, ,半径半径越大。越大。【迁移迁移应
15、用应用】1.(1.(双选双选) )若若a aA Am+m+与与b bB Bn-n-的核外电子排布相同的核外电子排布相同, ,则下列关系不正确的是则下列关系不正确的是( () )A.A.离子半径离子半径:A:Am+m+BBn-n-B.B.原子半径原子半径:AB:ABC.AC.A的原子序数比的原子序数比B B的小的小m+nm+nD.b=a-n-mD.b=a-n-m【解析解析】选选B B、C C。因为。因为a aA Am+m+与与b bB Bn-n-的核外电子排布相同的核外电子排布相同, ,即即b+n=a-m,b+n=a-m,推知推知a-b=m+n,a-b=m+n,故故A A的原子序数比的原子序数比
16、B B的大的大m+n;m+n;由上式可知由上式可知b=a-m-n;b=a-m-n;核外电子层结构相同时核外电子层结构相同时, ,核电核电荷数越大荷数越大, ,微粒半径越小微粒半径越小, ,故离子半径故离子半径:A:Am+m+BB:AB。2.2.下列微粒半径大小比较错误的是下列微粒半径大小比较错误的是( () )A.KNaLiA.KNaLiB.NaB.Na+ +MgMg2+2+AlAl3+3+C.MgC.Mg2+2+NaNa+ +FF- -D.ClD.Cl- -FF- -FF【解析解析】选选C C。同主族。同主族, ,由上到下微粒半径逐渐增大由上到下微粒半径逐渐增大,A,A项正确项正确; ;核外
17、电子排布相核外电子排布相同的微粒同的微粒, ,核电荷数越大核电荷数越大, ,微粒半径越小微粒半径越小,B,B项正确项正确;C;C项应该为项应该为F F- -NaNa+ +MgMg2+2+;D;D项可项可引入引入Cl,Cl,顺序为顺序为ClCl- -ClFClF- -F,F,正确。正确。3.3.已知短周期元素的离子已知短周期元素的离子a aA A2+2+、b bB B+ +、c cC C3-3-、d dD D- -都具有相同的电子层结构都具有相同的电子层结构, ,则下列则下列叙述正确的是叙述正确的是( () )A.A.原子半径原子半径:ABDC:ABDCB.B.原子序数原子序数:dcba:dcb
18、aC.C.离子半径离子半径:C:C3-3-DD- -BB+ +AA2+2+D.D.单质的还原性单质的还原性:ABDC:ABDC【解析解析】选选C C。a aA A2+2+、b bB B+ +、c cC C3-3-、d dD D- -都是短周期元素的离子都是短周期元素的离子, ,电子层结构相同电子层结构相同, ,其在周期其在周期表中的相对位置关系可表示为表中的相对位置关系可表示为因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为abdc;abdc;元素原子半径的大小顺序为元素原子半径的大小顺序为r(B)r(A)r(C)r(D);r(B)r(A)r(C)r(D);电子层结
19、构相同的离子电子层结构相同的离子, ,阴离子半径必大于阳离子半径阴离子半径必大于阳离子半径, ,且带负且带负电荷越多半径越大电荷越多半径越大, ,阳离子带正电荷越多半径越小阳离子带正电荷越多半径越小, ,故离子半径由大到小的顺序为故离子半径由大到小的顺序为r(Cr(C3-3-)r(D)r(D- -)r(B)r(B+ +)r(A)r(A2+2+););单质中同周期的单质中同周期的A A、B B为金属为金属,A,A原子序数大于原子序数大于B,B,故还原性应故还原性应为为BA,BA,同周期非金属元素同周期非金属元素C C、D,CD,C的原子序数小于的原子序数小于D,CD,C的还原性应大于的还原性应大
20、于D D。 c cC C3-3-d dD D- -b bB B+ +a aA A2+2+【补偿训练补偿训练】1.1.下列关于微粒半径的说法正确的是下列关于微粒半径的说法正确的是( () )A.A.原子序数越大原子序数越大, ,原子半径越大原子半径越大B.B.核外电子层结构相同的单核粒子核外电子层结构相同的单核粒子, ,半径相同半径相同C.C.质子数相同的不同单核粒子质子数相同的不同单核粒子, ,电子数越多半径越大电子数越多半径越大D.D.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径【解析解析】选选C C。同周期主族元素
21、。同周期主族元素, ,原子序数增大原子序数增大, ,原子半径减小原子半径减小; ;对于核外电子层对于核外电子层结构相同的单核离子和原子结构相同的单核离子和原子, ,半径是不同的半径是不同的; ;质子数相同的不同单核粒子质子数相同的不同单核粒子, ,阴离阴离子半径子半径 原子半径原子半径 阳离子半径阳离子半径; ;由于同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减由于同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小小, ,故故AA族的原子半径不一定比上一周期族的原子半径不一定比上一周期AA族元素原子半径大族元素原子半径大, ,如如r(Li)r(S)r(Cl)r(Li)r(S)r(Cl)。2.2.下列各组微粒半径之比
22、大于下列各组微粒半径之比大于1 1的是的是( () ) 【解析解析】选选B B。微粒半径比值大于。微粒半径比值大于1,1,即比例式中分子的微粒半径应大于分母的即比例式中分子的微粒半径应大于分母的微粒半径。微粒半径。A A项中元素属同周期关系项中元素属同周期关系,r(Na)r(Mg),r(Na)r(Mg),比值小于比值小于1;B1;B项中元素属同项中元素属同周期关系周期关系,r(P)r(Cl),r(P)r(Cl),比值大于比值大于1;C1;C项中属核外电子排布相同的两种微粒项中属核外电子排布相同的两种微粒, ,应为应为r(Nar(Na+ +)r(Al)r(Al3+3+),),比值小于比值小于1;
23、D1;D项中属同周期元素形成的不同离子项中属同周期元素形成的不同离子,K,K+ +核外有核外有3 3层电层电子子,Br,Br- -核外有核外有4 4层电子层电子, ,显然显然,r(K,r(K+ +)r(Br)r(Br- -),),比值小于比值小于1 1。 3r Alr Kr Mgr PA.B.C.D.r Nar Clr Nar Br【素养提升素养提升】卤水学名为盐卤卤水学名为盐卤, ,是由海水或盐湖水制盐后是由海水或盐湖水制盐后, ,残留于盐池内的母液。蒸发冷却后残留于盐池内的母液。蒸发冷却后析出氯化镁结晶析出氯化镁结晶, ,称为卤块。卤水是我国北方制豆腐常用的凝固剂称为卤块。卤水是我国北方制
24、豆腐常用的凝固剂, ,能使豆浆中能使豆浆中的蛋白质凝结成凝胶的蛋白质凝结成凝胶, ,把水分离出来。用盐卤作凝固剂制成的豆腐把水分离出来。用盐卤作凝固剂制成的豆腐, ,硬度、弹性硬度、弹性和韧性较强和韧性较强, ,称为老豆腐称为老豆腐, ,或北豆腐、硬豆腐。谚语云或北豆腐、硬豆腐。谚语云: :卤水点豆腐卤水点豆腐, ,一物降一物。一物降一物。卤水中含有钙离子、氯离子、溴离子、镁离子等。卤水中含有钙离子、氯离子、溴离子、镁离子等。(1)(1)这些原子的半径由小到大的顺序如何排列这些原子的半径由小到大的顺序如何排列? ?(2)(2)这些离子的半径由小到大如何排列这些离子的半径由小到大如何排列? ?提
25、示提示: :(1)(1)由此可以判断原子半径大小由此可以判断原子半径大小:r(Cl)r(Mg)r(Br)r(Ca):r(Cl)r(Mg)r(Br)r(Ca)。原子原子CaCaBrBrMgMgClCl电子层数电子层数4 44 43 33 3核电荷数核电荷数2020353512121717(2)(2)由此可以判断离子半径大小由此可以判断离子半径大小r(Mgr(Mg2+2+)r(Ca)r(Ca2+2+)r(Cl)r(Cl- -)r(Br) 金属电负性判断金属电负性判断; ;2.2.利用同周期、同主族电负性变化规律判断利用同周期、同主族电负性变化规律判断; ;3.3.利用气态氢化物的稳定性判断利用气态
26、氢化物的稳定性判断; ;4.4.利用最高价氧化物对应水化物的酸、碱性强弱判断利用最高价氧化物对应水化物的酸、碱性强弱判断; ;5.5.利用单质与利用单质与H H2 2化合的难易判断化合的难易判断; ;6.6.利用单质与水或酸反应置换氢的难易判断利用单质与水或酸反应置换氢的难易判断; ;7.7.利用化合物中所呈现的化合价判断利用化合物中所呈现的化合价判断; ;8.8.利用置换反应判断。利用置换反应判断。【易错提醒易错提醒】电负性应用的局限性电负性应用的局限性(1)(1)电负性描述的是原子核对电子吸引能力的强弱电负性描述的是原子核对电子吸引能力的强弱; ;并不能把电负性的大小作为并不能把电负性的大
27、小作为衡量金属和非金属的绝对标准。衡量金属和非金属的绝对标准。(2)(2)元素电负性的值是个相对的值元素电负性的值是个相对的值, ,没有单位。没有单位。(3)(3)并不是所有电负性差值大的元素间都形成离子键并不是所有电负性差值大的元素间都形成离子键, ,电负性差值小的元素间都电负性差值小的元素间都形成共价键形成共价键, , 应注意一些特殊情况。应注意一些特殊情况。 (4)(4)电负性数值相同电负性数值相同, ,元素的非金属性或金属性不一定相同。如元素的非金属性或金属性不一定相同。如N N和和ClCl的电负性的电负性数值相同数值相同, ,但但N N的非金属性弱于的非金属性弱于ClCl。【案例示范
28、案例示范】【典例典例】(2020(2020连云港高二检测连云港高二检测).).不同元素的气态原子失去最外层一个电不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量子所需要的能量( (设其为设其为E)E)如图所示。如图所示。试根据元素在周期表中的位置试根据元素在周期表中的位置, ,分析图中曲线的变化特点分析图中曲线的变化特点, ,并回答下列问题并回答下列问题: :(1)(1)同主族内不同元素的同主族内不同元素的E E值变化的特点是值变化的特点是_。各主族中各主族中E E值的这种变化特点体现了元素性质的值的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。变化规律。(2)(2)同周期内同周期内, ,随原子序数
29、增大随原子序数增大,E,E值增大值增大, ,但个别元素的但个别元素的E E值出现反常现象。试预值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是测下列关系式中正确的是_(_(填写编号填写编号) )。E(E(砷砷)E()E(硒硒) )E(E(砷砷)E()E()E(硒硒) )E(E(溴溴)E()E(硒硒) )(3)10(3)10号元素号元素E E值较大的原因是值较大的原因是_。.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值x x来表示来表示, ,若若x x越越大大, ,其原子吸引电子的能力越强其原子吸引电子的能力越强, ,在所形成的分子中成为带负
30、电荷的一方。下面在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下面是某些短周期元素的是某些短周期元素的x x值值: :元素符号元素符号LiLiBeBeB BC CO OF Fx x值值0.980.981.571.572.042.042.252.253.443.443.983.98元素符号元素符号NaNaAlAlSiSiP PS SClClx x值值0.930.931.611.611.901.902.192.192.582.583.163.16(1)(1)推测在同周期的元素中推测在同周期的元素中x x值与原子半径的关系是值与原子半径的关系是_。短周期元素短周期元素x x值的变化特点值的变化特点, ,体现了
31、元素性质的体现了元素性质的_变化规律。变化规律。(2)(2)通过分析通过分析x x值的变化规律值的变化规律, ,确定确定MgMg、N N的的x x值范值范围围:_x(Mg)_,_x(N)_:_x(Mg)_,_x(N)1.7x1.7时时, ,一般为离子一般为离子键键;x1.7,;xE()E(硒硒) )、E(E(溴溴)E()E(硒硒) )。(3)10(3)10号元素是稀有气体氖号元素是稀有气体氖, ,该元素原子的最外层该元素原子的最外层2s2s、2p2p轨道全充满轨道全充满, ,结构稳定。结构稳定。.(1).(1)表中同一周期的元素从表中同一周期的元素从LiF,xLiF,x值越来越大。而我们已知的
32、同一周期元值越来越大。而我们已知的同一周期元素从素从LiF,LiF,原子半径越来越小原子半径越来越小, ,故原子半径越小故原子半径越小,x,x值越大。值越大。(2)(2)根据根据(1)(1)中的规律中的规律,Mg,Mg的的x x值应大于值应大于NaNa的的x x值值(0.93)(0.93)小于小于BeBe的的x x值值(1.57);N(1.57);N的的x x值应大于值应大于C C的的x x值值(2.25)(2.25)小于小于O O的的x x值值(3.44)(3.44)。(3)(3)从从P P和和N N的的x x值大小可看出值大小可看出,N,N原子吸引电子的能力比原子吸引电子的能力比P P原子
33、的强原子的强, ,在形成的分子在形成的分子中中N N原子带负电荷原子带负电荷, ,故共用电子对偏向故共用电子对偏向N N原子一方。原子一方。(4)(4)根据规律根据规律,Br,Br的的x x值小于值小于ClCl的的x x值值(3.16),AlCl(3.16),AlCl3 3中的中的x=3.16-1.61=1.55,x=3.16-1.61=1.55,所所以以AlBrAlBr3 3中的化学键为共价键。中的化学键为共价键。(5)(5)元素周期表中元素周期表中, ,非金属性最强的元素是非金属性最强的元素是F,F,推测推测x x值最大的应为值最大的应为F F。答案答案: :.(1).(1)随着原子序数增
34、大随着原子序数增大,E,E值变小递变性值变小递变性(2)(2)(3)10(3)10号元素为氖号元素为氖, ,该元素原子最外层该元素原子最外层2s2s、2p2p轨道全充满轨道全充满, ,结构稳定结构稳定.(1).(1)原子半径越小原子半径越小,x,x值越大周期性值越大周期性(2)0.93(2)0.931.571.572.252.253.443.44(3)(3)氮氮(4)(4)共价键共价键(5)F(5)F(6)Al(6)Al元素和元素和ClCl元素的元素的xx为为1.551.7,1.551.7,所以形成共价键所以形成共价键, ,为共价化合物为共价化合物【母题追问母题追问】(1)(1)根据上题所给数
35、据估计根据上题所给数据估计1 mol1 mol气态气态CaCa原子失去最外层一个电子原子失去最外层一个电子所需能量所需能量E E值的范围。值的范围。提示提示: :根据同主族、同周期规律可以推测根据同主族、同周期规律可以推测:E(K)E(Ca)E(Mg):E(K)E(Ca)I(N)I1 1(C)I(C)I1 1(O)I(O)I1 1(B)(B)B.IB.I1 1(N)I(N)I1 1(O)I(O)I1 1(B)I(B)I1 1(C)(C)C.IC.I1 1(N)I(N)I1 1(O)I(O)I1 1(C)I(C)I1 1(B)(B)D.ID.I1 1(O)I(O)I1 1(N)I(N)I1 1(
36、C)I(C)I1 1(B)(B)【解析解析】选选C C。B B、C C、N N、O O属于同周期元素属于同周期元素, ,同一周期元素随原子序数递增同一周期元素随原子序数递增, ,第第一电离能有增大的变化趋势一电离能有增大的变化趋势, ,但但AA族元素大于族元素大于AA族元素族元素,A,A族元素大于族元素大于AA族族元素。元素。3.3.如图是第如图是第3 3周期周期11111717号元素某些性质变化趋势的柱形图号元素某些性质变化趋势的柱形图, ,下列有关说法中正下列有关说法中正确的是确的是 ( () )A.yA.y轴表示的可能是电离能轴表示的可能是电离能B.yB.y轴表示的可能是电负性轴表示的可
37、能是电负性C.yC.y轴表示的可能是原子半径轴表示的可能是原子半径D.yD.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数【解析解析】选选B B。对于第。对于第3 3周期周期11111717号元素号元素, ,随着原子序数的增大随着原子序数的增大, ,第一电离能呈第一电离能呈增大趋势增大趋势, ,但但MgMg、P P特殊特殊, ,故故A A项错误项错误; ;原子半径逐渐减小原子半径逐渐减小, ,故故C C项错误项错误; ;形成基态离形成基态离子转移的电子数依次为子转移的电子数依次为NaNa为为1,Mg1,Mg为为2,Al2,Al为为3,Si3,Si不易形成离子不易
38、形成离子,P,P为为3,S3,S为为2,Cl2,Cl为为1,1,故故D D项错误。项错误。【素养提升素养提升】下表为下表为NaNa、MgMg、AlAl的电离能的电离能(kJmol(kJmol-1-1) )。元素元素电离能电离能NaNaMgMgAlAlI I1 1496496738738577577I I2 24 5624 5621 4511 4511 8171 817I I3 36 9126 9127 7337 7332 7452 745I I4 49 5439 54310 54010 54011 57511 575分析表中各元素电离能的变化分析表中各元素电离能的变化, ,回答下列问题回答下列
39、问题: :(1)(1)为什么同一元素的电离能逐级增大为什么同一元素的电离能逐级增大? ?提示提示: :原子失电子时原子失电子时, ,首先失去的是能量最高的电子首先失去的是能量最高的电子, ,故第一电离能较小故第一电离能较小, ,原子失原子失去电子后变成阳离子去电子后变成阳离子, ,离子半径变小离子半径变小, ,原子核对电子的引力增强原子核对电子的引力增强, ,从而使电离能从而使电离能逐级增大。逐级增大。(2)(2)钠原子为什么容易失去钠原子为什么容易失去1 1个电子成为个电子成为+1+1价的阳离子价的阳离子? ?提示提示: :钠原子的钠原子的I I2 2I I1 1, ,说明钠原子很容易失去说
40、明钠原子很容易失去1 1个电子成为个电子成为+1+1价阳离子价阳离子, ,形成形成NaNa+ +为为1s1s2 22s2s2 22p2p6 6稳定结构后稳定结构后, ,原子核对外层电子的有效吸引作用变得更强。因此原子核对外层电子的有效吸引作用变得更强。因此, ,钠钠元素常见价态为元素常见价态为+1+1价。价。(3)(3)上表中能够说明镁、铝原子通常分别形成上表中能够说明镁、铝原子通常分别形成MgMg2+2+、AlAl3+3+的依据是什么的依据是什么? ?提示提示: :说明镁原子通常形成说明镁原子通常形成+2+2价阳离子的依据是价阳离子的依据是I I3 3I I2 2。说明铝原子通常形成。说明铝
41、原子通常形成+3+3价阳离子的依据是价阳离子的依据是I I4 4I I3 3。【课堂回眸课堂回眸】课堂检测课堂检测素养达标素养达标1.(20201.(2020三亚高二检测三亚高二检测) )关于同一种元素的原子或离子关于同一种元素的原子或离子, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.A.原子半径比阴离子半径小原子半径比阴离子半径小B.B.原子半径比阴离子半径大原子半径比阴离子半径大C.C.原子半径比阳离子半径小原子半径比阳离子半径小D.D.带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大【解析解析】选选A A。对于同一种元素的原子和离子
42、。对于同一种元素的原子和离子, ,核电荷数相同核电荷数相同, ,则核外电子数越则核外电子数越多多, ,半径越大半径越大, ,故阴离子半径故阴离子半径 原子半径原子半径 阳离子半径阳离子半径, ,且带正电荷多的阳离子半且带正电荷多的阳离子半径更小。径更小。2.2.具有下列电子构型的元素中具有下列电子构型的元素中, ,第一电离能最小的是第一电离能最小的是( () )A.nsA.ns2 2npnp3 3B.nsB.ns2 2npnp4 4C.nsC.ns2 2npnp5 5D.nsD.ns2 2npnp6 6【解析解析】选选B B。nsns2 2npnp3 3为半充满稳定结构为半充满稳定结构, ,第
43、一电离能为第一电离能为nsns2 2npnp3 3nsns2 2npnp4 4, ,对于题给对于题给四个选项四个选项, ,其第一电离能由小到大顺序为其第一电离能由小到大顺序为nsns2 2npnp4 4nsns2 2npnp3 3nsns2 2npnp5 5nsNaLiA.KNaLiB.FOSB.FOSC.AsPNC.AsPND.ONCD.ONC【解析解析】选选B B、D D。A A、C C两项中元素电负性的排序与两项中元素电负性的排序与“同主族自上而下同主族自上而下, ,元素的元素的电负性逐渐减小电负性逐渐减小”的规律不符的规律不符, ,错误错误;B;B项、项、D D项中元素电负性的排序与项
44、中元素电负性的排序与“同周期同周期从左到右从左到右, ,主族元素的电负性逐渐增大主族元素的电负性逐渐增大”“”“同主族从上到下同主族从上到下, ,元素的电负性逐渐元素的电负性逐渐减小减小”的规律相符的规律相符, ,正确。正确。【补偿训练补偿训练】对对A A、B B两种主族元素两种主族元素( (除除AA族族) )来说来说, ,下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( () )A.AA.A的电负性大于的电负性大于B,B,则则A A的第一电离能一定大于的第一电离能一定大于B BB.AB.A的电负性大于的电负性大于B,B,则则A A的失电子能力大于的失电子能力大于B BC.AC.A的电负性大于的电负性大
45、于B,B,则则A A的得电子能力大于的得电子能力大于B BD.AD.A的电负性大于的电负性大于B,B,则则A A的原子半径一定小于的原子半径一定小于B B【解析解析】选选C C。电负性是指元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。电负性是指元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度,C,C项正确项正确,B,B项项错误错误; ;元素的电负性大对应原子的第一电离能不一定大元素的电负性大对应原子的第一电离能不一定大, ,如如:Mg:Mg的第一电离能大于的第一电离能大于AlAl的的第一电离能第一电离能, ,而而MgMg的电负性小于的电负性小于AlAl的电负性的电负性,A,A项错误项错误; ;元素的电负性大原
46、子半径不一定元素的电负性大原子半径不一定就小就小, ,如如: :原子半径原子半径HF,HH,DFH,D项错误。项错误。4.4.按第一电离能递增的顺序排列的是按第一电离能递增的顺序排列的是( () )A.LiA.Li、NaNa、K K B.NaB.Na、AlAl、S S C.P C.P、SiSi、AlAl D.ClD.Cl、BrBr、I I【解析解析】选选B B。同周期元素从左到右。同周期元素从左到右, ,第一电离能在总体上呈现从小到大的变化第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势趋势, ,同主族元素同主族元素, ,从上到下从上到下, ,第一电离能逐渐减小。第一电离能逐渐减小。5.(20205.
47、(2020济宁高二检测济宁高二检测) )美国美国“海狼海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质合金作载热介质, ,下列关于下列关于AlAl、NaNa原子结构的分析中正确的是原子结构的分析中正确的是( () )A.A.原子半径原子半径:AlNa:AlNaB.B.第一电离能第一电离能:AlNa:AlNaC.C.电负性电负性:NaAl:NaAlD.D.基态原子未成对电子数基态原子未成对电子数:NaAl:NaAl【解析解析】选选B B。根据元素性质变化规律知。根据元素性质变化规律知, ,原子半径原子半径:NaAl,:NaAl,第一电离能第一电离能:AlN
48、a,:AlNa,电负性电负性:NaAl:NaAl。AlAl和和NaNa基态原子的核外电子排布式为基态原子的核外电子排布式为Ne3sNe3s2 23p3p1 1、Ne3sNe3s1 1, ,未未成对电子数相等。成对电子数相等。6.6.下表是元素周期表的一部分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种化学元素。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。(1)(1)上述第上述第3 3周期中第一电离能周期中第一电离能(I(I1 1) )最大的是最大的是_,c_,c和和f f的的I I1 1大小关系是大小关系是_大于大于_(_(用字母表示用字母表示) )。(2)(2)上述元素中上述元素中,
49、,原子中未成对电子数最多的是原子中未成对电子数最多的是_,_,写出该元素的电子排写出该元素的电子排布式布式:_:_。(3)(3)根据下表所提供的电离能数据根据下表所提供的电离能数据, ,回答下列问题。回答下列问题。表中表中X X可能为以上可能为以上1313种元素中的种元素中的_(_(填写字母填写字母) )元素。用元素符号表示元素。用元素符号表示X X和和j j形成的化合物的化学式形成的化合物的化学式_。Y Y是周期表中的是周期表中的_族的元素。族的元素。锂锂X XY YI I1 1520520496496580580I I2 27 2997 2994 5704 5701 8201 820I I
50、3 311 81611 8166 9206 9202 7502 750I I4 49 5509 55011 60011 600【解析解析】(1)(1)周期表中所列周期表中所列1313种元素分别是种元素分别是NaNa、H H、MgMg、SrSr、ScSc、AlAl、GeGe、C C、P P、O O、TeTe、ClCl、Ar,Ar,其中其中NaNa、MgMg、AlAl、P P、ClCl、ArAr属于第属于第3 3周期周期, ,原子结构最稳定的原子结构最稳定的是是Ar,Ar,故其故其I I1 1最大最大,Mg,Mg、AlAl的核外电子排布分别为的核外电子排布分别为1s1s2 22s2s2 22p2p
