2020学年高中化学 第1章 原子结构 第3节 原子结构与元素性质教学案 鲁科版选修3

2020学年高中化学 第1章 原子结构 第3节 原子结构与元素性质教学案 鲁科版选修3

第3节 原子结构与元素性质 第1课时　‎ 电离能及其变化规律 ‎ [课标要求]‎ ‎1．能说出元素电离能的涵义。‎ ‎2．能应用元素的电离能说明元素的某些性质。‎ ‎1.电离能：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。符号：I，单位：kJ·mol－1。‎ ‎2．第一电离能：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。符号：I1。‎ ‎3．同周期从左到右，元素的第一电离能有增大趋势，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，ⅤA族元素大于ⅥA族元素；同主族从上而下，元素的第一电离能逐渐减小。‎ ‎4．第一电离能越小，越易失去电子，金属性越强；第一电离能越大，越难失去电子，金属性越弱。‎ ‎1．电离能及其分类 ‎(1)电离能 ‎①概念：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。‎ ‎②符号：I，单位：kJ·mol－1。‎ ‎(2)电离能的分类 M(g)M＋(g) ‎2．电离能的意义 电离能越小，该气态原子越容易失去电子；‎ 电离能越大，该气态原子越难失去电子。‎ ‎[特别提醒]　‎ ‎(1)理解电离能的概念时要把握两点：一是气态(原子或离子)；二是最小能量。‎ ‎(2)对于同一元素：I3＞I2＞I1。‎ ‎(3)运用电离能的数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。‎ 28‎ ‎1．元素原子得失电子的能力与元素在元素周期表中的位置存在着一定的联系。在元素周期表中，最容易失电子的元素的位置在(　　)‎ A．右下角　　　　　　 B．左上角 C．右上角 D．左下角 解析：选D　同周期主族元素，从左向右原子失电子能力逐渐减弱；同主族元素，从上到下原子失电子能力逐渐增强。‎ ‎2．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)‎ A．最易失去的电子能量最高 B．电离能最小的电子能量最高 C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D．在离核最近区域内运动的电子能量最低 解析：选C　原子易失去的电子应是离核最远的外层电子，其能量最高，A正确；B项，电离能最小的电子离原子核最远，受原子核的吸引力最小，能量最高，B正确；处于较高电子层中的 s 轨道电子的能量要比处于较低电子层中 p 轨道电子的能量高，C错误；能量越低的电子尽量排布在离原子核越近的轨道上，D正确。‎ ‎1．第一电离能－原子序数图 ‎2．元素第一电离能的变化规律 同周期 碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，从左到右，第一电离能总体呈现从小到大的变化趋势 同主族 从上到下第一电离能逐渐减小 ‎3．影响因素 28‎ ‎1．同一周期自左至右元素的第一电离能是否逐渐增大？‎ 提示：否。‎ ‎2．为什么一种元素的各级电离能是逐渐增大的？‎ 提示：气态阳离子所带正电荷多，比不带电荷的气态原子或所带正电荷少的气态阳离子对电子的吸引力要大。‎ ‎1．元素第一电离能周期性变化规律中的特例 ⅡA族元素原子最外电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状态，ⅤA族元素原子最外电子层的p轨道处于半充满状态，根据洪特规则的特例，二者均属于相对稳定的状态，故这两个主族的元素原子相对较难失去第一个电子，第一电离能分别比同周期相邻元素的第一电离能都高，属于电离能周期性变化的特例。例如I1(Na)＜I1(Mg)、I1(Mg)＞I1(Al)；I1(Si)＜I1(P)、I1(P)＞I1(S)。‎ ‎2．电离能的应用 ‎(1)根据电离能数据，确定元素核外电子的排布。如Li：I1≤I2＜I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个电子层上(K、L电子层)，且最外层上只有一个电子。‎ ‎(2)根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。如K：I1≤I2＜I3，表明K原子易失去一个电子形成＋1价阳离子。‎ ‎(3)判断元素的金属性、非金属性强弱：I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。‎ ‎1．比较下列各元素第一电离能的大小。‎ ‎(1)N、O、F　　　　　　　 (2)Be、Mg、Ca ‎(3)Na、Mg、Al (4)Li、Be、B 答案：(1)F＞N＞O (2)Be＞Mg＞Ca ‎(3)Mg＞Al＞Na (4)Be＞B＞Li ‎2．按第一电离能递增的顺序排列的是(　　)‎ A．Li、Na、K B．Na、Al、S C．P、Si、Al D．Cl、Br、I 28‎ 解析：选B　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趋势，同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。‎ ‎3．某主族元素原子的第一、二、三、四各级电离能依次为：899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，试分析该元素所在的族序数为(　　)‎ A．ⅠA族 B．ⅡA族 C．ⅢA族 D．ⅣA族 解析：选B　根据该元素的第一、二、三、四各级电离能数据大小可知，第二和第三电离能相差最大，发生突跃现象，说明该原子失去两个电子时较易，即最外层有2个电子，故为ⅡA族元素。‎ ‎[方法技巧]‎ ‎　　元素原子的电离能逐级升高，并有突跃现象，如下表：‎ 钠、镁、铝的电离能(kJ·mol－1)‎ ‎　元素 电离能　 　‎ Na Mg Al I1‎ ‎496‎ ‎738‎ ‎577‎ I2‎ ‎4 562‎ ‎1 451‎ ‎1 817‎ I3‎ ‎6 912‎ ‎7 733‎ ‎2 745‎ I4‎ ‎9 543‎ ‎10 540‎ ‎11 575‎ ‎　　当电离能发生突跃时，说明所失电子的电子层数发生变化，即发生突跃之前所对应的电离能反映了元素原子的价电子和主要化合价。如Na、Mg、Al的电离能分别在I2、I3、I4发生突跃，说明Na、Mg、Al的价电子数分别为1、2、3，主要化合价分别为＋1、＋2、＋3。‎ ‎[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．下列原子中，第一电离能最大的是(　　)‎ A．B　　　　　　　 B．C C．Al D．Si 解析：选B　B、C属于同周期元素，故I1(C)＞I1(B)，Al、Si属于同周期元素，故I1(Si)＞I1(Al)；C、Si属于同主族元素，故I1(C)＞I1(Si)，B、Al属于同主族元素，故I1(B)＞I1(Al)。综上所述知I1(C)最大。‎ ‎2．在第2周期中，B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是(　　)‎ A．I1(N)＞I1(C)＞I1(O)＞I1(B)‎ 28‎ B．I1(N)＞I1(O)＞I1(B)＞I1(C)‎ C．I1(N)＞I1(O)＞I1(C)＞I1(B)‎ D．I1(O)＞I1(N)＞I1(C)＞I1(B)‎ 解析：选C　B、C、N、O属于同周期元素，同一周期元素随原子序数递增，第一电离能有增大的变化趋势，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，ⅤA族元素大于ⅥA族元素。‎ ‎3．具有下列电子构型的元素中，第一电离能最小的是(　　)‎ A．ns2np3 B．ns2np4‎ C．ns2np5 D．ns2np6‎ 解析：选B　ns2np3的为半充满稳定结构，第一电离能为ns2np3＞ns2np4，对于题给四个选项，其第一电离能由小到大顺序为ns2np4＜ns2np3＜ns2np5＜ns2np6，即第一电离能最小的电子构型为ns2np4的元素。‎ ‎4．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表数据判断错误的是(　　)‎ 元素 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ X ‎500‎ ‎4 600‎ ‎6 900‎ ‎9 500‎ Y ‎580‎ ‎1 800‎ ‎2 700‎ ‎11 600‎ A．元素X的常见化合价是＋1价 B．元素Y是ⅢA族的元素 C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应 解析：选D　根据各级电离能的变化，知道元素X的I1、I2差别很大，常显＋1价，A、C正确；元素Y的I3、I4有较大变化，所以Y应是ⅢA族的元素，B正确；若Y在第3周期，则Y为Al，不能与冷水剧烈反应，D错误。‎ ‎5．现有核电荷数小于18的元素A，其电离能数据如表所示(I1表示失去第1个电子的电离能，In表示失去第n个电子的电离能，单位为eV)‎ 序号 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ I6‎ 电离能 ‎7.644‎ ‎15.03‎ ‎80.12‎ ‎109.3‎ ‎141.2‎ ‎186.5‎ 序号 I7‎ I8‎ I9‎ I10‎ I11‎ ‎…‎ 电离能 ‎224.9‎ ‎266.0‎ ‎327.9‎ ‎367.4‎ ‎1 761‎ ‎…‎ ‎(1)电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离子核电荷数越高，再失去电子时，电离能越________(填“大”或“小”)。‎ ‎(2)上述11个电子分属________个电子层。‎ 28‎ ‎(3)去掉11个电子后，该元素还有________个电子。‎ ‎(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是________。　‎ ‎(5)该元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比核外电子排布式为1s22s22p63s1的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性________(填“强”或“弱”)。‎ 解析：(1)电子离核越远，能量越高，受原子核的引力越小，失去电子越容易，则电离能越小。阳离子核电荷数越高，离子半径越小，原子核对核外电子的引力越大，失电子越难，则电离能越大。‎ ‎(2)据题目数据，I1、I2较小，I3突然增大，说明最外层有2个电子，I3到I10变化较小，但I11突然增大，说明次外层有8个电子，又由于核电荷数小于18，所以A为Mg。‎ ‎(3)Mg原子去掉11个电子后，还有1个电子。‎ ‎(4)Mg元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为 Mg(OH)2。‎ ‎(5)电子排布为1s22s22p63s1的元素为钠，与Mg同周期且在Mg的左边，所以碱性NaOH>Mg(OH)2。‎ 答案：(1)小　大　(2)3　(3)1　(4)Mg(OH)2　(5)弱 ‎1．下列元素中哪一个基态原子的第一电离能最大(　　)‎ A．Be　　　　　　　　　 B．B C．C D．N 解析：选D　同一周期从左向右，元素的第一电离能呈增大的趋势，其中ⅡA族与ⅢA族、ⅤA族与ⅥA族出现反常。‎ ‎2．下列各组元素中，第一电离能依次减小的是(　　)‎ A．F　O　N　C B．Na　Mg　Al　Si C．I　Br　Cl　F D．H　Li　Na　K 解析：选D　A项，I1(F)＞I1(N)＞I1(O)＞I1(C)；B项，I1(Si)＞I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(Na)；C项，I1(F)＞I1(Cl)＞I1(Br)＞I1(I)。‎ ‎3．下列原子的电子排布中，第二电离能最大的是(　　)‎ A．1s2 B．1s22s1‎ C．1s22s2 D．1s22s22p1‎ 解析：选B　核外电子排布为1s22s1的原子失去一个电子后变成1s2(与He原子电子排布相同)为稳定结构，再失去一个电子更困难。‎ ‎4．元素周期表第3周期所含主族元素中，第一电离能最大和最小的两元素形成的化合物是(　　)‎ A．Na2S B．MgCl2‎ C．NaCl D．AlCl3‎ 28‎ 解析：选C　第3周期主族元素中，第一电离能最大的元素为Cl，第一电离能最小的元素为Na，二者形成的化合物为NaCl。‎ ‎5下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是(　　)‎ A．3s23p1 B．3s23p2‎ C．3s23p3 D．4s24p4‎ 解析：选C　由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项中3p3处于半充满状态，电子能量低，原子较稳定，故第一电离能最大。‎ ‎6．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是(　　)‎ A．原子半径：Na＞S＞O B．稳定性：PH3＜H2S＜H2O C．离子半径：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋‎ D．第一电离能：O＜F＜Ne 解析：选C　A项，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半径Na＞S＞O，正确；B项P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氢化物稳定性，PH3＜H2S＜H2O，正确；C项应为Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；D项正确。‎ ‎7．下列说法中正确的是(　　)‎ A．第3周期所含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．在所有的元素中，F的第一电离能最大 D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大 解析：选A　B项，I1(Mg)＞I1(Al)；C项，在所有元素中，He的第一电离能最大；D项，I1(Na)＞I1(K)，I1(Mg)＞I1(Na)，故I1(Mg)＞I1(K)。‎ ‎8．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(　　)‎ A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠 B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大 C．最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大 D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3＜…‎ 解析：选B　A项，同一主族，从上到下元素的第一电离能越来越小，活泼性越来越强；B项，同周期的第ⅡA与第ⅢA族，第ⅤA与第ⅥA族，第一电离能出现了反常；C项，ns2np6的原子为稀有气体原子， 第一电离能较大；D项，同一元素的原子，I1＜I2＜I3。‎ ‎9.(1)第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有______种。‎ ‎(2)依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。‎ 28‎ ‎(3)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：‎ I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ ‎…‎ Im/kJ·mol－1‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 578‎ ‎…‎ 则该元素是________(填元素符号)。‎ ‎(4)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________________。‎ 解析：(1)第二周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全充满状态，铍元素的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的元素有铍、碳、氧3种。(2)由(1)可标出C、N、O三种元素的相对位置。(3)从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二、第三电离能都较小，而第四电离能远大于第三电离能，所以原子最外层有3个电子，应为铝元素。(4)同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，故第一电离能O>S>Se。‎ 答案：(1)3　(2)如图所示 ‎(3)Al　(4)O>S>Se ‎10．根据下表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下面各题：‎ 元素代号 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ Q ‎2 080‎ ‎4 000‎ ‎6 100‎ ‎9 400‎ R ‎500‎ ‎4 600‎ ‎6 900‎ ‎9 500‎ S ‎740‎ ‎1 500‎ ‎7 700‎ ‎10 500‎ T ‎580‎ ‎1 800‎ ‎2 700‎ ‎11 600‎ U ‎420‎ ‎3 100‎ ‎4 400‎ ‎5 900‎ ‎(1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。‎ A．Q和R B．S和T C．T和U D．R和T E．R和U ‎(2)下列离子的氧化性最弱的是________。‎ 28‎ A．S2＋ B．R2＋‎ C．T3＋ D．U＋‎ ‎(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是________。‎ A．硼 B．铍 C．氦 D．氢 ‎(4)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是________，其中元素________的第一电离能反常高的原因是______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)在周期表中，最可能处于同一族的元素是电离能突变位置类似的元素，R和U的第二电离能突然增大，说明它们的最外层上只有一个电子，同属于第ⅠA族。‎ ‎(2)电离能越大，越难失去电子，相应离子越易得到电子，氧化性越强，反之，电离能越小相应离子的氧化性越弱。对于S2＋，I2＝1 500 kJ·mol－1；对于R2＋，I2＝4 600 kJ·mol－1；对于T3＋，I3＝2 700 kJ·mol－1；对于U＋，I1＝420 kJ·mol－1，电离能最小的是420 kJ·mol－1，即U＋的氧化性最弱。‎ ‎(3)Q元素的各级电离能都很大，且各级电离能之间的差值非常接近，因此，可能是第ⅣA族的元素或零族元素，化学性质和物理性质最像Q元素的是氦元素。‎ ‎(4)由电离能的数值分析可得，R为第ⅠA族，S为第ⅡA族，T为第ⅢA族，若R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序必然是RB>C>D B．原子序数：d>c>b>a C．离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋‎ D．元素的第一电离能：A>B>D>C 解析：选C　本题既可以用相关规律判断，又可以用具体元素进行判断。方法一：A、B、C、D四种元素在周期表中的相对位置关系为 ‎……‎ C D B A ‎……‎ ‎。由此得出A、B、C、D的原子半径大小为B>A>C>D，A选项错误；它们的原子序数关系为：a>b>d>c，B选项错误；依据“电子层结构相同的离子，原子序数越大，半径越小”的规律来判断，C选项正确；元素第一电离能的关系为D>C>A>B，D选项错误。方法二：找出相应的元素符号，如12Mg2＋、11Na＋、7N3－、‎9F－，可迅速作出判断。‎ ‎9．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。‎ 28‎ ‎(1)上述第3周期中第一电离能(I1)最大的是______，c和f的I1大小关系是________大于________(用字母表示)。‎ ‎(2)上述元素中，原子中未成对电子数最多的是______，写出该元素的电子排布式：____________。‎ ‎(3)根据下表所提供的电离能数据，回答下列问题。‎ 锂 X Y I1‎ ‎520‎ ‎502‎ ‎580‎ I2‎ ‎7 299‎ ‎4 570‎ ‎1 820‎ I3‎ ‎11 816‎ ‎6 920‎ ‎2 750‎ I4‎ ‎9 550‎ ‎11 600‎ ‎①表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式____________。‎ ‎②Y是周期表中的________族的元素。‎ 解析：(1)周期表中所列13种元素分别是：Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar属于第3周期，原子结构最稳定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外电子排布分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2为全满状态，故其I1比Al的I1大。‎ ‎(2)i元素最外层电子排布为3s23p3，有3个未成对电子，是最多的。‎ ‎(3)由表中数据可以看出，锂和X的I1均比I2、I3小很多，说明X与Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na(即a)；由Y的电离能数据可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y原子属于ⅢA族元素。‎ 答案：(1)m　c　f　(2)i　1s22s22p63s23p3‎ ‎(3)①a　Na2O(或Na2O2)　②ⅢA ‎10．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(设其为E)如下图所示。‎ 试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题：‎ 28‎ ‎(1)同主族内不同元素的E值变化的特点是______________________________。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。‎ ‎(2)同周期内，随原子序数增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是________(填写编号)。‎ ‎①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒)‎ ‎③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒)‎ ‎(3)估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：________＜E＜________。‎ ‎(4)10号元素E值较大的原因是_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性。‎ ‎(2)从第2、3周期可以看出，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低。由此可以推测：‎ E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒)。‎ ‎(3)根据同主族、同周期规律可以推测：‎ E(K)＜E(Ca)＜E(Mg)。‎ ‎(4)10号元素是稀有气体氖，该元素原子的最外层2s、2p轨道全充满，结构稳定。‎ 答案：(1)随着原子序数增大，E值变小　周期性 ‎(2)①③　(3)485　738‎ ‎(4)10号元素为氖，该元素原子最外层2s、2p轨道全充满，结构稳定 第2课时　‎ 元素的电负性及其变化规律 ‎ [课标要求]‎ ‎1．能说出元素电负性的涵义。‎ ‎2．了解电负性的应用。‎ ‎3．知道元素化合价的判断方法。‎ ‎　1.电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。‎ ‎2．同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小(稀有气体除外)。‎ ‎3．周期表中电负性最大的是氟，电负性最小的是钫。‎ 28‎ ‎4．电负性的应用：‎ ‎(1)判断元素金属性和非金属性的强弱。‎ ‎(2)判断化合物中元素化合价的正负。‎ ‎(3)判断化学键的类型。‎ ‎1．电负性 ‎(1)概念：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。‎ ‎(2)标准：指定氟的电负性为 4.0，并以此为标准确定其他元素的电负性。‎ ‎2．电负性的变化规律 ‎(1)同一周期，从左到右，元素的电负性递增；‎ ‎(2)同一主族，自上而下，元素的电负性递减。‎ ‎[特别提醒]　‎ ‎(1)决定元素电负性大小的因素：质子数、原子半径、核外电子排布。‎ ‎(2)同一周期从左到右，电子层数相同，核电荷数增大，原子半径递减，原子核对外层电子的吸引能力逐渐增强，因而电负性递增。‎ ‎(3)同一主族自上而下，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减弱，因而电负性递减。‎ ‎(4)在周期表中，右上方氟的电负性最大(稀有气体除外)，左下方钫的电负性最小；同一周期，碱金属元素的电负性最小，卤族元素的电负性最大。‎ ‎3．电负性的应用 ‎(1)判断金属性和非金属性的强弱 通常，电负性小于2的元素为金属元素(大部分)；电负性大于2的元素为非金属元素(大部分)。‎ ‎(2)判断化合物中元素化合价的正负 化合物中，电负性大的元素易呈现负价；电负性小的元素易呈现正价。‎ ‎(3)判断化学键的类型 电负性差值大的元素原子之间主要形成离子键；电负性差值小的元素原子之间主要形成共价键。‎ ‎[特别提醒]　‎ ‎(1)元素的金属性与非金属性没有明显的界线，不能把电负性的大小作为衡量金属和非金属的绝对标准。‎ 28‎ ‎(2)电负性差值较大的元素之间易形成离子键，并不是一定形成离子键，如AlCl3、HF均为共价化合物。‎ ‎(3)元素周期表中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。‎ ‎1．下列原子的价电子排布中，电负性最小的是(　　)‎ A．3s2　　　　　　　　　 B．3s23p3‎ C．3s23p4 D．3s23p5‎ 解析：选A　同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，A、B、C、D分别为Mg、P、S、Cl，故Mg的电负性最小，选A。‎ ‎2．下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是(　　)‎ A．O＜S＜Se＜Te B．C＜N＜O＜F C．P＜S＜O＜F D．K＜Na＜Mg＜Al 解析：选A　同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小。‎ ‎3．比较下列元素电负性的大小。‎ ‎(1)Li____Na　(2)O____F　(3)Si____P ‎(4)K____Ca　(5)Mg____Al　(6)N____O 答案：(1)＞　(2)＜　(3)＜　(4)＜　(5)＜　(6)＜‎ ‎4．按要求回答下列问题。‎ ‎(1)标出下列化合物中元素的化合价。‎ ‎①MgO　②BeCl2　③CO2　④Mg3N2　⑤IBr　⑥SOCl2‎ ‎(2)判断下列化合物类型：NaF、HCl、NO2、MgO、CaCl2、CH4‎ ‎①离子化合物：__________________________________________________________；‎ ‎②共价化合物：________________________________________________________。‎ 答案：(1)①M　②B　③　④ ‎⑤B　⑥ ‎(2)①NaF、MgO、CaCl2　②HCl、NO2、CH4‎ ‎[方法技巧]‎ 28‎ 判断元素电负性大小的方法 ‎(1)利用非金属电负性＞金属电负性判断；(2)利用同周期、同主族电负性变化规律判断；(3)利用气态氢化物的稳定性判断；(4)利用最高价氧化物对应水化物的酸、碱性强弱判断；(5)利用单质与H2化合的难易判断；(6)利用单质与水或酸反应置换氢的难易判断；(7)利用化合物中所呈现的化合价判断；(8)利用置换反应判断。‎ ‎1．元素化合价的决定因素 元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布有着密切的关系。‎ ‎2．化合价规律 ‎(1)元素的最高化合价等于它所在的族的序数(ⅠB、0族、氧、氟以及Ⅷ族的某些元素除外)。‎ ‎(2)非金属元素的最高化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8(氢元素除外)。‎ ‎(3)稀有气体元素的化合价通常为 0，过渡金属元素的价电子较多，且各级电离能相差不大，因此具有多种价态。‎ ‎(4)金属元素在化合物中只表现正价，非金属元素既可显正价，也可显负价。‎ ‎(5)氟无正价，氧无最高正价。‎ ‎1．价电子与原子结构的哪一部分有关？元素周期表中原子结构呈现什么变化？‎ 提示：对于主族元素，价电子是最外层上的电子，副族及第Ⅷ族，除最外层电子外往往涉及次外层电子(如d电子)；周期性变化。‎ ‎2．元素周期表中，因原子结构的变化导致元素的哪些性质发生什么样的变化？‎ 提示：原子半径，元素的主要化合价，元素的金属性和非金属性，元素的第一电离能，元素的电负性发生周期性变化。‎ 28‎ ‎1．关于元素化合价的下列叙述中正确的是(　　)‎ A．化合价是元素性质的一种重要体现 B．元素的化合价与价电子的排布无关 C．元素的最高化合价等于它所在的族的族序数 D．非金属元素的最高化合价与最低化合价的代数和等于8(氢除外)‎ 解析：选A　化合价是价电子排布的一种表现，是元素性质的体现；元素的最高化合价等于族序数，只对全部主族元素成立，副族及Ⅷ族元素有的不成立；D项应是绝对值之和等于8。‎ ‎2．具有下列特征的元素，一定是非金属元素的是(　　)‎ A．对应的氢氧化物是两性氢氧化物 B．具有负化合价 C．最高价氧化物对应的水化物是酸 D．具有可变化合价 解析：选B　金属元素和非金属元素的最高价氧化物对应的水化物都有可能是酸，二者均可具有可变化合价，对应的氢氧化物是两性化合物的元素是金属元素；只有非金属元素才有负化合价，金属元素没有负化合价。‎ ‎1．解题思路 根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：‎ ‎2．解题方法 ‎(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性 28‎ 稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素的阳离子的电子层结构相同。‎ ‎①与He电子层结构相同的离子：H－、Li＋、Be2＋；‎ ‎②与Ne电子层结构相同的离子：F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋；‎ ‎③与Ar电子层结构相同的离子：Cl－、S2－、K＋、Ca2＋。‎ ‎(2)利用常见元素及其化合物的特征 ‎①形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素是C。‎ ‎②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。‎ ‎③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素是O。‎ ‎④单质最轻的元素是H；单质最轻的金属元素是Li。‎ ‎⑤单质在常温下呈液态的非金属元素是Br；金属元素是Hg。‎ ‎⑥最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素是Be、Al。‎ ‎⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素是N；能起氧化还原反应的元素是S。‎ ‎⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是Li、Na、F。‎ ‎(3)利用一些规律 ‎①元素周期表中的递变规律(“三角”规律)：‎ 若A、B、C三元素位于元素周期表中如图所示位置，则有关的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。如原子半径：C＞A＞B；金属性：C＞A＞B；非金属性：B＞A＞C。‎ ‎②元素周期表中的相似规律：‎ a．同主族元素性质相似(因为最外层电子数均相同)；‎ b．元素周期表中位于对角线位置(图中A、D位置)的元素性质相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等；‎ c．相邻元素性质差别不大。‎ ‎1．(2015·全国卷Ⅰ)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　)‎ A．单质的沸点：W>X B．阴离子的还原性：W>Z C．氧化物的水化物的酸性：YH2，A不正确；B.Cl元素的非金属性强于H元素，元素得电子能力越强，其对应阴离子越不容易失去电子，故对应阴离子的还原性：Cl－弱于H－；B正确。C.P元素的非金属性弱于Cl元素的非金属性，元素非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，故酸性：‎ H3PO4b>a B．a和其他3种元素均能形成共价化合物 C．d和其他3种元素均能形成离子化合物 D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6‎ 解析：选B　由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。A项，S、Cl处于第三周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性顺序为Cl＞S＞H；B项，H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH；C项，K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl；D项，H、S、Cl的最高化合价分别为＋1、＋6和＋7，最低化合价分别为－1、－2和－1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。‎ ‎3．(2015·福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是(　　)‎ A．原子半径：W＞Z＞Y＞X B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W＞Z C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y＞X＞W＞Z D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等 28‎ 解析：选A　从元素周期表的局部图可知X、Y、Z、W为二、三周期元素，W位于第三周期，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，故W是P元素，据此推出X、Y、Z分别是氮、氧、硅。根据四种元素在周期表中的位置关系可知，原子半径：Z>W>X>Y，A项错误；非金属性：O>N>P>Si，最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，氢化物的热稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，B、C项正确；主族元素除O、F外，其他元素最高化合价都等于其主族序数，D项正确。‎ ‎[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．下列元素的电负性最大的是(　　)‎ A．Na　　　　　　　　 B．S C．O D．C 解析：选C　据电负性变化规律可知电负性大小为：O＞S＞C＞Na。‎ ‎2．下列原子的价电子排布中，对应元素电负性最大的是(　　)‎ A．3s23p1 B．3s23p2‎ C．3s23p3 D．3s23p4‎ 解析：选D　由原子的价电子排布式知A～D中元素分别为Al、Si、P、S四种元素，其中S元素非金属性最强，电负性最大。‎ ‎3．下列不是元素电负性应用的是(　　)‎ A．判断化合物溶解度 B．判断化合物中元素正负价 C．判断化学键类型 D．判断一种元素是金属还是非金属 解析：选A　元素电负性的应用：(1)判断化合物中元素化合价的正负；(2)判断化学键类型；(3)判断金属元素和非金属元素。‎ ‎4.短周期主族元素X、Y、Z在周期表中的位置如右图。下列说法正确的是(　　)‎ A．Z元素的最高化合价一定高于X元素 B．三种元素原子半径由大到小的顺序一定是Y>X>Z C．若它们的原子最外层电子数之和为11，则X为金属元素 D．若它们均为金属元素，则Y的最高价氧化物对应水化物的碱性最强 Z X Y 28‎ 解析：选C　Z元素的最高化合价未必高于X元素，如果Z为F元素，则无正价，故A错误；根据原子半径的变化规律，由大到小的顺序为X>Y>Z，B错误；若它们的原子最外层电子数之和为11，设X的最外层电子数为a、则Y的最外层为a＋1、Z的最外层电子数为a＋1。计算得到a＝3，根据在元素周期表中的位置判断X为Al元素，C正确；如果都是金属元素，由位置判断X的金属性最强，则X的最高价氧化物对应水化物的碱性最强，D错误。‎ ‎5．下面给出15种元素的电负性 元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si H 电负性 ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎1.5‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ ‎3.0‎ ‎0.9‎ ‎3.5‎ ‎2.1‎ ‎2.5‎ ‎1.8‎ ‎2.1‎ 已知：一般来说，两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。‎ ‎(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是__________。‎ ‎(2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：‎ Mg3N2____________，BeCl2____________，‎ AlCl3____________，SiC____________。‎ 解析：(1)把表中元素按原子序数递增的顺序排序，然后对应写出它们的电负性数值，从Li→F电负性增大，到Na时电负性又突然变小，从Na→Cl又逐渐增大，所以随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。‎ ‎(2)根据已知条件及表中数值，Mg3N2中两元素电负性差值为1.8，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC中两元素电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。‎ 答案：(1)随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化　(2)离子化合物　共价化合物　共价化合物　共价化合物 ‎1．下列各组元素中，电负性依次减小的是(　　)‎ A．K、Na、Al　　　　　　 B．O、Cl、H C．As、P、H D．O、S、Cl 解析：选B　A项，电负性：Al＞Na＞K；B项，电负性：O＞Cl＞H；C项，电负性：P＞As＞H；D项，电负性：O＞Cl＞S。‎ ‎2．元素电负性随原子序数的递增而增大的是(　　)‎ A．Li、Na、K B．N、P、As C．O、S、Cl D．Si、P、Cl 28‎ 解析：选D　同周期，从左向右，电负性越来越大；同主族，自上而下，电负性越来越小。A、B中均为同一主族，电负性随着原子序数的增大而减小；C中，O、S同主族，电负性O>S，S、Cl同周期，电负性Cl>S；D中为同一周期元素，电负性随原子序数的递增而增大。‎ ‎3．对价电子构型为2s22p5的元素描述正确的是(　　)‎ A．原子半径最小 B．原子序数为7‎ C．第一电离能最大 D．电负性最大 解析：选D　该元素为氟元素，因F为非金属性最强的元素，所以电负性最大。‎ ‎4．下列各组元素的电负性大小顺序正确的是(　　)‎ A．SN；C中Si电负性最大；D中应Zn1.7时，一般为离子键；Δx<1.7，一般为共价键。试推断：AlBr3中化学键类型是________。‎ ‎(5)推测元素周期表中，x值最大的元素是________。‎ ‎(6)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物，还是共价化合物的方法是：________________________________________________________________________‎ ‎(写出判断的方法)；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：__________________。‎ 解析：(1)表中同一周期的元素从Li→F，x值越来越大。而我们已知的同一周期元素从Li→F，原子半径越来越小，故原子半径越小，x值越大。‎ ‎(2)根据(1)中的规律，Mg的x值应大于Na的x值(0.93)小于Be的x值(1.57)；N的x值应大于C的x值(2.25)小于O的x值(3.44)。‎ ‎(3)从P和N的x值大小可看出，N原子吸引电子的能力比P原子的强，在形成的分子中N原子带负电荷，故共用电子对偏向N原子一方。‎ ‎(4)根据规律，Br的x值小于Cl的x值(3.16)，AlCl3中的Δx＝3.16－1.61＝1.55，所以AlBr3中的化学键为共价键。‎ ‎(5)元素周期表中，非金属性最强的元素是F，推测x值最大的应为F。‎ 答案：(1)原子半径越小，x值越大　周期性 ‎(2)0.93　1.57　2.25　3.44‎ ‎(3)氮　(4)共价键　(5)F ‎(6)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物　将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物 ‎1．下列有关电负性的说法中正确的是(　　)‎ A．Ge的第一电离能高于C的，而电负性低于C的 B．在同一主族中，元素电负性从上到下依次增大 C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性 D．在形成化合物时，电负性越小的元素越可能显正价 解析：选D　Ge与C同主族，根据元素周期律可知Ge的电负性与电离能均小于C的，A项错误；B项同一主族自上而下元素的电负性依次减小，B项错误；有些金属元素的电负性大于非金属元素的电负性，C项错误。‎ ‎2．下列是几种原子的基态电子排布，电负性最大的原子是(　　)‎ A．1s22s22p4 B．1s22s22p63s23p3‎ C．1s22s22p63s23p2 D．1s22s22p63s23p64s2‎ 28‎ 解析：选A　A项，为O元素；B项，为P元素；C项，为Si元素；D为Ca元素。据同一周期从左到右电负性增大，同一主族自上而下电负性逐渐减小可知，电负性：O＞S＞P＞Si＞Mg＞Ca，故氧元素电负性最大。‎ ‎3．已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是(　　)‎ A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价 B．第一电离能Y一定小于X C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性强于Y对应的酸性 D．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX 解析：选B　X、Y同周期，且电负性：X＞Y，说明X位于Y的右边，但第一电离能不一定存在X＞Y。如电负性：O＞N，但第一电离能：N＞O。‎ ‎4．下列不能说明X的电负性比Y大的是(　　)‎ A．与氢化合时X单质比Y单质容易 B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强 C．X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来 D．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多 解析：选D　元素原子的最外层电子数多不一定容易失去电子，故电负性不一定大。‎ ‎5．下图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．y轴表示的可能是电离能 B．y轴表示的可能是电负性 C．y轴表示的可能是原子半径 D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 解析：选B　对于第3周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但Mg、P特殊，故A项错误；原子半径逐渐减小，故C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为：Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，故D项错误。‎ ‎6．现有四种元素基态原子的电子排布式如下：‎ ‎①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3‎ ‎③1s22s22p3　④1s22s22p5‎ 则下列有关比较中正确的是(　　)‎ A．第一电离能：④＞③＞②＞①‎ 28‎ B．原子半径：④＞③＞②＞①‎ C．电负性：④＞③＞②＞①‎ D．最高正化合价：④＞③＝②＞①‎ 解析：选A　由电子排布式可知：①为S，②为P，③为N，④为F。根据元素周期律可知：第一电离能为④＞③＞②＞①，A项正确；原子半径应是②最大，④最小，B项不正确；电负性应是④最大，②最小，C项不正确；F无正价，②、③最高正化合价为＋5价，①的最高正化合价为＋6价，D项不正确。‎ ‎7．X、Y、Z三种元素原子的核电荷数在10～18之间，它们的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4。则下列判断正确的是(　　)‎ A．非金属性：X＜Y＜Z B．含氧酸的酸性：H3ZO4＞H2YO4＞HXO4‎ C．气态氢化物稳定性：按X、Y、Z顺序增加 D．元素电负性：按X、Y、Z顺序变小 解析：选D　据X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4可知，其最高化合价依次为＋7、＋6、＋5，又因为X、Y、Z均为10～18号元素，故X为Cl、Y为S、Z为P。‎ ‎8．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述中错误的是(　　)‎ A．金属性：B＞A＞C＞D B．原子半径：B＞A＞C＞D C．元素的电负性：D＞C＞B＞A D．离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋‎ 解析：选C　据题意可知，A、B、C、D在周期表中的位置为：‎ C D B A ‎…‎ 则金属性：B＞A＞C＞D，原子半径：B＞A＞C＞D，电负性：D＞C＞A＞B，离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋。‎ ‎9．今有A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中电负性最大。‎ ‎(1)试推断A、B、C、D四种元素的符号：‎ A________、B________、C________、D________。‎ 28‎ ‎(2)写出A元素原子的核外电子排布式__________________________________________；‎ 写出B元素原子的价电子排布式__________________________________________；‎ 用轨道表示式表示C原子的核外电子排布情况___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)比较四种元素的第一电离能和电负性的大小：‎ 第一电离能______________________________________________；‎ 电负性________________________________________________。‎ 解析：地壳中含量最多的是O；B元素N层已排布电子，故K、L层电子数之和为10，由此推知M层有8个电子，N层有2个电子，是Ca；第3周期电离能最小的是Na，电负性最大的是Cl，因此A是O，B是Ca，C是Na，D是Cl。‎ 答案：(1)O　Ca　Na　Cl ‎(2)1s22s22p4　4s2‎ ‎ (3)Na

查看更多