2018-2019版高中化学 专题2 原子结构与元素的性质 第二单元 元素性质的递变规律 第2课时学案 苏教版选修3.docx

第二单元 元素性质的递变规律第2课时元素第一电离能和电负性的周期性变化学习目标定位1.能表述元素第一电离能、电负性的含义。2.熟知元素原子半径、元素的第一电离能及元素电负性的周期性变化规律。3.能用元素的第一电离能、电负性说明元素的某些性质。一、元素第一电离能的周期性变化1元素第一电离能的概念与意义(1)概念：某元素的气态原子失去一个电子形成1价气态阳离子所需要的最低能量，叫做该元素的第一电离能。元素第一电离能符号：I1。即M(g)eM(g)(2)意义：可以衡量元素的气态原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。(3)逐级电离能：气态一价正离子再失去一个电子成为气态二价正离子所需的最低能量叫做该元素的第二电离能，第三电离能、第四和第五电离能可以以此类推。由于原子失去电子形成离子后，若再失去电子会更加困难，因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I1I2I32元素第一电离能变化规律(1)第一电离能的变化趋势如下图所示：(2)观察分析上图，总结元素第一电离能的变化规律：对同一周期的元素而言，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，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越易失去电子。具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高，其电离能数值较大。如稀有气体的电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其电离能均比同周期相邻元素大。3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：I1I2I3，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：I1I2I1(O)。误区警示元素性质与第一电离能在同周期变化的差异(1)同周期，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。(2)同周期，从左到右，第一电离能大小顺序为AAAAAAAA，AA。例3下列对电负性的理解不正确的是()A电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准B元素电负性的大小反映了元素对键合电子吸引能力的大小C元素的电负性越大，则元素的非金属性越强D元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关答案D解析根据电负性的标准：电负性是以氟为4.0作为标准的相对值，电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准，故A正确；根据电负性的含义，电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引能力的大小，故B正确；元素的电负性越大，越易得电子，元素的非金属性越强，故C正确；电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引能力的大小，与原子结构有关，同一周期电负性从左到右依次增大，故D错误。例4电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是()A周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大B周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大C电负性越大，金属性越强D电负性越小，非金属性越强答案A解析周期表中从左到右非金属性逐渐增强，所以主族元素的电负性逐渐变大，故A正确；周期表中从上到下，金属性逐渐增强，所以同一主族元素的电负性逐渐减小，故B错误；元素电负性越大，原子对键合电子吸引能力越大，则元素非金属性越强，金属性越弱，故C、D错误。原子结构与元素的性质1下列原子的外围电子排布中，第一电离能最小的是()A2s22p4B3s23p4C4s24p4D5s25p4答案D解析2s22p4是O元素、3s23p4是S元素、4s24p4是Se元素、5s25p6是Te元素，第一电离能大小顺序是OSSeTe，所以第一电离能最小的原子是Te原子，故选D。2下列各组元素按电负性大小排列正确的是()AFNOBOClFCAsPSDClSAs答案D解析同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性FON，故A错误；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则电负性FOCl，故B错误；电负性AsPS，故C错误。3下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示，单位为kJmol1)I1I2I3I4R7401500770010500下列关于元素R的判断中一定正确的是()AR的最高正价为3价BR元素位于元素周期表中第A族CR元素的原子最外层共有4个电子DR元素基态原子的电子排布式为1s22s2答案B解析由表中数据I3I2知其最高正价为2价，R元素位于A族，最外层有2个电子，但R不一定是Be元素。4下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5则下列有关的比较中正确的是()A第一电离能：B原子半径：C电负性：D最高正化合价：答案A解析由电子排布式可知：为S，为P，为N，为F。第一电离能为，A正确；B不正确，原子半径应是最大，最小；C不正确，电负性：最大，最小；D不正确，F无正价，最高正价：。5在下列空格中，填上适当的元素符号(放射性元素除外)：(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是_；第一电离能最大的元素是_。(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是_，电负性最小的元素是_。(3)最活泼的金属元素是_。(4)最活泼的气态非金属原子是_。(5)第2、3、4周期原子中p轨道半充满的元素是_。(6)电负性相差最大的元素是_。答案(1)NaAr(2)FCs(3)Cs(4)F(5)N、P、As(6)F、Cs解析同周期中从左到右，元素的第一电离能(除A族、A族反常外)逐渐增大，同周期中碱金属元素最小，稀有气体元素最大，故第3周期中第一电离能最小的为Na，最大的为Ar。电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的是铯。对点训练题组一微粒半径大小的比较与判断1(2018定州中学期中)具有下列电子排布式的原子中，半径最大的为()A1s22s22p63s1B1s22s22p63s23p64s1C1s22s22p63s2D1s22s22p63s23p64s2答案B解析由原子的电子排布式可以确定A是钠元素、B是钾元素、C是镁元素、D是钙元素，钾元素在第4周期A族，半径最大，B正确。2下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正确的是()基态X的原子结构示意图为基态Y的外围电子排布式为3s23p5基态Z2的轨道表示式为W基态原子有2个电子层，电子式为ABCD答案C解析由题意可知：X、Y、Z2、W分别为S、Cl、S2、F。S、Cl、S2、F粒子半径大小排列顺序为r(S2)r(S)r(Cl)r(F)，故C项正确。3下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是()AMgI2BKBrCBaI2DNaF答案A解析题目中阳离子半径由小到大的顺序为r(Mg2)r(Na)r(K)r(Br)r(F)；r(阳)/r(阴)最小的应取r(阳)最小的r(Mg2)与r(阴)最大的r(I)，故A项正确。题组二元素的电离能与电负性4下列各组原子中，第一电离能前者大于后者的是()AS和PBMg和AlCNa和MgDNe和He答案B解析S和P的价电子构型分别为3s23p4和3s23p3，由于P原子p轨道处于半充满状态，较稳定，所以I1(S)I1(P)。Na、Mg和Al的价电子构型分别为3s1、3s2、3s23p1，镁原子s轨道处于全充满状态，故其第一电离能最大；D项中He与Ne同族，I1(He)I1(Ne)。5下列是几种原子的基态电子排布式，电负性最大的原子是()A1s22s22p4B1s22s22p63s23p3C1s22s22p63s23p2D1s22s22p63s23p64s2答案A解析根据四种原子的基态电子排布式可知，选项A有两个电子层，最外层有6个电子，应最容易得到电子，电负性最大。6下列图示中横坐标是表示元素的电负性数值，纵坐标表示同一主族的五种元素的序数的是()答案B解析同主族自上而下原子半径增大，原子对键合电子的吸引力减小，元素的电负性减弱，即同主族随原子序数的增大，电负性降低，选项中符合变化规律的为B中所示图像。7下面是同周期元素原子的外围电子排布式，第一电离能最小的原子可能是()Ans2np3Bns2np5Cns2np4Dns2np6答案C解析同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但同一周期中第A族元素比第A族元素的第一电离能大，第A族比第A族第一电离能大，ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6属于同一周期且其原子序数依次增大，但ns2np3属于第A元素，ns2np4属于第A族，所以几种元素的第一电离能由大到小的顺序可能是ns2np6、ns2np5、ns2np3、ns2np4，故选C。8某主族元素的电离能(单位：kJmol1)如下表，此元素位于元素周期表的族数是()I1I2I3I4I5I6I71011.819072914.14963.66273.92126725431A.ABACADA答案C解析从表中原子的第一至第七电离能可以看出，元素的第一、第二、第三、第四、第五电离能各自之间变化不是很大，该元素的第六电离能远远大于第五电离能，说明该元素最外层有5个电子，失去5个电子时达到稳定结构，主族元素族序数等于最外层电子数，所以此元素位于元素周期表的族数是A族，故选C。9下列说法中正确的是()元素电负性越大表示该元素的金属性越强元素电负性越大表示该元素的非金属性越强元素电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应元素电负性很大表示该元素的单质在发生化学反应时一般易得到电子ABCD答案D解析元素电负性越大，非金属性越强，错、对；电负性越小，表示该元素单质还原性越强，错。题组三元素周期律的综合应用10如图所示是第3周期1117号元素某种性质变化趋势的柱形图，y轴表示的可能是()A第一电离能B电负性C原子半径D元素的金属性答案B解析第3周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势，但Mg、P反常，故A错误；1117号元素的原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，金属性逐渐减弱，故B正确，C、D错误。11A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：原子半径AB，原子序数AB，原子最外层电子数AB；错误，离子具有相同的电子层结构时，核电荷数越大，离子半径越小；错误，A的第一电离能小于B的第一电离能。12a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d同周期，c、d同主族。a的原子结构示意图为，b、c形成的化合物的电子式为下列说法中正确的是()A原子半径：acdbB电负性：abdcC原子序数：dacbD最高价含氧酸的酸性：cda答案D解析由a的原子结构示意图可知x值为2，是硅元素，由b与c形成化合物的电子式可知c为第A族的元素，b为第A族的元素，因a、b、d同周期，则知b为钠元素，d为磷元素，c为氮元素。根据元素在周期表中的位置和递变规律可知D选项正确。综合强化13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。(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是_。各周期中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，试预测下列关系中正确的是_(填写编号)。E(砷)E(硒)E(砷)E(硒)E(溴)E(硒)(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_EE(氧)，E(磷)E(硫)，E值出现反常现象，故可推知第4周期E(砷)E(硒)。但A族元素和A族元素的E值未出现反常，所以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电子排布已达到8电子稳定结构。14下面是某些短周期元素的电负性值：元素符号LiBeBCOF电负性1.01.52.02.53.54.0元素符号NaAlSiPSCl电负性0.91.51.82.12.53.0(1)通过分析电负性变化规律，确定N、Mg最接近的电负性范围：_Mg_，_N_。(2)推测电负性与原子半径的关系是_。上表中短周期元素电负性的变化特点，体现了元素性质的_变化规律。(3)经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，一般为离子键；小于1.7时，一般为共价键。试推断：AlBr3中化学键类型是_。答案(1)0.91.52.53.5(2)原子半径越大，电负性越小周期性(3)共价键解析(1)确定电负性的范围应注意取同周期递变和同主族递变的交集。(2)分析同周期和同主族元素电负性的递变，均可得出电负性随原子半径的增大而减小。(3)Cl与Al的电负性差值为3.01.51.51.7，Br的电负性小于Cl的电负性，故AlBr3中成键的两原子相应元素的电负性差值”或“(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2解析根据题目叙述可得，D应为Na元素，A、C的原子序数小于D的原子序数，故其基态原子的电子排布式分别为1s22s22p2和1s22s22p4，A为C元素，C为O元素，则B为N元素，F为S元素。根据E的电离能可知，E原子的最外层有3个电子，E为Al元素。N元素的非金属性比S元素的强，故电负性：NS。Na为11号元素，根据原子的核外电子排布规律即可写出其轨道表示式。