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1、基础自主落实第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。晨背重点语句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：kJmol_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：/1.3.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。%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。电离能及其意义1 .电离能及其分类
2、(1)电离能概念：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。符号：/,单位：kJ-mol1.(2)电离能的分类M(g)第一电离能(八)+ 藕点- M+(g)第二电离能5)失去1个,M2+(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：13hh.(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。演练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
3、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，
4、D正确。元素第一电离能的变化规律及其影响因素基础自主落实1 .第一电离能一原子序数图第电离能/kJmoL0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ”也丁 316 3s序数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，稀有气住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。生成1 .元素第一电离能周期性
5、变化规律中的特例nA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/i(Na)V/i(Mg)、/j(Mg)A(A1)/,(Si)/,(P)A(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：/1W/2V/3,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
6、中的化合价。如K：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：八越大，元素的非金属性越强；八越小，元素的金属性越强。演练1 .比较下列各元素第一电离能的大小。(1)N、O、F(2)Be、Mg、Ca(4)Li Be、B(3)Na、Mg、Al答案：(1)FNO(2)BeMgCa(3)MgAlNa(4)BeBLi2 .按第一电离能递增的顺序排列的是()A. Li、Na、KB. Na、Ak SCk Br 1C.P、Si、Al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
7、、三、四各级电离能依次为：899kJmor1757k.bmol14 840kJmor18025kJmor,试分析该元素所在的族序数为()A.IA族B.HA族C.IDA族D.WA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,mori)素NaMgAl/i496738577h456214511817b691277332745k95431054011575当电离能发生突跃时，说明所失电子的电子层数
8、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/2、人、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巩国练1 .下列原子中，第一电离能最大的是()A.BB.CC. AlD.Si解析：选BB,C属于同周期元素，故/i(C)/i(B),Al、Si属于同周期元素，故八)/i(Al);C、Si属于同主族元索，故Zi(C)Zi(Si),B、Al属于同主族元素，故A(B)Zi(Al).综上所述知/i(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
9、是(A. /i(N)/i(C)7i(O)/i(B)B. /1(N)/i(O)/i(B)/i(C)C./1(N)/1(O)/1(C)Z1(B)D. Zi(O)/i(N)Zi(C)Zi(B)解析：选CB、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.ns2np3B.ras2/ip4C.ns2npsD.ns2np6解析：选BS2p3的为半充满稳定结构，第一电离能为s2p3/is2p，对于题给四个选项，其第一电离能由小到大顺序为ns2/jp4ns2n
10、p3/js2np5Mg(OH)2.答案：小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)2弱全面练1 .下列元素中哪一个基态原子的第一电离能最大()A.BeB.BC.CD.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.FONCB.NaMgAlSiC.IBrClFD.HLiNaK解析：选DA项，Zi(F)/i(N)/i(O)7i(C);B项,Zl(Si)/i(Mg)Zi(AI)/,(Na);C项，/i(F)/1(Cl)/i(Br)Zi(l).3 .下列原子的电子排布中，第二电离能最大的是(
11、)A.Is2B.Is22slC.Is22s2D.Is22s22Pl解析：选B核外电子排布为Is22sl的原子失去一个电子后变成人2(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.Na2sB.MgCl2C.NaClD.AlCh解析：选C第3周期主族元素中，第一电离能最大的元素为Q,第一电离能最小的元素为Na,二者形成的化合物为NaCL5下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是()A.3s23PlB.3s23P2C.3s23P3D.4s24P解析：选C由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项
12、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：NaSOB.稳定性：PH3VH2SVH2OC.离子半径：AP+Mg2+Na+D.第一电离能：OVFVNe解析：选CA项，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半径NaSO,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，PH3H2SMg2+AF+；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AB项
13、，Zl(Mg)/i(AI);C项，在所有元素中，He的第一电离能最大；D项，/,(Na)Zi(K),/i(Mg)/i(Na),it/i(Mg)/i(K)o8.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8 .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s2p6(若只有K层时为k2)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/lV，2/3解析：选BA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
14、了反常；C项，心2,叩6的原子为稀有气体原子，第一电离能技大；D项，同一元素的原子，hhSSe。答案：(1)3(2)如图所示Al(4)OSSe10 .根据下表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ-moF1),回答下面各题:元素代号hhhhQ2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900(1)在周期表中，最可能处于同一族的是.A.Q和RB.S和TC.T和UD.R和TE.R和U(2)下列离子的氧化性最弱的是A.S2+B.IV+C.T3+D.U+(3)下列元素中，化学性质和物
15、理性质最像Q元素的是.A.硼B.镀C.氮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S?+,h=1500kJ,mol1;对于R?+,h=4600kJ-mol1;对于T3+,/3=2700kJ-moF;对于U+,A=420kJ-moF,电离能最小的是420kJmori,
16、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元素的是氢元素。(4)由电离能的数值分析可得，R为第IA族，S为第IIA族，T为第川A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RST,其中元素S的第一电离能反常高的原因是S元素的最外层电子处于s能级全充满，p能级全空，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多。答案：(1)E(2)D(3)C(4)RS/i(S)(同周期VA族元素高于VIA族元素)，/i(Mg)/i(Ca)(同主族递变规律)，/i(Si)/i(
17、AI)(同周期递变规律)，所以三种元素的原子序数之和为15+12+14=41.2 .气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A. Is22s22P63s23P2fIs22s22P63s23PlB. Is22s22P63s23P3Is22s22P63s23P2C. 1S22s22P63s23p4f1S22s22P63s23P3D. Is22s22P63s23P64s24p2fIs22s22P63s23P64s24P1解析：选B气态电中性基态原子的第一电离能越大，失去一个电子吸收的能量越多。B项中3P1为p轨道半充满状态，故第一电离能最大。3 .某元素的各级电离能(k
18、Jmo)分别为740、1500、7700、10500、13600、18000、21700,当它与氯气反应时最可能形成的阳离子是()A.X+B.X2+C.X3+D.X4+解析：选B相邻两电子层能量相差较大，电离能产生突跃，说明再失一个电子的难度增大很多，由此可判断最外层上的电子数，进而判断其可能化合价并由此推出其阳离子所带的正电荷数。该元素原子电离能数据突跃发生在第二、第三电离能上，故其最外层有2个电子，可形成+2价阳离子。4 .具有下列电子层结构的原子，其第一电离能由大到小排列正确的是()3P轨道上只有一对成对电子的原子外围电子排布为3s23P6的原子其3P轨道为半充满的原子正三价的阳离子的电
19、子层结构与岚原子相同A.B.C.dX3XDD.解析：选C题中所述结构的原子都是第3周期元素。是稀有气体元素，其第一电离能最大。是硫原子，是磷原子，是铝原子。根据规律/i(Al)最小，S虽然在P的右边，但磷原子3P轨道是3P3半满结构，较稳定，故A(P)/i(S)。5 .已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法正确的是()A.丫元素原子的价电子排布为2s22P，B.原子半径：ZY解析：选C因X、Y、Z为短周期元素，结合位置关系知X为He,丫为F,Z为S。F(Y)元素价电子排布为2s22P5；原子半径SF(ZY);结合第一电离能在同周期和同主族间的变化规律知，He是第一电离
20、能最大的元素；第一电离能FS。6.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用八、h表示，单位为kJmoF,).下列关于元素R的判断中一定正确的是()7111hhR7401500770010500R的最高正价为+3价R元素位于元素周期表中第IIA族R元素第一电离能大于同周期相邻元素R元素基态原子的电子排布式为Is22s2A.B.C.D.解析：选B由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为+2价，位于第IIA族，可能为Be或者Mg元素，因此不正确，正确，不正确；短周期第IIA族（，层）的元素，因s轨道全满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻
21、主族元素，正确。7.已知：X为同周期元素中第一电离能最小的元素，Z元素原子最外层电子排布为2s22p4,Y是第3周期离子半径最小的元素，则X、Y、Z三种元素组成的化合物的化学式可能是（）A.X3YZ3B.X2YZ3C.X2YZ2D.XYZ3解析：选A在同周期中第一电离能最小的是H或IA族金属元素，其化合物中化合价为+1价；Y为Al,Z为O,根据化合物中化合价代数和为零知A正确。8 .已知短周期元素的离子温2+、小+、3-、具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（）A.原子半径：ABCDB.原子序数：dcbaC.离子半径：C3-DB+A2+D.元素的第一电离能：ABDC解析：选C本题既可以用相
22、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CDo由此得出A、B、C、D的原子半径大小为BACD,A选项错误；它们的原子序数关系为：abdc,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DCAB,D选项错误。方法二：找出相应的元素符号，如12Mg2+、uNa+、7-、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。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:根据下表所提供的电离能数据，回答下列问题。锂XY/15205
23、02580h729945701820h1181669202750h955011600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.丫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、CRAr,其中Na、Mg、ARP、ChAr属于第3周期，原子结构最稳定的是Ar,故其八最大，Mg、Al的核外电子排布分别为Is22s22P63s2、Is22s22P63s23plMg中3s2为全满状态，故其/i比Al的人大。（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
24、表中数据可以看出，锂和X的A均比上、人小很多，说明X与Li同主族，且X的八比Li的/i更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na（即a）;由丫的电离能数据可以看出，它的/|、“、A比小得多，故丫原子属于川A族元素。答案：（l）mcf（2）iIs22s22P63s23PaNa?O（或Na2O2）IDA10 .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:（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，但个别元素的值出现
25、反常现象。试预测下列关系式中正确的是（填写编号）。E（碑）（硒）E（碑）VE（硒）E（溟）E（硒）E（溟）VE（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：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，第川A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（科）E（硒）、E（澳）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号元素是稀有气体鼠，该元素原子的最外层
26、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）（3）485738（4）1（）号元素为颊，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。晨背-重点语句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，电负性最小的是钻。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
27、正负.判断化学键的类型。电负性及其变化规律与应用基础5 .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O,并以此为标准确定其他元素的电负性。6 .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
28、中，右上方氯的电负性最大(稀有气体除外)，左下方鲂的电负性最小；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。7 .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鹿壬键；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。(2)电负性差值较大的元素之间易形成离
29、子健，并不是一定形成离子键，如AlCh,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。演练题组冲关1 .下列原子的价电子排布中，电负性最小的是()A.3s2B.3s23P3C.3s23P4D.3s23Ps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.OSSeTeB.CNOFC.PSOFD.KNaMg(2)(3)(4)(5)(6)XB.阴离子的还原性：WZC.氧化物的水化物的酸性：YAB；金属性：CAB；非金属性：BAC元素周期表中
30、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。演练题组冲关的N元素，Y、Z是第三周期元素，因为四种元素的最外层电子数之和为18,故Y、Z最外层电子数之和为18-（14-5）=12,又因为第三周期主族元素最外层电子排布是I7,故只有丫的最外层电子数是5,Z的最外层电子数是7才能满足条件，则丫是P元素，Z是C1元素。A.一般相对分子质量越大，相应物质的沸点越高，故沸点：N2H2,A不正确；B.C1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
31、不容易失去电子，故对应阴离子的还原性：C弱于H-;B正确。C.P元素的非金属性弱于CI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：H3Po4VHelOs,题目中未说明“最高价”，C不正确；D.核盐是离子化合物，N和P可能存在于同一离子化合物中，如（NH4）3PO4、（NH4）2HPO4、NH4H2P等，D不正确。2. （2015全国卷II）原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、loa的电子层结构与氢相同，b和c的次外层有8个电子，L和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是（）A.元素的非金属性顺序为cbaB. 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-的电子层结构与氧相同可知，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L和（T的电子层结构相同可知，d为K。A项，S,C1处于第三周期，CI的原子序数大于S,则C1的非金属性强于S;由H2s中S元素显一2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C1SH;B项，H和S、C1可形成共价化合物H2s和HC1,