人教版选修3 第1章第2节 原子结构与元素的性质（第2课时） 学案.doc

第二节原子结构与元素的性质第2课时元素周期律1.了解元素的电离能、电负性的含义。2.能应用元素的电离能说明元素的某些性质。3.理解元素原子半径、元素的第一电离能、电负性的周期性变化。4.了解元素的“对角线规则”，能列举实例予以说明。原子半径学生用书p121影响原子半径大小的因素(1)电子的能层(电子层)越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大。(2)核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小。2原子半径大小的变化规律(1)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。(2)同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)r(c)r(n)r(o)r(f)。()(2)r(si)r(c)r(b)。()(3)r(li)r(na)r(k)r(rb)r(fe2)r(fe)。()答案：(1)(2)(3)(4)2具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是()a1s22s22p63s23p2b1s22s22p3c1s22s22p2 d1s22s22p63s23p4解析：选a。各元素分别为si、n、c、s，根据原子半径的递变规律，si的半径最大。离子半径大小的比较1同种元素的离子半径阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。例如：r(cl)r(cl)，r(fe)r(fe2)r(fe3)。2电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(o2)r(f)r(na)r(mg2)r(al3)。3带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(li)r(na)r(k)r(rb)r(cs)，r(o2)r(s2)r(se2)r(na)r(mg2)。下列有关微粒半径的大小比较错误的是()aknali bnamg2al3cmg2naf dclff解析a项，同一主族元素的原子，从上到下原子半径逐渐增大；b项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小；c项，应为mg2naf；d项，cl比f多一个电子层，故半径clf，f比f多一个电子，故半径ff。答案c粒子半径比较的一般思路(1)“一层”：先看电子层数，电子层数越多，一般微粒半径越大。(2)“二核”：若电子层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。(3)“三电子”：若电子层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。 微粒半径的大小比较1下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是()anaf bmgi2cbai2 dkbr解析：选b。题中阳离子半径由小到大的顺序为r(mg2)r(na)r(k)r(br)r(f)；要使r(阳)/r(阴)最小，应取r(阳)最小的与r(阴)最大的相比，即r(mg2)/r(i)最小。2下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是()ana、k、rb bf、cl、brcmg2、al3、zn2 dcl、br、i解析：选c。同主族元素，从上到下，原子半径(离子半径)逐渐增大，故a、b、d三项中的各微粒的半径逐渐增大；电子层数相同，核电荷数越大半径越小，mg2、al3电子层数相同但铝的核电荷数大，所以al3的半径小，故c项微粒半径不是逐渐增大。3(2017绵阳高二检测)下列关于微观粒子半径的说法正确的是()a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b核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同c质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大d原子序数越大，原子半径越大解析：选c。由于同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，故第三周期a族元素原子半径不一定比上一周期 a族元素原子半径大，如r(li)r(cl)，故a项错误；对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的，故b项错误；质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径原子半径阳离子半径，故c项正确；原子序数增大，原子半径不是一直增大，而是呈周期性变化的，故d项错误。电离能学生用书p121电离能的概念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的最低能量叫做第一电离能。元素第一电离能符号：i1。2电离能的应用可以衡量元素的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，元素金属性越强。3元素第一电离能变化规律(1)对同一周期的元素而言，第一种(碱金属和氢)元素的第一电离能最小，最后一种(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。(2)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。1下列有关电离能的说法，正确的是()a第一电离能越大的原子失电子的能力越强b第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量c同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大d可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价解析：选d。第一电离能是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需要的最低能量；元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；从总的变化趋势上看，同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如i1(n)i1(o)。2下列说法中正确的是()a第三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在所有元素中，氟的第一电离能最大d钾的第一电离能比镁的第一电离能大解析：选a。同周期从左到右，第一电离能总体呈由小到大的变化趋势，故同周期的第a族元素的第一电离能最小，0族元素的最大，故c错；但由于ns2的全满、np3的半满结构较稳定，故第a族元素和第a族元素的第一电离能比其相邻两个族的都高，故b错；i1(k)i1(na)i1(mg)，故d错。1逐级电离能(1)原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子多数是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷对电子的吸引力更强，从而使电离能越来越大。(2)当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离能有很大的差距。2影响电离能的因素电离能的数值大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径以及原子的电子排布。(1)一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对最外层电子的引力加大，因此，越靠右的元素越不易失去电子，电离能也就越大。(2)同一主族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径逐渐增大起主要作用，因此半径越大，核对最外层电子的引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。(3)电子排布是影响电离能的第三个因素某些元素具有全充满或半充满的电子排布，稳定性也较高，其电离能数值较大。如稀有气体的第一电离能在同周期元素中最大；a族be、mg等元素原子的最外层s原子轨道全满，p原子轨道全空，a族n、p等元素原子p原子轨道为半充满状态，均稳定，所以它们比右侧相邻的元素的第一电离能大，出现反常。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能层上(k、l能层)，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：i1i2bcdb原子序数：dcbac离子半径：cdbad元素的第一电离能：abdc解析：选c。a、b、c、d在元素周期表中的相对位置为，根据递变规律判断。电负性学生用书p141电负性(1)键合电子和电负性的含义键合电子元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。(2)衡量标准以氟的电负性为4.0作为相对标准，得出各元素的电负性(稀有气体未计)。(3)递变规律(一般情况)同周期，自左到右，元素的电负性逐渐变大。同主族，自上到下，元素的电负性逐渐变小。2“对角线规则”在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准。()(2)元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小。()(3)元素的电负性越大，则元素的非金属性越强。()(4)同一周期电负性最大的元素为稀有气体元素。()答案：(1)(2)(3)(4)2下列不属于元素电负性的应用的是()a判断一种元素是金属还是非金属b判断化合物中元素的正负化合价c判断化学键类型d判断单质的熔、沸点高低解析：选d。利用电负性可以判断：元素的金属性和非金属性；化合物中元素的化合价是正还是负；化学键类型等，但不能判断单质的熔、沸点高低。电负性的应用1判断元素的金属性和非金属性及其强弱(1)金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。(2)金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。2判断元素的正负化合价(1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。(2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。3判断化学键的类型一般认为：(1)如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键。(2)如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。4解释元素“对角线规则”在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。这可以由元素的电负性得到解释：li、mg的电负性分别为1.0、1.2；be、al的电负性均为1.5；b、si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，它们的性质表现出相似性，如li、mg在空气中燃烧的产物分别为li2o和mgo；be(oh)2、al(oh)3 均属于难溶的两性氢氧化物；b、si的含氧酸都是弱酸等。(2017苏州中学月考)下列给出14种元素的电负性：元素albbecclfli电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素mgnnaopssi电负性1.23.00.93.52.12.51.8已知两成键元素的电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键元素的电负性差值小于1.7时，形成共价键。请运用元素周期律知识完成下列各题：(1)一般来说，同一周期中，从左到右，元素的电负性_；同一主族中，从上到下，元素的电负性_。所以，元素的电负性随原子序数递增呈_变化。(2)短周期元素中，电负性最大的元素是_，电负性最小的元素是_，由这两种元素形成的化合物属于_(填“离子”或“共价”)化合物，用电子式表示该化合物的形成过程：_。(3)al和f形成的化合物为_(填“离子”或“共价”，下同)化合物，al和cl形成的化合物为_化合物。在s和cl元素形成的化合物中，_元素呈负价，理由是_。(4)表中符合“对角线规则”的元素有li和_、be和_、b和_，它们的性质分别有一定的相似性，其原因是_。写出表示be(oh)2显两性的离子方程式：_。解析本题考查的是电负性知识的综合应用。(1)电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的尺度，电负性越大，非金属性越强。(2)短周期元素中，f元素的电负性最大(为4.0)，na元素的电负性最小(为0.9)，两种元素的电负性差值为3.1，大于1.7，故naf为离子化合物。(3)f和al元素的电负性差值为2.5，大于1.7，故alf3也为离子化合物；cl和al的电负性差小于1.7，故alcl3为共价化合物；s与cl形成的化合物中，s元素显正价，cl元素显负价(电负性：cls)。(4)根据“对角线规则”，be和al的性质相似，be(oh)2为两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应。答案(1)逐渐变大逐渐变小周期性(2)fna离子(3)离子共价cl氯元素的电负性比硫元素大(4)mgalsi电负性数值相近be(oh)22h=be22h2o，be(oh)22oh=beo2h2o(1)根据上述例题表中数据判断，共有金属元素_种，非金属元素_种。(2)根据电负性的相对大小，用三角符号标出下列化合物中化合价为负的元素。bf3mg3n2na2ssicl4clf答案：(1)59(2)b3mg32na2si4cl 元素的电负性及应用1下列说法不正确的是()aa族元素的电负性从上到下逐渐减小，而a族元素的电负性从上到下逐渐增大b电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度c元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强dnah的存在能支持可将氢元素放在a族的观点解析：选a。同主族自上而下元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，a族和a族元素的电负性从上到下都逐渐减小，a项不正确；电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度，b项正确；电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大，c项正确；nah中h为1价，与卤素相似，能支持可将氢元素放在a族的观点，d项正确。2下列是几种原子的基态电子排布式，其中电负性最大的原子是()a1s22s22p4b1s22s22p63s23p3c1s22s22p63s23p2d1s22s22p63s23p64s2解析：选a。根据四种原子的基态电子排布式可知，选项a中原子有两个电子层，最外层有6个电子，最容易得到电子，电负性最大。3根据元素周期表中的“对角线规则”，金属铍与铝的单质及其化合物性质相似，又已知氯化铝的熔、沸点较低，易升华。回答下列问题：(1)写出铍与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_。(2)氢氧化铍与氢氧化镁可用_鉴别。氯化铍属于_(填“离子”或“共价”)化合物。(3)根据“对角线规则”，锂和镁的性质也相似。锂在空气中燃烧的主要产物的电子式是_，同时还有少量的_生成。解析：(1)根据铍和铝的性质相似，推断出单质铍与氢氧化钠溶液反应生成na2beo2和氢气。(2)氢氧化铍为两性氢氧化物，与氢氧化钠反应生成na2beo2和水，可用氢氧化钠溶液鉴别氢氧化镁和氢氧化铍。根据氯化铝的性质及“对角线规则”可知，氯化铍为共价化合物。(3)镁能和空气中的氧气、氮气反应，锂的性质与镁类似，也会发生与镁相似的反应，生成相似的产物。答案：(1)be2oh=beoh2(2)naoh溶液共价(3) 重难易错提炼1.第一电离能(i1)：同周期元素中，从左到右，i1呈增大趋势(注意：a与a族、a与a族元素间有反常)。2.电负性：同主族元素中，从上到下，元素的电负性呈减小趋势(注意：部分主族的元素间有反常)。3.元素的金属性、非金属性：同周期元素中，从左到右，金属元素的金属性减弱，非金属元素的非金属性增强。4.由物质组成元素的化合价推断元素时易忽视元素的中间化合价。如ab3型物质中各元素的化合价可能为b、b、b (nh3)；满足xo的组成元素x为n、cl、br、i等。课后达标检测学生用书p59(单独成册)基础巩固1下列关于稀有气体的叙述不正确的是()a各原子轨道电子均已填满b其原子与同周期a、a族元素的阳离子具有相同的核外电子排布c化学性质很不活泼d同周期中第一电离能最大解析：选b。稀有气体各原子轨道电子达到稳定结构，所以化学性质不活泼，同周期中第一电离能最大。稀有气体元素原子的核外电子排布与同周期的阴离子(达到稳定结构)的电子排布相同，同时还与下一周期的a、a族元素的阳离子(失去最外层电子)具有相同的核外电子排布。2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i1i2i3解析：选b。注意第a、a族由于电子排布的特殊性使其第一电离能高于同周期相邻两主族元素。3下列元素中各基态原子的第一电离能最大的是()abebbcc dn答案：d4元素电负性随原子序数的递增而增强的是()anakrb bnpascoscl dsipcl答案：d5下列说法中不正确的是()a第一电离能、电负性的周期性递变规律是原子核外电子排布周期性变化的结果b元素电负性：nalgab电负性：assebrc最高正价：fssid原子半径：pnc解析：选a。b、al、ga为同主族元素，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，a项正确；as、se、br电负性大小顺序应为brseas，b项错误；f无正化合价，c项错误；原子半径：pcn，d项错误。7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：ph3h2sh2oc离子半径：kca2ga3d第一电离能：ofca2ga3，c项错误。8已知x、y元素同周期，且电负性xy，下列说法错误的是()a第一电离能y可能大于xb气态氢化物的稳定性：hmy大于hnxc最高价含氧酸的酸性：x对应的酸的酸性强于y对应的酸的酸性dx和y形成化合物时，x显负价，y显正价解析：选b。据电负性xy推知，原子序数xy，由于x、y同周期，第一电离能y可能大于x，a正确；氢化物稳定性hmy小于hnx，b错误；x对应的最高价含氧酸的酸性强于y的，c正确；电负性值大的元素吸引电子能力强，在化合物中显负价，电负性值小的元素吸引电子能力弱，在化合物中显正价，d正确。9某元素x的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是()ax元素可能为4价bx可能为非金属元素cx为第五周期元素dx与氯气反应时最可能生成的阳离子为x3答案：d10在下列横线上，填上适当的元素符号。(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是_，第一电离能最大的元素是_。(2)第二、三、四周期元素中p轨道半充满的原子分别是_。(3)电负性相差最大的两种元素是_(放射性元素除外)。解析：一般来说，同周期从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势(除第a族、第a族元素反常外)，同周期中碱金属和氢元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故第三周期中第一电离能最小的元素为na，第一电离能最大的元素为ar。电负性的递变规律：一般来说，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，故周期表中电负性最大的元素是f，电负性最小的元素是cs。答案：(1)naar(2)n、p、as(3)f、cs11下表是元素周期表的一部分，表中的字母分别代表一种化学元素。(1)上表第三周期中第一电离能(i1)最大的是_(填字母，下同)，c和f的i1大小关系是_大于_。(2)上述元素中，原子中未成对电子数最多的是_，写出该元素基态原子的核外电子排布式：_。(3)根据下表所提供的电离能数据(单位：kjmol1)，回答下列问题。锂xyi1519502580i27 2964 5701 820i311 7996 9202 750i49 55011 600表中x可能为以上13种元素中的_元素。用元素符号表示x和j形成的化合物的化学式：_。y是周期表中第_族的元素。以上13种元素中，_元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析：(1)题给周期表中所列13种元素am分别是na、h、mg、sr、sc、al、ge、c、p、o、te、cl、ar，其中na、mg、al、p、cl、ar位于第三周期，原子最稳定的是ar，故其i1最大，mg、al的核外电子排布式分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，mg中3s轨道为全满状态，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，未成对电子数最多。(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属于第a族元素。稀有气体元素m的原子最外层已达到稳定结构，失去核外第一个电子所需能量最多。答案：(1)mcf(2)i1s22s22p63s23p3(3)ana2o、na2o2am能力提升12(2017成都高二检测)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是()a第一电离能：b原子半径：c电负性：d最高正化合价：解析：选a。由三种元素基态原子的电子排布式可知，是硫元素、是磷元素、是氮元素。磷元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能sp，同主族自上而下第一电离能逐渐降低，所以第一电离能np，故第一电离能nps，即，a正确；同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径ps，同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，故pn，b错误；同周期自左而右元素电负性逐渐增大，所以电负性ps，c错误；最高正化合价等于最外层电子数，所以最高正化合价：，d错误。13x和y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知下列叙述正确的是()ax的原子半径大于y的原子半径bx的电负性大于y的电负性cx的阴离子半径小于y的阳离子半径dx的第一电离能小于y的第一电离能解析：选b。x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，则y在周期表中位于x的下一周期，y比x多一个电子层，故原子半径yx，电负性xy，a项错误，b项正确；电子层结构相同，核电荷数越大，微粒半径越小，故x的阴离子半径大于y的阳离子半径，c项错误；x易得电子形成阴离子，而y易失电子形成阳离子，故第一电离能xy，d项错误。14a、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与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解析：选d。由a的原子结构示意图分析得，a应为硅元素，位于第三周期；因为a、b、d同周期，b元素显1价，故b应为na；又因c显3价，则c应为氮或磷，但d为第三周期元素，且c与d同主族，故d应为磷，c应为氮元素。将a、b、c、d四种元素代入分析即可解答。15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来表示，x值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的x值：元素符号libebcofx值0.981.572.042.553.443.98元素符号naalsipsclx值0.931.601.902.192.553.16(1)通过分析x值的变化规律，确定mg、n的x值范围：_x(mg)_；_x(n)_。(2)推测x值与原子半径的关系为_。(3)某有机化合物的结构简式为，其中sn键中，你认为共用电子对偏向_(填元素符号，下同)。(4)如果x值为电负性的数值，试推断albr3中化学键的类型为_。(5)预测元素周期表中x值最小的元素是_(放射性元素除外)。解析：(1)通过表中数据分析可知同周期从左到右，x值依次增大，同主族从上到下，x值依次减小，可判断x(na)x(mg)x(al)，且x(be)x(mg)，故0.93x(mg)1.57；同理，2.55x(n)3.44。(2)通过思考同周期、同主族元素原子半径的变化与x值的变化可得结论。(3)根据信息：“x值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方”，由x(s)2.55，x(c)x(n)x(o)，即2.55x(n)3.4