《元素周期律(第一课时)》课件

《元素周期律（第一课时）》1.影响原子半径大小的因素(1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的

使原子半径增大。(2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用就越大，使原子半径

。2.原子半径的递变规律(1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径

。(2)同主族：从上到下，核电荷数越大，半径

。一、原子半径越小排斥作用减小越大3.原子或离子半径的比较方法(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)能层结构相同的离子：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：能层数越多，半径越大。例如：r(Li＋)

r(Na＋)

r(K＋)

r(Rb＋)

r(Cs＋)，r(O2－)

r(S2－)

r(Se2－)

r(Te2－)。(4)核电荷数、能层数均不同的离子：可选一种离子参照比较。例如：比较r(K＋)与r(Mg2＋)，可选r(Na＋)为参照，r(K＋)

r(Na＋)

r(Mg2＋)。＞＞＞＞＞＞＞＜＜＜＜＜＜＜＞＞(1)能层数少的元素原子半径一定小于能层数多的元素的原子半径(

)(2)核外能层结构相同的单核粒子，半径相同(

)(3)质子数相同的不同单核粒子，电子数越多，半径越大(

)(4)各元素的原子半径总比离子半径大(

)(5)同周期元素从左到右，原子半径、离子半径均逐渐减小(

)判断正误××√××1.下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是A.Na、K、Rb B.F、Cl、BrC.Mg2＋、Al3＋、Zn2＋

D.Cl－、Br－、I－理解应用√解析同主族元素，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＋能层数相同但铝的核电荷数大，所以Al3＋的半径小，故C项微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的。2.下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是A.NaF B.MgI2C.BaI2

D.KBr√解析题中阳离子半径由小到大的顺序为r(Mg＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Ba2＋)，阴离子半径由大到小的顺序为r(I－)＞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。方法规律粒子半径比较的一般思路(1)“一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。(2)“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。(3)“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。返回1.元素第一电离能的概念与意义(1)概念①第一电离能：

原子失去一个电子转化为

正离子所需要的

叫做第一电离能，符号：I1。②逐级电离能：气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能，第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后，若再失去电子会更加

，因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I1<I2<I3……二、元素的电离能气态电中性基态气态基态最低能量困难(2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的

。第一电离能数值越小，原子越

失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越

失去一个电子。难易程度容易难2.元素第一电离能变化规律(1)每个周期的第一种元素的第一电离能

，最后一种元素的第一电离能

，即一般来说，随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈

趋势。(2)同一族，从上到下第一电离能逐渐

。最小最大增大减小3.电离能的应用(1)根据电离能数据，确定元素原子核外电子的排布及元素的化合价。如Li：I1≪I2<I3，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，易失去

形成

阳离子。(2)判断元素的金属性、非金属性强弱：I1越大，元素的

性越强；I1越小，元素的

性越强。一个电子＋1价非金属金属特别提醒——电离能的影响因素及特例(1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。(2)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。一般情况，第一电离能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。(1)第一电离能越大的原子失电子的能力越强(

)(2)第三周期所含元素中钠的第一电离能最小(

)(3)铝的第一电离能比镁的第一电离能大(

)(4)H的第一电离能大于C的第一电离能(

)(5)在所有元素中，氟的第一电离能最大(

)(6)同一周期中，主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大(

)(7)同一周期典型金属元素的第一电离能总是小于典型非金属元素的第一电离能(

)判断正误×√×√××√1.某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899kJ·mol－1、1757kJ·mol－1、14840kJ·mol－1、18025kJ·mol－1，则该元素在元素周期表中位于A.第ⅠA族

B.第ⅡA族C.第ⅢA族

D.第ⅣA族理解应用√解析分析该元素的各级电离能可知，第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，则该元素原子的最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族。2.根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，判断下列说法不正确的是A.Q元素可能是0族元素B.R和S均可能与U在同一主族C.U元素可能在元素周期表的s区D.原子的价电子排布式为ns2np1

的可能是T元素√解析根据第一电离能的数据可知，R的最外层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，B项错误；U的最外层有1个电子，可能属于s区元素，C项正确；T元素最外层有3个电子，价电子排布式为ns2np1，D项正确。元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900归纳总结电离能的应用(1)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。(2)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。返回1.(2019·扬州高二月考)下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是A.LiI B.NaBrC.KCl D.CsF123随堂演练知识落实45解析碱金属离子半径：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Cs＋)，卤素离子半径：r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，显然，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。√2.若aAm＋与bBn－的核外电子排布相同，则下列关系不正确的是A.离子半径：Am＋<Bn－

B.原子半径：A<BC.A的原子序数比B的大m＋n D.b＝a－n－m12345√解析因为aAm＋与bBn－的核外电子排布相同，即b＋n＝a－m，推知a－b＝m＋n，故A的原子序数比B的大m＋n；由上式可知b＝a－m－n；核外电子层结构相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，故离子半径：Am＋<Bn－；比较原子半径需要考虑两原子的电子层数，故原子半径：A>B。3.气态原子生成＋1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。元素的第一电离能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。下列有关说法不正确的是A.一般来说，元素的第一电离能越大，其金属性越弱B.元素N的第一电离能大于元素O的第一电离能C.金属单质跟酸反应的难易，只跟该金属元素的第一电离能有关D.金属单质跟酸反应的难易，除跟该金属元素的第一电离能有关外，还

与该单质中固态金属原子以及该金属原子失去电子后在水溶液里形成

水合离子的变化有关√123454.(2019·福建三明一中段考)短周期元素X的第一至第六电离能分别为I1＝578kJ·mol－1

I2＝1817kJ·mol－1I3＝2745kJ·mol－1

I4＝11575kJ·mol－1I5＝14830kJ·mol－1

I6＝18376kJ·mol－1以下说法正确的是A.X原子的最外层只有1个电子B.元素X常见化合价为＋3价C.X原子核外有3个未成对电子D.元素X的最高价氧化物对应的水化物为强碱12345解析结合题给电离能数据可知，元素X的常见化合价为＋3价，应为Al元素，据此判断各选项。√5.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量，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，并完成下列问题。12345(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是____________________________。随着原子序数的增大，E值变小解析本题主要考查元素第一电离能的变化规律。从1H、3Li、11Na、19K等同主族元素可以看出，同主族元素随着原子序数的增大，E值变小。(2)同一周期内，随着原子序数的增大，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________(填编号)。①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒)③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒)12345①③解析从第二、第三周期看，第ⅢA族和第ⅥA族元素比同周期相邻两元素E值都低，可以推出E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒)。(3)估计1mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围：_____＜E＜_____。12345485738解析据同主族、同周期元素E值变化规律可知，E(K)＜E(Ca)＜E(Mg)。(4)10号元素E值较大的原因是_____________________________________________________________。1234510号元素为氖，该元素原子的最外层电子解析10号元素(Ne)原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。排布已达到8电子稳定结构返回课时对点练一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1.下列有关微粒半径的大小比较错误的是A.K＞Na＞Li B.Na＋＞Mg2＋＞Al3＋C.Mg2＋＞Na＋＞F－

D.Cl－＞F－＞F√12345678910111213141234567891011121314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，半径大小应为Mg2＋＜Na＋＜F－；D项，Cl－比F－多一个电子层，故半径：Cl－＞F－，F－比F多一个电子，故半径：F－＞F。2.下列关于粒子半径的比较不正确的是①r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)②r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)③r(Na＋)＜r(Mg2＋)＜r(Al3＋)＜r(F－)＜r(O2－)④r(Fe3＋)＞r(Fe2＋)＞r(Fe)A.②③④ B.①④ C.③④

D.①②③1234567891011121314解析同主族元素，从上到下，同价态离子半径逐渐增大，所以①②正确；电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，③错误；不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，④错误。√3.已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是A.原子半径：A>B>D>C B.原子序数：d>c>b>aC.离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋

D.单质的还原性：A>B>D>C1234567891011121314解析aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则四种元素在元素周期表中的相对位置如下：

据此可知，原子半径：B＞A＞C＞D；原子序数：a＞b＞d＞c；离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋；单质的还原性：B＞A＞C＞D。

……C

DBA……

√4.下列四种粒子中，半径按由大到小的顺序排列的是①基态X的原子结构示意图：

②基态Y的价电子排布式：3s23p5③基态Z2－的轨道表示式：

④W基态原子有2个能层，电子式：A.③>①>②>④ B.③>②>①>④C.①>③>④>② D.①>④>③>②1234567891011121314√解析①根据结构示意图可知X为S；②基态Y的价电子排布式为3s23p5，可知Y为Cl；③根据基态Z2－的轨道表示式可知Z2－为S2－；④根据W基态原子有2个能层，电子式为

，可知W为F；能层数越多，半径越大，则F<Cl，同周期元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，则Cl<S，同种元素的阴离子半径大于原子半径，则S<S2－；综上半径大小关系为S2－>S>Cl>F，即③>①>②>④；A正确。12345678910111213145.(2019·蒙山县第一中学高二期末)以下说法不正确的是A.第一电离能越小，表示该气态原子越容易失电子B.同一元素的电离能，各级电离能逐级增大C.在元素周期表中，主族元素原子的第一电离能从左到右一定是越来越大D.在元素周期表中，同主族元素从上到下，第一电离能呈现递减的趋势1234567891011121314√解析第一电离能越小，气态原子失去一个电子所需要的最小能量越小，越容易失电子，故A正确；同一元素的电离能，各级电离能逐级增大，故B正确；在元素周期表中，主族元素原子的第一电离能从左到右呈增大的趋势，当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，故C错误；在元素周期表中，同主族元素从上到下，第一电离能呈现递减的趋势，这是因为同主族元素的价电子数相同，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐减弱，故D正确。12345678910111213146.(2019·兰州一中高二期末)下列叙述正确的是A.通常，同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大B.在同一主族中，自上而下元素的第一电离能逐渐减小C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大D.主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数都和它的族序数相等1234567891011121314√解析稀有气体不容易失电子，则同周期元素中稀有气体的第一电离能最大，故A错误；在同一主族中，自上而下元素的失电子能力增强，则自上而下元素的第一电离能逐渐减小，故B正确；第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其半径越大，失电子能力越强，越容易失电子，第一电离能越小，故C错误；有的主族元素的原子形成单原子阳离子时的最高化合价数等于其族序数，如Cl元素等，但F元素形成的最高化合价为－1价，不等于其族序数，故D错误。1234567891011121314二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。7.(2019·石河子第二中学高二月考)下列各组元素中，第一电离能依次减小的是A.H

Li

Na

K B.Na

Mg

Al

SiC.I

Br

Cl

F D.F

O

N

C1234567891011121314√解析H、Li、Na、K属于同一主族元素且原子序数依次增大，其第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以其第一电离能依次减小，故A正确；Na、Mg、Al、Si属于同一周期元素且原子序数依次增大，其第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族的，所以其第一电离能由大到小的顺序为Si、Mg、Al、Na，故B错误；I、Br、Cl、F属于同一主族元素且原子序数依次减小，同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以I、Br、Cl、F第一电离能依次增大，故C错误；F、O、N、C属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能由大到小的顺序是F、N、O、C，故D错误。12345678910111213148.(2019·蒙山县第一中学高二期末)在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是A.ns2np3

B.ns2np4 C.ns2np5 D.ns2np6√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，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，同一主族元素中，其第一电离能随着原子序数的增大而减小。A中ns2np3属于第ⅤA族元素、B中ns2np4属于第ⅥA族元素、C中ns2np5属于第ⅦA族元素、D中ns2np6属于0族元素，如果这几种元素都是第二周期元素，其第一电离能大小顺序是Ne＞F＞N＞O，所以第一电离能最小的原子可能是第ⅥA族元素，故选B。12345678910111213149.Li、Be、B原子失去一个电子，所需的能量相差并不大，但最难失去第二个电子的原子是A.Li B.BeC.B D.相差不大1234567891011121314√解析Li、Be、B原子失去一个电子后的电子排布式分别为1s2、1s22s1、1s22s2，Li原子再失去一个电子时，将要失去第一电子层上的电子，失电子较难；而Be、B原子再失去一个电子时，失去同电子层上的电子，相对容易些，故Li失去第二个电子时要更难些。10.(2019·黄陵中学高新部高二期末)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kJ·mol－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是A.R的最高正价为＋3价B.R元素位于元素周期表中第ⅡA族C.R元素的原子最外层共有2个电子D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s21234567891011121314√

I1I2I3I4……R7401500770010500……√解析由表中数据I3≫I2，可知元素R的最高正价为＋2价，A项错误；元素R一定位于第ⅡA族，B项正确；元素R一定位于第ⅡA族，最外层有2个电子，但R不一定是Be元素，C项正确、D项错误。1234567891011121314

I1I2I3I4……R7401500770010500……三、非选择题11.根据下列5种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题。(1)在元素周期表中，最有可能处于同一族的是_____(填字母，下同)。A.Q和R B.S和T C.T和V D.R和T E.R和VE1234567891011121314元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(2)它们的氯化物的化学式中，最有可能正确的是_____。A.QCl2

B.RClC.SCl3

D.TClE.VCl4B解析各级电离能中发生突跃式升高的情况是R：I2≫I1、S：I3≫I2、T：I4≫I3、V：I2≫I1，化合价分别为＋1、＋2、＋3、＋1；Q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高得多，最有可能为稀有气体元素。各元素价态与化合物中氯原子数相同的只有选项B。元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V4203100440059001234567891011121314(3)下列元素中，最有可能与Q元素处于同一族的是_____。A.硼B.铍C.锂D.氢E.氦E解析最有可能与Q元素处于同一族的元素的第一电离能应该特别大或者性质很不活泼，只有选项E符合要求。1234567891011121314元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(4)在这5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是____。A.Q

B.R

C.S

D.T

E.VE解析最容易与氯元素形成离子化合物的元素应该是第一电离能最小的，选项E符合要求。1234567891011121314元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(5)利用表中的数据判断，V元素最有可能是下列元素中的_____。A.H B.LiC.Na D.KD理论根据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1234567891011121314R和V都是I2≫I1，应该均属于ⅠA族元素，因为R和V都存在第四电离能，核外电子数应该至少为4个，故应该是Na或K，并且V的第一电离能小于R的，所以V的金属性更强，应该是K元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900解析R和V都显＋1价，应为ⅠA族元素，都有第四电离能，核外电子数应该至少为4个，R和V的目标元素锁定在Na、K，V的第一电离能较小，应为K，所以选项D正确。123456789101112131412.判断下列微粒半径的大小。(1)Mg____Ba。(2)K____Ca。(3)基态原子X外围电子排布为3s23p5____基态原子Y价电子排布3s23p4。(4)S2－____S。(5)N3－____Na＋。(6)Ne____Ar。(7)基态原子W

____基态原子Z。1234567891011121314＜＞＜＞＞＜＞13.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(n＝2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)表示失去第n个电子的电离能，单位为eV]。1234567891011121314(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越____(填“大”或“小”)；阳离子所带电荷数越多，在失去电子时，电离能越____(填“大”或“小”)。小大符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11

电离能224.9226.0327.9367.41761

1234567891011121314解析电子离核越远，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；阳离子所带电荷数越多，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)上述11个电子分属___个能层。1234567891011121314解析根据题目数据知，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符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11

电离能224.9226.0327.9367.41761

(3)失去11个电子后，该元素还有_____个电子。1234567891011121314解析Mg元素的原子失去11个电子后，还有1个电子。1符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11

电离能224.9226.0327.9367.41761

(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是___________。1234567891011121314解析Mg元素的最高价氧化物对应的水化物为Mg(OH)2。Mg(OH)2符号I1I2I3I4I5I6电离能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符号I7I8I9I10I11

电离能224.9226.0327.9367.41761

123456789101112131414.如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。请回答以下问题：答案

(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。1234567891011121314解析同一周期元素第一电离能的变化规律：从左到右，第一电离能呈增大趋势，但有反常现象，第ⅡA族、第ⅤA族元素价电子分别是全充满和半充满，能量低，比较稳定，第一电离能分别大于第ⅢA族和第ⅥA族元素的第一电离能。依据第二周期第一电离能的递变规律，可以连出第三周期第一电离能的变化图像。1234567891011121314(2)由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是_________________。从上到下依次减小解析由图可以得出同一主族元素第一电离能的变化规律：从上到下依次减小。1234567891011121314(3)图中5号元素在周期表中的位置是_____周期_____族。三解析图中5号元素是P，P在周期表中处于第三周期ⅤA族。ⅤA1234567891011121314(4)图中出现的元素中最活泼的金属元素位于元素周期表的_____周期______族。五解析依据同一周期元素的金属性从左到右逐渐减弱，同一主族从上到下逐渐增强，可以得出图中出现的元素中最活泼的金属元素是Rb，处于第五周期ⅠA族。ⅠA1234567891011121314(5)写出图中6号元素的价电子排布式：________。3s23p5解析图中6号元素是Cl，价电子排布式为3s23p5。1234567891011121314(6)分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围______<Al<______(填元素符号)。Na解析依据第一电离能递变规律，可以得出Al的第一电离能的大小范围：Na<Al<Mg。Mg返回探究1微粒半径大小比较的方法规律【问题探究】材料:元素周期表中部分元素原子与离子半径的对比(单位:pm)

稀有气体一般不参与原子半径的比较H37H-140

Li152Li+60Be89Be2+31B82C77N75N3-171O74O2-140F71F-136Ne154Na186Na+95Mg160Mg2+65Al143Al3+50Si117P110P3-212S102S2-184Cl99Cl-181Ar192K232K+138Ca197Ca2+100

Br114Br-195

已知:短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构。结合上述数据分析:(1)A、B、C、D四种元素在同一周期吗?试推测四种元素在元素周期表中的位置。提示

A、B、C、D不在同一周期。A应位于第三周期第ⅡA族,B应位于第三周期第ⅠA族,C应位于第二周期第ⅤA族,D应位于第二周期第ⅦA族。(2)A、B、C、D的原子半径大小顺序是怎样的?A2+、B+、C3-、D-的离子半径呢?提示

原子半径由大到小的顺序为B>A>C>D;离子半径由大到小的顺序为C3->D->B+>A2+。(3)请比较A与A2+、D与D-的半径大小。提示

A>A2+;D<D-。(4)比较微粒半径大小的关键要素是什么?提示

①比较不同周期不同主族元素的原子半径,先看周期再看主族。②比较离子半径时,要依据于电子层结构相同的离子半径的递变规律和元素周期律进行判断。③同一元素的阳离子半径小于原子半径;同一元素的阴离子半径大于原子半径。【深化拓展】“四同”比较粒子的半径大小【素能应用】典例1试比较以下微粒半径的大小。(1)根据元素周期律,原子半径Ga

As(用“>”或“<”填空,下同)。

(2)原子半径Al

Si。

(3)随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。比较d、e常见离子的半径大小

>

(用离子符号表示)。

答案

(1)>

(2)>

(3)r(O2-)

r(Na+)解析

(1)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小,Ga与As在周期表中同位于第四周期,Ga位于第ⅢA族,As位于第ⅤA族,则原子半径:Ga>As。(2)同周期主族元素,原子序数越大,原子半径越小,故原子半径Al>Si。(3)由图示可知,这八种元素分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl,O2-和Na+具有相同的电子层结构,根据“序小径大”规律可知r(O2-)>r(Na+)。变式训练1四种元素基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。这四种原子按半径由大到小的顺序排列正确的是(

)A.①>②>③>④ B.②>①>③>④C.②>①>④>③ D.①>②>④>③答案

B解析

由四种元素基态原子的电子排布式可知,①为S原子,②为P原子,③为N原子,④为F原子,其中P、S元素处于第三周期,P原子的核电荷数小于S,则P的原子半径大于S;N和F元素处于第二周期,N原子的核电荷数小于F,则N的原子半径大于F;S原子比N原子多一个电子层,则S的原子半径大于N原子,综上所述,原子半径由大到小的顺序为P>S>N>F。方法技巧

“三看”法快速判断简单微粒半径的大小一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。探究2元素电离能的变化规律【问题探究】阅读下列两则材料,思考回答问题。材料1:元素的第一电离能的周期性材料2:钠、镁、铝逐级失去电子的部分电离能数据

元素NaMgAl4967385784

5621

4511

8176

9127

7332

7459

54310

54011575(1)认真分析材料1中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间六种元素用短线连接起来,构成完整的图像。(2)由材料1可知,第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比同周期的相邻元素都高,解释原因。提示

同周期元素中,第ⅡA族元素的价层电子排布为ns2,第ⅤA族元素的价层电子排布为ns2np3,最外层s能级均为全充满,p能级分别为全空、半充满状态,比较稳定,失去一个电子需要的能量相对较大,故其第一电离能比同周期相邻元素的要高。(3)根据材料2分析,同一元素的电离能为什么逐级增大?为什么Na、Mg、Al的化合价分别为+1、+2、+3价?提示

①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的,即I1<I2<I3<……这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离子后,半径变小,核电荷数未变而电子数目变少,原子核对电子的吸引作用增强,因而第二个电子比第一个电子难失去,即失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量(I2>I1),同理I3>I2、I4>I3……>In。②Na的I1比I2小很多,电离能差值很大,说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多,所以Na容易失去一个电子形成+1价离子;Mg的I1和I2相差不多,而I2比I3小很多,所以Mg容易失去两个电子形成+2价离子;Al的I1、I2、I3相差不多,而I3比I4小很多,所以Al容易失去三个电子形成+3价离子。【深化拓展】1.元素第一电离能与原子核外电子排布的关系(1)第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。例如P的第一电离能比硫的大,Mg的第一电离能比Al的大。(2)第三周期元素第一电离能的大小关系为I1(Ar)>I1(Cl)>I1(P)>I1(S)>I1(Si)>I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na)。

P、Mg元素的第一电离能大于同周期相邻元素2.电离能的应用(1)比较元素金属性的强弱一般情况下,元素的第一电离能越小,元素的金属性越强。(2)确定元素原子的核外电子层排布由于电子是分层排布的,内层电子比外层电子难失去,因此当元素原子失去不同能层的电子时电离能会发生突变。(3)确定元素的化合价如果电离能在In与

之间发生突变,则元素的原子易形成+n价离子,或主族元素(O、F除外)的最高化合价为+n价。若某元素的逐级电离能I2≫I1,则该元素通常显+1价;若I3≫I2>I1,则该元素通常显+2价;若I4≫I3>I2>I1,则该元素通常显+3价。【素能应用】典例2根据下列主族元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1)回答下列问题:元素符号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801820275011600V420310044005900(1)在元素周期表中,最有可能处于同一族的是

(填字母,下同)。

A.Q和R

B.S和T

C.T和VD.R和T E.R和V(2)它们的氯化物的化学式,最有可能正确的是

。

A.QCl2

B.RCl

C.SCl3D.TCl E.VCl4(3)下列元素,最有可能与Q元素位于同一族的是

。

A.硼 B.铍 C.锂D.氢 E.氦(4)在这五种元素中,最容易与氯元素形成离子化合物的是

。

A.Q B.R C.SD.T E.V答案

(1)E

(2)B

(3)E

(4)E解析

各级电离能发生突跃的情况是R:I2≫I1,S:I3≫I2,T:I4≫I3,V:I2≫I1,它们的化合价分别为+1、+2、+3、+1。Q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高得多,最有可能是稀有气体元素。(1)五种元素中,只有R和V的电离能发生突跃的情况相同,故R和V为同一族。(2)Q可能是稀有气体元素,其他元素的氯化物的化学式可能是RCl、SCl2、TCl3、VCl。(3)Q可能是稀有气体元素,与氦都位于0族。(4)第一电离能越小,元素的金属性越强,越易形成离子化合物,由题表可知,V的第一电离能最小。【微点拨】解答本题要注意以下三点:(1)若In→In+1的值出现突跃,说明最外层有n个电子。(2)同主族元素的最外层电子数相等。(3)活泼金属和活泼非金属易形成离子化合物。变式设问

根据题中数据,你认为V最有可能是前四周期的哪种元素?为什么?提示

钾元素。因为V呈+1价,所以是第ⅠA族的元素;因为最少有4个电子,所以排除了氢元素和锂元素,又因为R也呈+1价,也是第ⅠA族的元素,且R的第一电离能大于V,所以在前四周期中V只能是钾元素。变式训练2下列叙述正确的是(

)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答案

A解析

同周期元素中碱金属的第一电离能最小,稀有气体的第一电离能最大,A项正确,C项不正确。由于镁的3s能级全充满,3p能级全空,而铝的3s能级全充满,3p能级中有一个电子,故铝的第一电离能小于镁,B项不正确。钾比镁电子层数多,原子半径大,更易失去电子,故钾的第一电离能小于镁,D项不正确。探究3元素电负性变化规律及应用【问题探究】某同学根据相关资料中的数据制作的第三周期、第ⅠA族和第ⅦA族元素的电负性变化图:回答下列问题:(1)同主族元素的电负性有何变化规律?同周期主族元素的电负性与原子半径之间有何关系?提示

同主族元素,核电荷数越大电负性越小。同周期主族元素的电负性随原子半径的减小而增大。(2)元素周期表中电负性最大的元素是哪种元素?电负性最小的元素是哪种元素(放射性元素除外)?提示

电负性最大的元素为F元素;电负性最小的元素为Cs元素。(3)预测钙元素的电负性应该在哪两种主族元素之间?提示

根据Ca元素在周期表中的位置可知,电负性:K<Ca<Mg。(4)经验规律告诉我们当成键两元素的电负性的差值大于1.7时,一般形成离子键,当电负性差值小于1.7时,一般形成共价键。据此经验规律推断AlCl3中化学键的类型。提示

AlCl3中两元素电负性差值小于1.7,则AlCl3中化学键的类型为共价键。【深化拓展】

【素能应用】典例3下表是某些短周期元素的电负性(x)值:(1)通过分析电负性的变化规律,确定N、Mg的电负性(x)范围:

<x(N)<

;

<x(Mg)<

。

(2)推测电负性(x)与原子半径的关系是

。

元素HLiBeBCOF电负性2.101.01.52.02.53.54.0元素NaAlSiPSCl

电负性0.91.51.82.12.53.0

(3)某有机化合物的分子中含有S—N,在S—N中,你认为共用电子对偏向

(写原子名称)。

(4)经验规律告诉我们当成键两元素的电负性的差值大于1.7时,一般形成离子键,当电负性差值小于1.7时,一般形成共价键,试推断AlBr3中化学键的类型是

。

答案

(1)2.5

3.5

0.9

1.5

(2)电负性越小,原子半径越大(3)氮(4)共价键解析

由所给数据分析可知:同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小。(1)同周期中x(Na)<x(Mg)<x(Al),同主族中x(Mg)<x(Be),综合可得0.9<x(Mg)<1.5,同理2.5<x(N)<3.5。(2)元素电负性的递变规律与原子半径递变规律恰好相反,即:同周期(或同主族)元素中,电负性越大,其原子半径越小。(3)对比元素周期表中对角线位置元素的电负性(x)可知:x(B)>x(Si),x(C)>x(P),x(O)>x(Cl),则可推知:x(N)>x(S),故在S—N中,共用电子对应偏向N原子。(4)查表知:AlCl3中两元素电负性差值为1.5<1.7,又x(Br)<x(Cl),所以Al和Br两元素的电负性差值小于1.5,则AlBr3中的化学键为共价键。变式设问

已知NCl3易发生水解反应:NCl3+3H2O===NH3+3HClO,试写出C、N、O、H四种元素的电负性由小到大的顺序为

。

提示

C、N、O、H四种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N<O。易错警示

(1)不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准,部分过渡元素的电负性大于1.8。(2)不是所有电负性差值大于1.7的元素原子之间都形成离子键、电负性差值小于1.7的元素原子之间都形成共价键。如Na、H、F的电负性分别是0.9、2.1、4.0,Na与H的电负性差值为1.2,NaH中存在离子键,H与F的电负性差值为1.9,HF中存在共价键。变式训练3已知X、Y元素同周期,且电负