内容正文:
考点2 电离能、电负性及原因解释
[对应学生用书P35]
1.①元素周期表的结构与分区
2.②电离能的比较及原因分析
(1)电离能的比较
电离能
比较方法
备注
第一电离能
同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势
考虑价层电子排布影响,同周期中:
I1( Ⅱ A)>I1( Ⅲ A)、I1(Ⅴ A)>I1(Ⅵ A)
同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小
不考虑其他因素的影响
逐级电离能
一般情况下,同一元素原子的逐级电离能:I1<I2<I3<I4……
(2)电离能的原因分析
3.③电负性的比较及应用
(1)电负性的比较
电负性
比较方法
应用举例
同周期主族元素(从左到右)
元素的电负性逐渐变大
电负性:C<N<O<F
电负性:Si<P<S<Cl
同主族元素(从上到下)
元素的电负性逐渐变小
电负性:F>Cl>Br>I
电负性:O>S>Se>Te
(2)电负性的应用
教考衔接 ①
(1)(2023·湖北卷,节选)Co位于元素周期表第____________周期第____________族。
(2)(2022·山东卷,节选)基态Ni原子的价层电子排布式为________,在元素周期表中位置为__________。
(3)(2021·广东卷,节选)汞的原子序数为80,位于元素周期表第__________周期第 Ⅱ B族。
方法技巧 ► “0族定位法”确定元素在周期表中的位置
周期
一
二
三
四
五
六
七
0族序数
2
10
18
36
54
86
118
利用原子序数最接近的0族元素定位,结合周期表中族与纵列的对应关系确定元素的位置。
教考衔接 ②
(1)(2023·北京卷,节选)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(2023·海南卷,节选)配合物 Ⅱ (结构如下)中,第一电离能最大的配位原子是________。
(3)(2022·河北卷,节选)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
教考衔接 ③
(1)(2023·全国甲卷,节选)橄榄石(MgxFe2-xSiO4)中,各元素电负性大小顺序为____________,铁的化合价为____________。
(2)(2022·湖南卷,节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂,富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为____________________。
(3)(2023·浙江1月选考卷,节选)由硅原子核形成的三种粒子,电子排布式分别为①[Ne]3s23p2,②[Ne]3s23p1,③[Ne]3s23p14s1,有关这些粒子的叙述,正确的是________。
A.粒子半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
教考衔接 参考答案
教考衔接①
答案:(1)四 Ⅷ (2)3d84s2 第四周期第Ⅷ族 (3)六
解析:(1)基态钴原子的价层电子排布为3d74s2,最高能级为4s,价层电子总数为9,应处于周期表的第9列,故Co在周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
(2)基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,最高能级是4s,价层电子总数为10,则Ni处于周期表第10列,故Ni在元素周期表中位置为第四周期第Ⅷ族。
(3)利用“稀有气体定位法”,第86号稀有气体元素Rn处于第六周期的0族,逆推可知80号汞元素处于第六周期第 Ⅱ B族。
教考衔接②
答案:(1)I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子
(2)N(或氮)
(3)Cu Cu的第二电离能失去3d10电子,第一电离能失去4s1电子,3d10电子处于全充满状态,较难失去电子,则Cu的第二电离能较大,与第一电离能的差值大
教考衔接③
答案:(1)O>Si>Fe>Mg +2
(2)O>C>H>Fe (3)AB
解析:(3)激发态硅原子的4s轨道排布1个电子,其半径最大,基态Si+的3p轨道只有1个电子,排斥力较小,其半径最小,故粒子半径:③>①>②,A正确;由三种粒子的电子排布式可知,①是基态硅原子,②是基态Si+;③是激发态硅原子,B正确;激发态硅原子具有较高能量,电离一个电子所需能量最低,基态Si+电离一个电子,所需能量最高,故所需最低能量:②>①>③,C错误;基态Si+较易得到电子,故得电子能力:②>①,D错误。
[对应学生用书P37]
命题角度3 电离能的比较及原因分析
[例3] (2022·全国甲卷,节选)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号),判断的根据是__________________________;第三电离能的变化图是________(填标号)。
答案:图a 同一周期第一电离能呈增大趋势,N的2p能级为半充满状态,故N的第一电离能较C、O高 图b
解析:C、N、O、F四种元素位于同周期,同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,但由于N的2p能级处于半充满稳定状态,较难失去电子,则N的第一电离能较C、O都高。气态基态+2价阳离子失去1个电子生成气态基态+3价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能,同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高,但由于C在失去2个电子之后的2s能级为全充满状态,因此其再失去一个电子需要的能量稍高。
练3 (1)(2024·山东滨州模拟)基态U的价层电子排布式为5f36d17s2,则处于下列状态的铀原子或离子失去一个电子所需能量最高的是________(填标号)。
A.5f36d17s1 B.5f37s27p1
C.5f26d27s2 D.5f47s2
(2)(2024·山东菏泽模拟)N、O的第二电离能与第一电离能差值相比更大的是________(填元素符号)。
(3)(2024·山东潍坊模拟)第二周期元素中,第一电离能大于B且小于N的元素有________种。
答案:(1)A (2)O (3)3
解析:(1)基态U的价层电子排布式为5f36d17s2,5f37s27p1、5f26d27s2和5f47s2均为其基态原子的激发态,5f36d17s1为U+,由第二电离能明显高于第一电离能可知,5f36d17s1再失去一个电子所需要能量最高,故选A。
(2)N最高能级电子排布为2p3半充满较为稳定,N的第一电离能大于O,由于氧失去一个电子后形成半充满结构(2s22p3),O的第二电离能大于N,故差值更大的是O。
(3)第二周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,第 Ⅱ A族、第ⅤA族元素反常,第一电离能大于B且小于N的元素有Be、C、O共3种元素。
命题角度4 电负性的比较及应用
[例4] (2024·浙江1月选考卷,改编)下列说法正确的是________(填标号)。
A.电负性:B>N>O
B.离子半径:P3-<S2-<Cl-
C.第一电离能:Ge<Se<As
D.基态Cr的简化电子排布式:[Ar]3d4
答案:C
解析:同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:B<N<O,A错误;电子层结构相同时,核电荷数越小,离子半径越大,故离子半径:P3->S2->Cl-,B错误;Ge、Se、As同处于第四周期,由于As的4p轨道处于半充满的稳定状态,较难失去电子,其第一电离能大于同周期相邻的Ge、Se,故第一电离能:Ge<Se<As,C正确;基态铬原子核外有24个电子,其简化电子排布式为[Ar]3d54s1,D错误。
练4 (2022·重庆卷,节选)配位化合物X由配体L2-(如图)和具有正四面体结构的[Zn4O]6+构成。
L2-所含元素中,电负性最大的原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
答案:哑铃
解析:L2-所含元素中电负性:O>C>H,电负性最大的是O,其基态原子最高能级是2p,电子云轮廓图为哑铃形。
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