2.2.2 元素第1电离能和电负性的周期性变化-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

第2课时　元素第一电离能和电负性的周期性变化 [核心素养发展目标]　1.能说出元素电离能、电负性的含义，能从电子排布的角度理解和解释主族元素第一电离能、电负性的变化规律，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.能利用电离能、电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，促进证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 一、元素第一电离能的周期性变化 1．第一电离能 (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。 (2)符号：I1。 (3)M(g)－e－―→M＋(g)。 2．第一电离能的意义 (1)第一电离能可以衡量元素的气态原子失去一个电子的难易程度。 (2)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．元素第一电离能的变化规律 (1)第一电离能的变化趋势如图所示： (2)第一电离能的变化规律 ①同周期元素：随核电荷数增大，第一电离能呈现增大的趋势，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大。 ②同主族元素：随核电荷数增大，第一电离能逐渐减小。 ③原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全充满、半充满及全空的电子排布的元素稳定性较高，其第一电离能数值较大。如稀有气体的第一电离能在同周期元素中最大，N为半充满、Mg为全充满状态，其第一电离能均比同周期相邻元素的大。 4．逐级电离能 (1)概念：＋1价气态离子失去一个电子，形成＋2价气态离子所需要的最低能量叫做该元素的第二电离能，第三电离能、第四电离能和第五电离能可以以此类推。 (2)各级电离能大小关系：I1<I2<I3…… 1．元素周期表中，第一电离能最大的是哪个元素？第一电离能最小的应出现在周期表什么位置？ 提示　最大的是He；最小的应在周期表左下角。 2．第2周期中，第一电离能介于B和N之间的有几个元素？分别是哪几个？ 提示　Be、C、O共三个。 3．碱金属的第一电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？ 提示　碱金属元素的第一电离能越小，原子越容易失电子，碱金属的活泼性越强。 4．为什么磷的第一电离能大于硫？ 提示　磷、硫的外围电子排布式分别为3s23p3、3s23p4，3p3为半充满结构，较稳定。 5．钠、镁元素的第一、二、三电离能数据如下表： 元素 I1/(kJ·mol－1) I2/(kJ·mol－1) I3/(kJ·mol－1) Na 496 4 562 6 912 Mg 738 1 451 7 733 分析表中数据，回答问题： 为什么钠元素的原子容易形成Na＋，而不易形成Na2＋，镁元素的原子易形成Mg2＋，而不易形成Mg＋？ 提示　根据表中数据，钠元素的第二电离能远大于第一电离能，易失去一个电子，形成Na＋。镁元素的第三电离能远大于第二电离能，而第一电离能和第二电离能相差较小，易失去两个电子形成Mg2＋。 (1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的核外电子排布。 (2)第一电离能的变化规律 (3)元素电离能的应用 ①根据电离能数据，确定元素原子核外电子的排布。如Li：I1≪I2<I3，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：I1≪I2<I3，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：I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。 1．在下列给出的外围电子排布式中，对应元素的第一电离能最小的是(　　) A．3s23p3 B．3s23p5 C．3s23p4 D．3s23p6 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ⅡA族、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。3s23p3属于ⅤA族元素、3s23p5属于ⅦA族元素、3s23p4属于ⅥA族元素、3s23p6属于0族元素，这几种元素都是第3周期元素，分别是P、Cl、S、Ar，其第一电离能大小顺序是Ar＞Cl＞P＞S，所以第一电离能最小的元素是S。 2．(2023·湖南长郡中学高二期末)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)。关于元素R的下列判断中，错误的是(　　) I1 I2 I3 I4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 …… A.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 B．R元素位于元素周期表中ⅡA族 C．R元素的最高正化合价为＋2价 D．R元素第一电离能高于同周期相邻元素 答案　A 解析　从表中数据可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，第三电离能剧增，可知易失去2个电子，最高化合价为＋2价，即最外层应有2个电子，应为ⅡA族元素，B、C正确；R元素可能是Mg或Be，电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2，A错误；同周期ⅡA族元素核外电子排布式为ns2，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，D正确。 同种原子逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3……)。当电离能突然变大时说明原子的电子层发生了变化，即同一电子层中电离能相近，不同电子层中电离能有很大的差距。 二、元素电负性的周期性变化 1．元素电负性的有关概念与意义 (1)概念：用来衡量元素在化合物中吸引电子的能力。 (2)意义：元素的电负性越大，说明元素原子在化合物中吸引电子的能力越强，反之，则越弱。 (3)电负性大小的标准：以氟的电负性为4.0作为相对标准。 2．元素电负性的变化规律 随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。 (1)同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。 (2)同一主族，元素的电负性从上到下呈减小的趋势，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 3．元素电负性的应用 (1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱 ①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于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 ①如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键。 ②如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。 1．电负性越大的元素，非金属性越强吗？第一电离能越大吗？ 提示　元素的电负性越大，非金属性越强；但第一电离能不一定越大，例如电负性：N＜O，而第一电离能：N＞O。 2．在CH4中C显－4价，而在SiH4中Si显＋4价，则H、C、Si元素的电负性由大到小的顺序为________。 提示　C>H>Si 3．有机化合物CH3I和CF3I发生水解时的主要反应分别是CH3I＋H2O―→CH3OH＋HI和CF3I＋H2O―→CF3H＋HIO。试从原子的化学环境对电负性影响的视角解释前者生成HI，后者不生成HI的原因。 提示　由鲍林电负性表知，四种元素的电负性分别为C：2.5、H：2.1、I：2.5、F：4.0，在CH3I分子中由于H的电负性较小，H原子的电子偏向C原子，C原子的电负性变小，C的电负性小于I，在CH3I中I的化合价为负值，水解时I原子易结合水分子中的H＋生成HI；而在CF3I分子中，F的电负性很大，C原子的电子偏向F原子，C原子的电负性变大，使C的电负性大于I，在CF3I分子中，I的化合价为正值，水解时，I原子易结合水分子中的OH－，生成I(OH)，即HIO。 1．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．一般认为，电负性大于1.8的元素为非金属元素 C．元素的电负性越大，原子在化合物中吸引电子的能力越强 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　一般来说，同周期从左到右主族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，因此，电负性与原子结构有关。 2．一般认为，如果两个成键元素的电负性差值大于1.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性差值小于1.7，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值如下表，判断下列化合物：①NaF ②AlCl3　③NO　④MgO　⑤BeCl2　⑥CO2 元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si 电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 (1)属于共价化合物的是_________________________________________________________ (填序号，下同)。 (2)属于离子化合物的是_________________________________________________________。 答案　(1)②③⑤⑥　(2)①④ 解析　根据表格中的数据分别分析上述各化合物中两种元素的电负性的差值与1.7作比较，得出结论。 三、“对角线”规则 “对角线”规则又称斜线关系，指元素周期表中某一元素及其化合物的性质与它左上方或右下方的另一元素及其化合物的性质相类似。这种现象称为“对角线”规则。在第2、3周期中，具有典型“对角线”规则的元素有三对：锂与镁，铍与铝，硼与硅。有人从元素的电负性值相近解释“对角线”规则：锂1.0、镁1.2；铍1.5、铝1.5；硼2.0、硅1.8。 “对角线”规则的表现，举例如下： 锂和镁的相似性：①在氧气中燃烧生成氧化物，而其他碱金属则易生成过氧化物、超氧化物；②能直接与氮作用，生成氮化物Li3N、Mg3N2，而其他碱金属不与氮直接反应；③氟化物、碳酸盐、磷酸盐都难溶于水，而其他碱金属的相应盐易溶于水等。 铍和铝的相似性：①单质在冷的浓硝酸中钝化；②氧化物、氢氧化物都有两性；③氯化物都是共价化合物，易汽化，能升华，能溶于有机溶剂等。 硼和硅的相似性：①硼和硅的密度分别为2.35 g·cm－3和2.336 g·cm－3，两者相近；②硼和硅的简单气态氢化物都能直接被氧气氧化；③最高价氧化物的水化物都是弱酸等。 1．应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下列预测不正确的是(　　) ①Be的氧化物的水化物可能具有两性 ②Tl能与盐酸和NaOH溶液作用，均产生氢气 ③At单质为有色固体，At难溶于水，易溶于四氯化碳 ④Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱 ⑤SrSO4是难溶于水的白色固体 ⑥H2Se是无色、有毒，比H2S稳定的气体 A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤ 答案　B 解析　由“对角线”规则知氧化铍与氧化铝性质相似；铊不能与氢氧化钠溶液作用产生氢气；锂燃烧只能生成氧化锂；硒化氢的稳定性小于硫化氢。 2．仔细观察下图，回答下列问题： (1)B的原子结构示意图为________，B元素位于元素周期表的第________周期________族。 (2)铍的最高价氧化物的水化物是________(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物，证明这一结论的有关离子方程式是_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)根据元素周期律知识，硼酸的酸性比碳酸的酸性________，理由是___________________ ______________________________________________________________________________。 (4)根据Mg在空气中的燃烧情况，Li在空气中燃烧生成的产物为________(用化学式表示)。 答案　(1)　2　ⅢA (2)两性　Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O、Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O (3)弱　硼的非金属性比碳弱　(4)Li2O、Li3N 解析　(1)B是5号元素，原子结构示意图为。 (2)Be(OH)2与Al(OH)3的化学性质相似，但差别在于Be的化合价是＋2价。 (4)Mg在空气中与O2、CO2、N2反应生成MgO、Mg3N2，将Li与Mg类比得答案。 题组一　元素的电离能及应用 1．下列说法正确的是(　　) A．第3周期元素中氯的第一电离能最大 B．氮的第一电离能比氧小 C．在所有的元素中氦的第一电离能最大 D．钠的第一电离能比铍大 答案　C 解析　同周期自左而右，元素的第一电离能呈增大趋势，注意能级处于全空、半充满、全充满的特殊情况，所以第3周期所含元素中Ar的第一电离能最大，故A错误；N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，O原子的核外电子排布式为1s22s22p4，2p轨道处于半充满的原子能量低，较稳定，所以N的第一电离能大于O的第一电离能，故B错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则氦的第一电离能最大，故C正确；同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，故第一电离能：Li＞Na，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：Be＞Li，所以第一电离能：Be＞Na，故D错误。 2．下列各项中元素的第一电离能依次减小的是(　　) A．H、Li、Na、K B．I、Br、Cl、F C．Na、Mg、Al、Si D．Si、Al、Mg、Na 答案　A 解析　同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小，A正确、B错误；同一周期，随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族的第一电离能大于同周期相邻元素，C、D错误。 3．如图表示X元素的基态原子失去电子数与对应电离能的对数值的关系，试推测X可能位于(　　) A．ⅠA族 B．ⅡA族 C．ⅢA族 D．ⅣA族 答案　B 解析　图中纵坐标表示X元素的各级电离能的对数值，由图可知X元素的第二和第三电离能之间有突变，说明它容易失去两个电子，所以它可能是ⅡA族元素。 题组二　元素电负性的比较和应用 4．下列各元素，最易形成离子化合物的是(　　) ①第3周期第一电离能最小的元素　②外围电子排布为2s22p6的元素　③2p能级半充满的元素　④电负性最大的元素 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 答案　D 解析　第3周期第一电离能最小的元素是钠，易失去电子；外围电子排布为2s22p6的元素是氖，化学性质不活泼；2p能级半充满的元素是氮，是非金属元素；电负性最大的元素是氟，非金属性最强，故最易形成离子化合物的是钠和氟。 5．下列说法不能说明X的电负性比Y的大的是(　　) A．与氢化合时X单质比Y单质容易 B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 C．X原子的最外层电子数比Y原子的多 D．X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来 答案　C 解析　若X的电负性比Y的大，则表明X的非金属性比Y的强。A、B、D项均能说明X的非金属性比Y的强。原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力，如氢元素的非金属性比镁元素的强，但镁原子的最外层电子数比氢原子的多，因此C项不能说明X的电负性比Y的大。 6．已知X、Y元素同周期，且电负性：X＞Y，下列说法错误的是(　　) A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价 B．第一电离能可能Y小于X C．最高价含氧酸的酸性：X＜Y D．气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX 答案　C 解析　同周期主族元素从左到右，原子序数依次增大，原子半径依次减小，非金属性依次增强，电负性依次增大。电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故A正确；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但ⅤA族元素的p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于ⅥA族元素，第一电离能Y可能大于X，也可能小于X，故B正确；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：X＞Y，则X最高价氧化物对应水化物的酸性强于Y最高价氧化物对应的水化物的酸性，故C错误；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，故D正确。 题组三　元素周期律的综合应用 7．(2023·长沙实验中学高二期末)下列各组元素性质的叙述中，正确的是(　　) A．第一电离能：C<O<N<F B．电负性：C<O<N<F C．最高正化合价：C<N<O<F D．原子半径：O>F>Na>Mg 答案　A 解析　同周期元素从左到右，电负性依次增大，电负性：C<N<O<F，B错误；F元素没有正化合价，O元素没有最高正价，C错误；电子层数越多原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越多原子半径越小，原子半径：Na>Mg>O>F，D错误。 8．(2023·山东济宁高二期末)下列有关元素周期表和周期律的说法正确的是(　　) A．p区所有元素，电子最后填入的能级均为p能级 B．第2周期元素，第一电离能介于B和N之间的元素有1种 C．第14列元素形成化合物种类最多 D．同一周期，ⅡA族元素电负性大于ⅢA族元素 答案　C 解析　He是第1周期0族元素，属于周期表p区，核外电子排布式为1s2，A错误；同周期元素从左至右第一电离能呈增大趋势，但Be和N原子第一电离能高于相邻元素，则第2周期元素中第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O，共3种，B错误；周期表第14列为ⅣA族，含碳元素，形成化合物种类最多，C正确；同一周期，ⅡA族元素电负性小于ⅢA族元素，D错误。 9．(2022·天津河西区高二期末)动力电池赛道又跳出来一个竞争者“锑电池”。锑(51Sb)与砷(33As)属于同主族元素，下列关于锑元素说法正确的是(　　) A．可能是半导体材料 B．属于第4周期元素 C．最高正化合价为＋3 D．得电子能力比As的强 答案　A 解析　锑(51Sb)在金属、非金属分界线附近，可能是半导体材料，A正确；锑(51Sb)属于第5周期元素，B错误；锑(51Sb)为ⅤA族元素，最高正化合价为＋5，C错误；同主族元素由上而下，金属性增强、非金属性变弱，锑(51Sb)得电子能力比As的弱，D错误。 10．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是(　　) A．X的原子半径比Y小 B．X和Y的核电荷数之差为m－n C．电负性：X>Y D．第一电离能：X<Y 答案　D 解析　由题干信息可知，X处于Y的下一周期，原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径：X>Y，A错误；Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，则两种离子核外电子数相等，假设X的核电荷数为a，Y的核电荷数为b，则a－m＝b＋n，所以a－b＝m＋n，B错误；X比Y更易失电子，所以元素的电负性：X<Y，C错误。 11．(2023·河南新乡高二开学考试)某短周期主族元素M的电离能I1～I7数据如表所示(单位：kJ·mol－1) I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 578 1 817 2 745 11 575 14 830 18 376 23 293 下列关于元素M的推断错误的是(　　) A．M元素位于元素周期表中ⅢA族 B．M元素的最高化合价为＋3价 C．M元素的第一电离能高于同周期相邻元素 D．M元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1 答案　C 12．下列四种元素的基态原子的电子排布式如下： ①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5，则下列有关比较正确的是(　　) A．第一电离能：④＞③＞②＞① B．原子半径：④＞③＞②＞① C．电负性：④＞②＞①＞③ D．最高正化合价：④＞③＝②＞① 答案　A 解析　由四种元素基态原子的电子排布式可知，①是S元素、②是P元素、③是N元素、④是F元素。同周期主族元素自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：N＜F，但P元素原子的3p能级为半充满稳定状态，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：S＜P，同主族元素自上而下第一电离能逐渐降低，所以第一电离能：N＞P，第一电离能：S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故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：P＞S、N＞F，电子层数越多原子半径越大，故原子半径：P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故B错误；同周期主族元素自左而右电负性逐渐增大，所以电负性：P＜S、N＜F，同主族元素自上而下电负性逐渐减小，所以电负性：P＜N，N元素的非金属性比S元素强，故电负性：F>N>S>P，即④>③>①>②，故C错误；F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②＝③，故D错误。 13．元素处于基态时的气态原子获得一个电子成为－1价阴离子时所放出的能量叫做该元素的第一电子亲和能。－1价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能。表中给出了几种元素或离子的电子亲和能数据： 元素 Li Na K O O－ F 电子亲和能/(kJ·mol－1) 59.8 52.7 48.4 141 －844.2 327.9 下列说法正确的是(　　) A．电子亲和能越大，说明越难得到电子 B．一个基态的气态氟原子得到一个电子成为氟离子时吸收327.9 kJ的能量 C．氧元素的第二电子亲和能是－844.2 kJ·mol－1 D．基态的气态氧原子得到两个电子成为O2－需要放出能量 答案　C 解析　根据表中数据知，元素得电子能力越强，其电子亲和能越大，所以电子亲和能越大说明越容易得到电子，故A错误；O－的电子亲和能就是氧元素的第二电子亲和能，所以氧元素的第二电子亲和能是－844.2 kJ·mol－1，故C正确；气态O原子获得一个电子放出能量、O－再获得一个电子吸收能量，O元素的第一电子亲和能小于第二电子亲和能的绝对值，所以基态的气态氧原子得到两个电子成为O2－需要吸收能量，故D错误。 14．元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样，也是元素的一种性质。下表给出了14种元素的电负性： 元素 Al B Be C Cl F H 电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 2.1 元素 Mg N Na O P K Si 电负性 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 0.8 1.8 已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，一般形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，一般形成共价键。 (1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是______________________ ______________________________________________________________________________。 (2)请指出下列化合物中显正价的元素： NaH：__________、NH3：__________、 CH4：__________、ICl：____________。 (3)表中符合“对角线”规则的元素有Be和_________________________________________、 B和____________，它们的性质分别有一定的相似性，原因是________________________。 答案　(1)同周期主族元素从左到右，元素原子的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素原子的电负性逐渐减小 (2)Na　H　H　I (3)Al　Si　电负性的值相近 解析　(2)电负性数值小的元素在化合物中显正价，NaH、NH3、CH4、ICl中电负性数值小的元素分别是Na、H、H、I。(3)“对角线”规则指在元素周期表中某一元素及其化合物的性质与其左上方或右下方的另一元素及其化合物的性质相似，其原因是元素的电负性的值相近。 15．(2023·广东台山一中高二期末)磷酸铁锂(LiFePO4)电极材料主要用于各种锂离子电池。回答下列问题。 (1)Fe位于元素周期表中第______周期______族，其外围电子排布式为________。 (2) 用“>”“<”或“＝”填空： 离子半径：Li＋______H－；第一电离能：Li______Be；电负性：O________P。 (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。 A． B． C． D． (4)基态P原子中未成对电子数为________，其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为________形。 答案　(1)4　Ⅷ　3d64s2　(2)＜　 ＜　＞　(3)D　C　(4)3　纺锤 解析　(3)A、B、C都是激发态，而D为基态，因此能量最低的是D，而激发态中A中一个电子跃迁到2s能级，B中一个电子跃迁到2p能级、一个电子跃迁到2s能级，C中两个电子跃迁到2p能级，因此C状态能量最高。(4)P是15号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3，基态P原子中未成对电子数为3，其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为纺锤形。 16．A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6；A原子核外有2个未成对电子，C单质可与热水反应但不能与冷水反应；E、F原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F。用元素符号回答下列问题。 (1)上述6种元素中，________(填元素符号，下同)元素的第一电离能最大，理由是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)C、D元素中第一电离能较大的是________，原因是______________________________。 (3)6种元素按电负性从小到大排列的顺序是__________________________。 (4)C、D、E、F元素形成的最高价氧化物是离子化合物的是________(填对应最高价氧化物化学式，下同)，是共价化合物的是________。 答案　(1)F　其最外层有7个电子且原子半径小，容易得电子，不容易失电子　(2)Mg　Mg最外层3s轨道全充满，3p轨道全空，是较稳定状态 (3)Mg<Al<P<S<O<F　(4)MgO、Al2O3　P2O5、SO3 解析　电子排布式为1s22s22p6的常见阴离子有N3－、O2－、F－，常见阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋。A原子核外有2个未成对电子，A是O，B是F；C的单质可与热水反应但不能与冷水反应，C是Mg，故D是Al；E、F的基态原子有9个非空原子轨道，说明3p轨道均填有电子，E原子核外有3个未成对电子，则E是P；F能与A形成相同价态的阴离子，故F是S。 学科网（北京）股份有限公司 $$