内容正文:
优化探究
第1章 原子结构与元素性质
第3节 元素性质及其变化规律
第2课时 元素的电负性及其变化规律
[课程标准要求] 1.知道电负性的概念及其变化规律。2.学会用电负性判断元素金属性、非金属性以及两成键元素间形成的化学键类型。
任务一 电负性及其变化规律
任务二 元素金属性、非金属性与电负性、第一电离能的关系
课时作业 巩固提升
任务一 电负性及其变化规律
1.电负性
(1)电负性的定义
电负性用来描述两个不同原子在形成化学键时 电子能力的相对强弱。鲍林给元素的电负性下的定义是“电负性是元素的原子在化合物中
能力的标度”。
(2)电负性的意义
元素的电负性越大,表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力 ;反之,电负性越小,相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的能力 。
吸引
吸引电子
越强
越弱
2.元素电负性的变化规律
(1)金属元素的电负性 ,非金属元素的电负性 。
(2)对主族元素而言,同一周期从左到右,元素的电负性递 ;同一主族自上而下,元素的电负性递 。
(3)电负性大的元素集中在元素周期表的 ,电负性小的元素集中在元素周期表的 。
较小
较大
增
减
右上角
左下角
3.元素电负性的应用
(1)判断元素类型
元素的电负性可用于初步判断一种元素是 元素还是 元素以及元素的活泼性如何。
金属
非金属
例如,氟的电负性为4.0,是 的非金属元素;钫的电负性为0.7,
是 的金属元素。
最活泼
最活泼
(2)判断化合物中元素化合价的正负
电负性大的元素易呈现 ,电负性小的元素易呈现 。
(3)判断化学键的性质
一般电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是 键,电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是 键。
负价
正价
离子
共价
1.金属元素的电负性一定大于1.8。 ( )
2.形成化合物时,电负性越小的元素,越易显负价。( )
3.电子排布式为1s22s22p6的元素,电负性最大。( )
4.Al和Cl的电负性值分别为1.5、3.0,则二者形成离子键。 ( )
5.金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性。 ( )
×
×
×
×
×
下表给出了14种元素的电负性:
元素 电负性 元素 电负性 元素 电负性
Al 1.5 B 2.0 Be 1.5
C 2.5 Cl 3.0 F 4.0
Li 1.0 Mg 1.2 N 3.0
Na 0.9 O 3.5 P 2.1
S 2.5 Si 1.8
完成下列各题:
(1)同一周期从左到右,主族元素的电负性 ;同一主族从上到下,元素的电负性 。所以主族元素的电负性随原子序数递增呈 变化。
(2)短周期元素中,电负性最大的元素与电负性最小的元素形成的化合物属于
化合物,用电子式表示该化合物的形成过程: 。
逐渐增大
逐渐减小
周期性
离子
(3)已知:两成键元素间的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键,两成键元素间的电负性差值小于1.7时,通常形成共价键。则Mg3N2、BeCl2、AlCl3、SiC中为离子化合物的是 ,为共价化合物的是
。
Mg3N2
BeCl2、AlCl3、SiC
1.元素周期表中电负性变化规律
2.电负性大小的判断方法
(1)利用非金属电负性>金属电负性判断;
(2)利用同周期、同主族电负性变化规律判断;
(3)利用气态氢化物的稳定性判断;
(4)利用最高价氧化物对应水化物的酸、碱性强弱判断;
(5)利用单质与H2化合的难易判断;
(6)利用单质与水或酸反应置换氢的难易判断;
(7)利用化合物中所呈现的化合价判断;
(8)利用置换反应判断。
教材微拓展 元素的“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的电负性分别为1.5、1.5;B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近,说明它们对化合物中电子的吸引力相当,表现出它们的性质相似性,如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O、Li3N和MgO、Mg3N2;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。
1.(双选)下列关于电负性的叙述不正确的是( )
A.电负性越大的主族元素,其原子的第一电离能越大
B.电负性是以氟为4.0作为标准的相对值
C.元素电负性越大,元素金属性越强
D.同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大
AC
电负性是描述两个不同原子在形成化学键时吸引电子能力的相对强弱,所以电负性越大的元素,对成键电子的吸引力越大,非金属性越强。
2.电负性是元素的重要性质。研究电负性的大小及其变化规律具有重要的价值。下列几种叙述不属于电负性的应用的是( )
A.判断一种元素是金属元素还是非金属元素
B.判断化合物中元素化合价的正负
C.判断化学键的性质
D.判断化合物的溶解度
D
根据元素电负性的大小可判断一种元素是金属元素还是非金属元素,一般电负性大于2的元素为非金属元素,电负性小于2的元素为金属元素,故A不符合题意;利用元素电负性可判断化合物中元素化合价的正负,电负性大的元素显负价,电负性小的元素显正价,故B不符合题意;元素电负性可用于判断化学键的性质,电负性差值大于1.7的两元素原子间一般形成离子键,电负性差值小于1.7的两元素原子间一般形成共价键,故C不符合题意;化合物的溶解度与元素电负性没有必然关系,故D符合题意。
任务二 元素金属性、非金属性与电负性、第一电离能的关系
1.元素金属性、非金属性强弱的比较
方法 元素金属性强弱的判断 元素非金属性强弱的判断
在元素周期表中的位置 同周期从左到右,元素金属性逐渐 ;同主族从上到下,元素金属性逐渐 同周期从左到右,元素非金属性逐渐 ;同主族从上到下,元素非金属性逐渐
第一电离能 第一电离能越小,元素金属性越 (注意同周期ⅡA族与ⅢA族元素例外) 第一电离能越大,元素非金属性越 (注意同周期ⅤA族与ⅥA族元素例外)
减弱
增强
增强
减弱
强
强
方法 元素金属性强弱的判断 元素非金属性强弱的判断
电负性 电负性越小,元素金属性越 电负性越大,元素非金属性越
其他常用方法 单质与水或酸反应置换出H2的能力;最高价氧化物对应水化物的碱性强弱;金属单质间的置换反应;对应金属阳离子的氧化性强弱等 单质与H2化合的难易程度,气态氢化物的稳定性;最高价氧化物对应水化物的酸性强弱;非金属单质间的置换反应;对应阴离子的还原性强弱等
强
强
2.电负性、第一电离能与元素金属性和非金属性的变化规律关系
增强
增大
减小
增强
1.第一电离能大的元素,非金属性一定强。 ( )
2.同周期非金属性、电负性的递变规律相同。 ( )
3.同主族金属性、第一电离能的递变规律相同。( )
4.电负性越小的元素,其金属性越强。 ( )
×
√
×
√
X、Y是同周期的两种非金属元素,不能说明X元素的非金属性比Y元素强的事实是 (填序号)
①Y的阴离子Y2-的还原性强于X的阴离子X-
②加热至300 ℃,HnY发生分解而HmX不分解
③第一电离能:X>Y
④电负性:X>Y
③
名师点拨
单质的可燃性、熔点、元素的第一电离能以及气态氢化物水溶液的酸性等不能用来说明和比较元素的非金属性强弱。如I1(Cl)>I1(P)>I1(S),非金属性:Cl>S>P;水溶液酸性:HCl>HF,非金属性:Cl<F。
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.金属性:K>Na
B.原子半径:r(O)>r(N)
C.酸性:H3PO4>HNO3
D.热稳定性:H2S<H2O
AD
同主族元素,从上到下金属性逐渐增强,故金属性:K>Na,A正确;同周期主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径:r(O)<r(N),B错误;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:N>P,则酸性:H3PO4<HNO3,C错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性:S<O,则热稳定性:H2S<H2O,D正确。
2.下列关于元素的说法正确的是( )
A.基态原子失去一个电子转化为基态正离子所需要的能量叫作第一电离能
B.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
C.金属元素的电负性小于2,而非金属元素的电负性大于2
D.元素的电负性越大,非金属性就越强,元素原子的第一电离能就越大
B
气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最小能量叫第一电离能,故A错误; 金属性越强,第一电离能越小,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,故B正确;金属元素的电负性一般小于2,非金属元素的电负性一般大于2,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2左右,故C错误;同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,ⅤA族元素最外层的p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故D错误。
3.(2024·山东东营高二检测)下列说法正确的是( )
A.第一电离能按Si、P、S、Cl的顺序递增
B.化合物CS2中S元素显-2价,说明C元素比S元素的非金属性弱
C.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D.基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
B
Si、P、S、Cl属于同周期元素,一般来说,同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,但P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期的S,故A错误;化合物中元素显负价,说明其吸引电子的能力强,电负性大,非金属性强,即C元素比S元素的非金属性弱,故B正确;第三周期非金属元素的非金属性从左到右依次增强,对应的最高价含氧酸的酸性依次增强,而非所有含氧酸,故C错误;对于Cr原子的3d轨道来说,3d5是半充满状态,结构更稳定,所以应采取1s22s22p63s23p63d54s1的排布方式,故D错误。
课时作业 巩固提升
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1
[A组 基础落实]
题组一 电负性及其变化规律
1.下列各元素的电负性由大到小的排列顺序正确的是( )
A.K>Na>Li B.F>O>S
C.As>P>N D.O>C>N
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B
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由同主族自上而下元素的电负性逐渐减小和同周期从左到右元素的电负性逐渐增大知,B项正确。
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2.下列对电负性的理解错误的是( )
A.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准
B.电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素
C.一般来说,元素的电负性越小,元素的金属性越强
D.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构无关
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D
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根据电负性的标准:电负性是以氟为4.0、锂为1.0作为标准的相对值,电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准,故A正确;电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素,如Pb、Bi的电负性为1.9,故B正确;元素的电负性越小,越易失电子,元素的金属性越强,故C正确;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,与原子结构有关,同一周期元素,电负性从左到右依次增大,故D不正确。
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3.对A、B两种主族元素(除ⅠA族)来说,下列叙述正确的是( )
A.A的电负性大于B,则A的第一电离能一定大于B
B.A的电负性大于B,则A的失电子能力大于B
C.A的电负性大于B,则A的得电子能力大于B
D.A的电负性大于B,则A的原子半径一定小于B
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C
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电负性是指元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度,C项正确,B项错误;元素的电负性大对应原子的第一电离能不一定大,如Mg的第一电离能大于Al的第一电离能,而Mg的电负性小于Al的电负性,A项错误;元素的电负性大,原子半径不一定就小,D项错误。
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4.下列各元素中,最易形成离子化合物的组合是( )
①第3周期中第一电离能最小的元素 ②价电子排布式为2s22p6的原子 ③2p能级为半充满状态的元素 ④电负性最大的元素
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
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D
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①为Na元素,②为Ne元素,③为N元素,④为F元素,故①④最易形成离子化合物。
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题组二 元素金属性、非金属性与电负性、第一电离能的关系
5.下列说法正确的是( )
A.第一电离能呈周期性递变规律的本质是原子半径、化合价、核外电子排布周期性变化
B.电离能是相对的,所以没有单位
C.电负性是相对的,所以没有单位
D.分析元素电负性数值可以看出,金属元素的电负性较大,非金属元素的电负性较小
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C
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第一电离能呈周期性递变规律的本质是核外电子排布周期性变化;电离能的单位为kJ·mol-1;电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度,金属元素的电负性较小,非金属元素的电负性较大。
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6.下列说法不正确的是( )
A.ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而ⅦA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
D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点
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A
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ⅦA族元素从上到下非金属性逐渐减弱,所以电负性从上到下逐渐减小,故A错误;电负性的大小可以作为衡量元素金属性和非金属性强弱的尺度,电负性值越小,元素的金属性越强,电负性值越大,元素的非金属性越强,故B正确;元素的电负性表示其原子在化合物中吸引电子能力的大小,元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强,故C正确;NaH中的H元素为-1价,则H可以放在ⅦA族中,故D正确。
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7.(双选)CrSi、Ge-GaAs、ZnGeAs2和碳化硅都是重要的半导体化合物,下列说法错误的是( )
A.基态铬原子的价电子排布式为3d54s1
B.酸性:H2SiO3<H2CO3
C.ZnGeAs2中元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As<Ge<Zn
D.Ge-GaAs中元素Ge、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序为As>Ga>Ge
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CD
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铬是第24号元素,基态铬原子的价电子排布式为3d54s1,A正确;根据同主族从上到下元素非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱,故碳酸的酸性比硅酸的强,B正确;Zn、Ge、As同为第4周期元素,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As>Ge>Zn,C错误;同周期元素的第一电离能总体呈现从左到右逐渐增大的变化,故元素Ge、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序为As>Ge>Ga,D错误。
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8.下列叙述中,A的金属性肯定比B的金属性强的是( )
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A的氢氧化物为两性化合物,B的氢氧化物为碱
C.1 mol A从酸中置换出H2的量比1 mol B从酸中置换出H2的量多
D.A元素的电负性比B元素的电负性小
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D
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比较元素金属性的强弱不能依据电子层数或最外层电子数的多少,而应依据失电子能力的强弱,A项错误;Al(OH)3为两性化合物,Mg(OH)2为中强碱,Mg的金属性比Al的强,B项错误;金属与酸或水反应时的剧烈程度是判断金属性强弱的依据,但与置换出H2的多少无必然联系,C项错误;元素的电负性越小,元素失电子能力越强,金属性越强,D项正确。
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9.(双选)X、Y、Z、W均为短周期主族元素,原子序数依次增大。X的p能级上有2个电子,Y是同一周期中原子半径最大的元素,Z单质易溶于CS2,W的单质是双原子分子,下列说法不正确的是( )
A.X有多种同素异形体
B.Y的氧化物对应的水化物具有两性
C.电负性:X>Z>W
D.简单氢化物的热稳定性:X<Z<W
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BC
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X、Y、Z、W均为短周期主族元素,原子序数依次增大。X的p能级上有2个电子,则X为C;Y是同一周期中原子半径最大的元素,Y为Na;Z单质易溶于CS2,Z为S;W的单质是双原子分子,W为Cl,据此解答。X为C,有金刚石、石墨等多种同素异形体,A正确;Y为Na,其氧化物对应的水化物为NaOH,显碱性,B错误;非金属性:C<S<Cl,电负性:X<Z<W,C错误;非金属性:C<S<Cl,简单氢化物的热稳定性:X<Z<W,D正确。
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10.X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,X和Q为同主族元素,Y和M为同周期元素。X的2s轨道全充满,Q的s能级电子数比p能级的电子数少1,Y和M是纯碱中的两种元素。下列说法不正确的是( )
A.Q元素与Be元素分别形成的最高价氧化物均具有两性
B.第一电离能:M>Z
C.Z的简单氢化物可用作制冷剂
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:X>Q
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B
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X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,其中Y和M是纯碱中的两种元素,纯碱的化学式为Na2CO3,Y、M为Na、C、O三种元素中的两种,而Y和M为同周期元素,且Y的原子序数小于M,故Y为C元素、M为O元素;Z的原子序数介于碳、氧之间,故Z为N元素;X和Q为同主族元素,X的2s轨道全充满,而X的原子序数小于碳,Q的原子序数大于氧,可知X处于第二周期、Q只能处于第三周期,Q的s能级电子数比p能级的电子数少1,Q原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,故Q为Al元素,则X为B元素,故X为B元素、Y为C元素、Z为N元素、M为O元素、Q为Al元素,据此分析。Al2O3是两性氧化物,而Be与Al符合对角线规则,BeO也具有两性,故A正确;Z是N元素、M是O元素,N元素原子的2p轨道为半充满稳定状态,其第一电离能比O元素大,故B错误;Z的简单氢化物是NH3,液氨汽化吸收大量的热,可以用作制冷剂,故C正确;元素非金属性:B>Al,则最高价氧化物对应的水化物的酸性:H3BO3>Al(OH)3,故D正确。
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11.莫努匹韦属于RNA聚合酶抑制剂,有机物G是合成莫努匹韦的原料之一,其结构如图,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,第4周期元素M的核电荷数等于Z元素的4倍。下列有关说法错误的是( )
A.W与X、Y、Z均能形成化合物
B.简单氢化物的稳定性:X<Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:M<X
D.有机物G中所有原子均达到8电子稳定结构
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D
W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,有机化合物中一定含C元素,由有机物G的结构可知,W只形成1个共价键,X形成4个共价键,Y形成3个共价键,Z形成2个共价键,则W为H、X为C、Y为N或P、 Z为O或S,第4周期元素M的核电荷数等于Z元素的4倍,可知Z只能为O,Y只能为N,M的核电荷数为32,M为Ge,以此来解答。由上述分析可知,W为H、X为C、Y为N、Z为O、M为Ge。W与X、Y、Z均能形成化合物,如甲烷、氨气、水,A正确;同周期主族元素从左向右非金属性增强,则简单氢化物的稳定性:X(C)<Y(N),B正确;同主族元素从上到下非金属性减弱,则最高价氧化物对应水化物的酸性:M(Ge)<X(C),C正确;H原子不满足最外层8电子结构,满足最外层2电子结构,D错误。
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12.(1)电负性的数值能够衡量元素在化合物中吸引电子能力的大小。电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力 ,元素的化合价呈现
价;电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力 ,元素的化合价呈现 价。
(2)请指出下列化合物中化合价为正价的元素。
NaH 、NF3 、NH3 、SO2 、H2S 、ICl 。
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强
负
弱
正
Na
N
H
S
H
I
(2)所给物质中各元素的电负性大小关系为Na<H、N<F、N>H、S<O、H<S、I<Cl,其中电负性大的元素显负价,电负性小的元素显正价。
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$$