内容正文:
第2课时 元素周期律
逐点清(一) 电离能 电负性
系统教材·固本强基
(一)电离能
1.电离能的含义
第一电离能: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 ,符号: ,单位: 。
2.电离能的变化规律
同周期
第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大,总体呈现从左到右增大的变化趋势。ⅡA族元素的np轨道为全空,第一电离能大于ⅢA族元素,ⅤA族元素np轨道为半充满,第一电离能大于ⅥA族元素
同主族
从上到下,第一电离能逐渐减小
同一
元素
逐级电离能越来越大,即I1<I2<I3……,同时逐级电离能相差很大,出现突变
3.电离能的应用
(1)判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之金属性越弱。
(2)判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素的I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1。
(3)判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时,电子层数就可能发生变化。
(二)电负性
1.电负性的含义
不同元素的原子 的大小。元素的电负性越大,表示其原子对键合电子的吸引力 。
2.电负性的标准
以氟的电负性为 和锂的电负性为1.0作为相对标准,计算得出了各元素的电负性(稀有气体未计)。如O:3.5,N:3.0,Cl:3.0。
3.电负性的应用
(三)对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与 的主族元素的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物,而不是过氧化物),这种相似性被称为对角线规则。
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铝的第一电离能比镁的第一电离能大 ( )
(2)金属元素电负性一定小于非金属元素电负性 ( )
(3)电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据 ( )
(4)同一周期主族元素,从左到右第一电离能和电负性均逐渐增大 ( )
(5)非金属性越强,第一电离能和电负性一定越大 ( )
(6)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能 ( )
(7)(2024·浙江卷)第一电离能:
Ge<Se<As ( )
(8)(2024·上海卷)氟元素原子第一电离能最大 ( )
2.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。
3.(1)第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是 。
(2)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 _______。
4.请结合核外电子排布相关知识解释,电负性:C小于O的原因。
迁移应用·深化学习
1.下列四种元素中,其第一电离能最大的是 ( )
A.原子含有未成对电子最多的第二周期元素
B.位于周期表中第三周期ⅢA族的元素
C.原子最外层电子排布为2s22p4的元素
D.原子最外层电子排布为3s23p3的元素
2.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)。
元素
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
下列关于元素R的推断中,一定正确的是 ( )
A.R元素的最高正化合价为+3价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C.R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
3.Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
Mn
Fe
电离能/(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,原因是 。
4.根据信息回答下列问题:
不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。一般认为:如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值:
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
电负性值
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围: 。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系: 。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3 ,AlCl3 ,AlBr3 。
(4)在P与Cl组成的化合物中,Cl元素显 (填“正”或“负”)价,理由是 。
逐点清(二) 主族元素的结构与性质递变性
系统教材·固本强基
1.元素周期律
2.主族元素周期性变化规律
项目
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
电子层数
相同
依次增加
最外层电子数
依次增加
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
化合价
最高正化合价:+1→+7(O、F除外),负化合价=主族序数-8(H为-1价)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
第一
电离能
总体呈现逐渐增大的变化趋势(但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA)
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
酸性逐渐增强,
碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱,
碱性逐渐增强
简单气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
3.元素金属性和非金属性强弱的比较
(1)金属性比较
原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关)
①在金属活动性顺序表中越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++YX+Ym+,则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强
(2)非金属性比较
原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关)
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④元素在周期表中的位置:右边或上方元素的非金属性强
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)C、N、O、F的最高正价分别为+4、+5、+6、+7 ( )
(2)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小 ( )
(3)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强 ( )
(4)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,其水溶液的酸性越强,还原性越弱 ( )
(5)(2023·天津卷)通过最高价氧化物的熔点可判断C、Si的非金属性强弱 ( )
(6)(2024·湖北卷)元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 ( )
2.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空):
(1)粒子半径:①Na Mg Cl。
②Li Na K。
③Na+ Mg2+ Al3+。
④F- Cl- Br-。
⑤Cl- O2- Na+ Mg2+。
⑥Fe2+ Fe3+。
(2)金属性:K Na Mg;
非金属性:F O S。
(3)碱性:Mg(OH)2 Ca(OH)2 KOH。
(4)酸性:HClO4 H2SO4 HClO。
(5)热稳定性:CH4 NH3 H2O。
(6)还原性:HBr HCl,I- S2-。
(7)氧化性:Fe3+ Cu2+ Fe2+。
迁移应用·深化学习
1.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是 ( )
选项
事实
结论
A
与冷水反应,Na比Mg强烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
T ℃时,Br2+H22HBr K=5.6×107
I2+H22HI K=43
非金属性:Br>I
2.已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同电子层结构的离子。下列关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是 ( )
A.离子半径:An+>B(n+1)+>Cn->D(n+1)-
B.原子序数:a>b>c>d
C.原子半径:A>B>D>C
D.四种元素一定均属于短周期元素
3.(2024·上海卷)下列关于氟元素的性质说法正确的是 ( )
A.原子半径最小 B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强 D.最高正化合价为+7
4.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。根据下表中信息判断下列说法正确的是 ( )
最高价氧化
物的水化物
元素
X
Y
Z
W
分子式
H3ZO4
0.1 mol·L-1溶
液对应的pH(25 ℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z<W B.简单离子半径:W<Y
C.元素第一电离能:Z<W D.简单氢化物的沸点:X<Z
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