专题02 电离能与电负性的综合应用（重难点讲义） 化学鲁科版选择性必修2

专题02 电离能与电负性的综合应用 1.理解电离能、电负性的定义。 2.掌握二者在周期表中的递变规律，明确其与元素金属性、非金属性的内在关联。 2.能依据电离能数据推断元素化合价，用电负性判断化学键类型，解释物质的稳定性、酸性等性质差异。 1、 电离能 1．概念 气态原子或气态离子失去 所需要的最小能量叫做电离能，常用符号 表示，单位是 。 2．意义 判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。电离能越小，表示在气态时该原子越 失去电子；反之，电离能越大，表示在气态时该原子越 电子。 3．分类 (1)第一电离能是处于 原子失去 电子，生成 价气态阳离子所需要的能量，符号为I1；表示为M(g)===M＋(g)＋e－ I1 (2)第二电离能是由 阳离子再失去 形成 所需要的能量，符号为I2；表示为M＋(g)===M2＋(g)＋e－ I2 (3)依次还有第三电离能I3，第四电离能I4等。可以表示为： M(g)=M+(g)+e- I1(第一电离能) M+(g)=M2+(g)+e- I2(第二电离能) M2+(g)=M3+(g)+e- I3(第三电离能) 4．电离能的意义 (1)电离能越小，该气态原子越 失去电子。 (2)电离能越大，该气态原子越 失去电子。 (3)运用电离能可以判断 原子在气态时 电子的难易程度。 【易错提醒】 1．理解电离能的定义时要把握两点：一是气态(原子或离子)；二是最小能量。 2．对于同一元素：I3＞I2＞I1。 3．运用电离能的数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。 2、 电离能变化规律及其影响因素 1．元素逐级电离能的变化规律 同一元素的电离能按I1、I2、I3……顺序逐级 。 2．元素第一电离能的变化规律 元素第一电离能呈现 性变化，变化趋势图如下： (1)同周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈现 的趋势。 (2)同主族自上而下，元素的第一电离能逐渐 。 (3)同周期从左到右，过渡元素的第一电离能变化不太规则，第一电离能略有 。 3．影响因素 4．电离能的应用 (1)根据电离能数据，确定元素核外电子的排布。如Li：I1 I2＜I3，表明Li原子核外的三个电子排布在 电子层上(K、L电子层)，且最外层上只有 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 电子形成 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 ；I1越小，元素的金属性 。 【易错提醒】 (1)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。 (2)当相邻逐级电离能突然变大时，说明其电子层发生变化，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。 (3)记住下列元素原子第一电离能大小关系中的特例：Be>B；N>O；Mg>Al；P>S，在考试中经常出现。 3、 电负性及其变化规律 1．电负性 (1)定义：元素的原子在化合物中 能力的标度。 (2)意义：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 ；反之，电负性越小，相应原子在化合物中吸引电子的能力越 。 (3)标准：以氟的电负性为 作为标准，得出各元素的电负性。 2．电负性周期性变化规律 (1)同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐 。 (2)同一主族，自上而下，元素的电负性逐渐 。 (3)电负性大的元素集中在周期表的 ，电负性小的元素集中在周期表的 。 (4)同一副族，自上而下，元素的电负性大体上呈逐渐 的趋势。 【特别提醒】 1．决定元素电负性大小的因素：质子数、原子半径、核外电子排布。 2．同一周期从左到右，电子层数相同，核电荷数增大，原子半径递减，原子核对外层电子的吸引能力逐渐增强，因而电负性递增。 3．同一主族自上而下，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减弱，因而电负性递减。 4．在周期表中，右上方氟的电负性最大(稀有气体除外)，左下方铯的电负性最小(放射元素除外)；同一周期，碱金属元素的电负性最小，卤族元素的电负性最大。 5．非金属元素的电负性越大，非金属性越强，金属元素的电负性越小，金属性越强。 6．电负性差值大的元素之间形成的化学键不一定是离子键，若判断化学键类型须看其化合物在熔融状态下是否导电。 4、 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)金属的电负性一般小于 ，非金属的电负性一般大于 ，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 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 ；非金属元素的电负性越大，非金属元素越 。 2．判断元素化合价的正负 (1)电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力 ，元素的化合价为 值； (2)电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力 ，元素的化合价为 值。 3．判断化学键的类型 一般认为： (1)如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成 。 (2)如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成 。 4．对角线规则 元素周期表中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。例如， 处于对角线的Li与Mg、Be与Al、B与Si及其化合物性质 。 【特别提醒】 (1)元素电负性的值是个相对的量，没有单位。电负性大的元素吸引电子能力强，反之就弱。 (2)离子键和共价键之间没有绝对的界限。一般认为：如果两种成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两种成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。 题型01 元素电离能大小比较 【典例】（24-25高二下·山东潍坊·开学考试）氧族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题： (1)基态S原子的价电子排布式为 ，同周期中，基态原子第一电离能比S大的主族元素是 (填元素符号)。 【变式】肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题： (1)N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 题型02 电离能变化规律及其应用 【典例】（24-25高二下·山东潍坊·阶段练习）催化剂的研究一直是一个重要的领域。根据所学知识，回答下列问题： I．铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、、、等氧化物中的几种。 (1)基态氧原子中，核外电子有 种空间运动状态，能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向。 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用“”表示，与之相反的用“”表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铁原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。 Ⅱ．我国科研人员研制出了(M为、等金属)等催化剂，使得合成氨工业的温度、压强分别降到了、，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。 (3)在元素周期表中位于 区。 (4)第三电离能： (填“>”或“<”)，原因是 。 【变式】（24-25高二下·山东聊城·开学考试）Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题： (1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种 (填字母)。 A．吸收光谱　　　B．发射光谱 (2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是 ，能量最低的是 (填序号)。 a．1s22s22p43s13p3p3p　　　b．1s22s22p33s23p3p3p c．1s22s22p63s13p　　　　　　d．1s22s22p63s2 (3)Ti原子核外共有 种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为 ，其价电子排布图为 。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素价电子排布式 。 (4)N、O、Mg元素的前3级电离能如表所示： 元素 X 737.7 1450.7 7732.7 Y 1313.9 3388.3 5300.5 Z 1402.3 2856.0 4578.1 X、Y、Z中为N元素的是 ，判断理由是 。 (5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3＋，从结构角度来看，Fe2＋易被氧化成Fe3＋的原因是 。 题型03 电负性变化规律及其应用 【典例】（24-25高二下·辽宁朝阳·期中）铁及其化合物在生产、生活中应用非常广泛。 (1)火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2-xSiO4）。基态Fe原子的价层电子排布为 ；橄榄石中，各元素的电负性大小顺序为 （用元素符号和“>”表示），铁的化合价为 。 (2)富马酸亚铁（FeC4H2O4）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示，富马酸亚铁中非金属元素的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号和“>”表示）。 【变式】（24-25高二下·河南周口·阶段练习）某抗失眠药物的结构简式为，其分子式为C17H14O2N2Br2。请回答下列问题： (1)该药物的组成元素中，电负性最小的元素是 (填元素符号)，位于p区的元素有 种。 (2)基态N原子的价电子轨道表示式为 ，若基态O原子的价电子轨道表示式表示为，其违背了 ，从原子结构角度解释O的电负性大于N的原因： 。 (3)该药物的组成元素中，属于第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)； (4)若某元素的核电荷数是N元素的4倍，其基态+2价阳离子的电子排布式为 。 题型04 电离能和电负性的综合应用 【典例】（24-25高二上·山东潍坊·期末）锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是，可通过下列反应制备：。 回答下列问题： (1)上述化学方程式中涉及第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是 ，涉及第三周期元素的电负性由小到大的顺序是 。 (2)写出基态的第三能层的电子排布式 ，若核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 (填“基”或“激发”)态。Cu位于周期表的 区；从结构角度分析，比较Cu+与Cu2+的稳定性并说明原因 。 【变式】（24-25高二上·山东济南·阶段练习）锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是，可通过反应制备：。回答下列问题： (1)上述化学方程式中涉及第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是 ，涉及第三周期元素的电负性由小到大的顺序是 。 (2)写出基态的第三能层的电子排布式 ，若核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 (填“基”或“激发”)态。 【巩固训练】 1．（25-26高二上·山东）气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是 A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2 2．（25-26高二上·山东）下列说法中不正确的是 A．第一电离能、电负性的周期性递变规律是原子核外电子排布周期性变化的结果 B．元素电负性：N<O 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 3．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）铵明矾常用作絮凝剂。下列说法正确的是 A．离子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．沸点： 4．（24-25高二上·山东烟台·阶段练习）下表是第3周期部分元素的电离能[单位：(电子伏特)]数据，下列说法正确的是 元素 甲 5.7 47.4 71.8 乙 7.7 15.1 80.3 丙 13.0 23.9 40.0 丁 15.7 27.6 40.7 A．甲离子半径是同周期最大的 B．基态乙原子电子最后填充的轨道呈哑铃形 C．丙一定为非金属元素 D．丁一定是金属元素 5．（24-25高二上·吉林·阶段练习）第二周期主族元素的性质随着价电子数递增变化趋势正确的图像是 A． B． C． D． 6．（24-25高二上·四川南充·阶段练习）下列各组元素的性质比较，正确的是 A．第一电离能：B>Al>Ga B．电负性：F>N>O C．最高正价：F>Si>S D．原子半径：P>N>C 7．（24-25高三上·江苏徐州·期中）尿素[和草木灰(主要成分)均可用作肥料。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．电离能： D．沸点： 8．（24-25高二上·浙江·阶段练习）下列各组元素性质的递变情况不正确的是 A．、、原子的最外层电子数依次增多 B．N、O、F电负性依次增大 C．、、元素的最高化合价依次升高 D．Na、K、Rb第一电离能依次增大 9．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下图中，能正确表示与Si同周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A． B． C． D． 10．（24-25高二上·河北沧州·阶段练习）2022年诺贝尔化学奖授予开发“点击化学”的科学家。分子R称为“点击化学试剂”，其结构如图所示。回答下列问题： (1)基态N原子核外电子占据 个能级。 (2)基态F原子核外有 种运动状态不同的电子，其原子核外能量最高的电子云的形状为 形。 (3)基态S原子核外能量最高的电子有 个，这些电子 (填字母)。 a．所处的能级相同            b．自旋方向相同            c．占据的轨道相同            d．运动状态相同 (4)组成R的四种元素第一电离能由大到小的顺序为 ，N、F、S三种元素电负性大小顺序为 。 【强化训练】 1．（2025·山东烟台·二模）某离子液体结构如图所示，Q、W、Y、Z、X分别为不同主族的短周期元素，且原子半径依次减小。下列说法正确的是 A．电负性： B．同周期中第一电离能大于Z的元素有3种 C．简单氢化物沸点： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 2．（24-25高二上·江苏·期末）硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O为浅绿色晶体，易溶于水，难溶于酒精，在工业领域有广泛的应用。下列说法正确的是 A．半径：r(S2-)>r(O2-) B．稳定性：NH3>H2O C．电负性：χ(N)>χ(O) D．第一电离能：I1(S)>I1(O) 3．（24-25高二上·河北衡水·期末）已知、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素。其中是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；与的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法错误的是 A．A、B、C三种元素的电负性： B．B、C、D三种元素的第一电离能： C．基态原子的价层电子排布式： D．六种元素中有四种元素位于元素周期表的p区 4．（24-25高二上·河北衡水·期末）三种元素的基态原子的电子排布式如下：①；②；③。则下列有关比较中正确的是 A．未成对电子数：③>②>① B．第一电离能：③>②>① C．电负性：③>②>① D．原子半径：③>②>① 5．（24-25高二上·天津·期末）有5种元素，除Y外均为短周期元素。X原子M电子层p轨道上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的价层电子排布式为；原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是 A．元素Y和Q可形成化合物 B．T的一种单质易自燃 C．X和T的第一电离能： D．Q和Z的电负性： 6．（2025·广西·高考真题）单分子磁体能用于量子信息存储。某单分子磁体含四种元素，其中的核外电子数之和为离子半径最小，基态X原子的s能级电子数是p能级的2倍，Z的某种氧化物是实验室制取氯气的原料之一。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．简单氢化物的稳定性： C．电负性： D．基态Z原子的电子排布式： 7．（2025·浙江·高考真题）根据元素周期律推测，下列说法不正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．非金属性： D．热稳定性： 8．（2025·全国卷·高考真题）一种化合物分子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W的一种同位素的中子数为0，X和Z同族。下列说法错误的是 A．原子半径： B．第一电离能： C．电负性： D．单质氧化性： 9．（2025·重庆·高考真题）根据元素周期律，同时满足条件（ⅰ）和条件（ⅱ）的元素是 （ⅰ）电负性大于同族其他元素；（ⅱ）第一电离能高于同周期相邻的元素 A．Al B．Si C．B D．Be 10．（2025·河北·高考真题）W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 A．第二电离能： B．原子半径： C．单质沸点： D．电负性： 11．（2024·重庆·高考真题）某合金含和等元素。下列说法正确的是 A．的电负性大于 B．和均为d区元素 C．的第一电离能小于 D．基态时，原子和原子的单电子数相等 12．（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态原子的价层电子排布式为 。 13．（24-25高二上·浙江丽水·期末）前四周期元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)基态Cu原子的最外层电子排布式为 ，位于元素周期表的 区，高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO，结合电子排布式解释原因 。 (2)当硝酸甘油遇到高温或明火等热源时，会发生热分解。第一步的反应是：4C3H5(NO3)3(l) → 12CO2(g)+10H2O(g)+6N2(g)+O2(g)，其受热不稳定的原因是 。 (3)由铁原子核形成的四种微粒，价电子轨道表示式分别为： ①    ②     ③    ④ 有关这些微粒的叙述，不正确的是 。 A．微粒半径：④>①>② B．得电子能力：③>② C．电离一个电子所需最低能量：②>①>④ D．微粒③价电子在简并轨道中单独分占，且自旋相同，故不能再继续失去电子 14．（24-25高二上·吉林松原·期末）化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。回答下列问题： (1)下列说法正确的是 (填选项序号)。 ①s区全部是金属元素 ②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价 ③有两种金属元素，第一电离能越小的金属性越强 ④现行元素周期表中元素所在族序数一定等于其价层电子数之和 ⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 (2)新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种，其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ；基态镓原子的价层电子排布式为 。 (3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。 (4)N、O、Mg元素的前3级电离能如表所示，①、②、③中为N元素的是 。 元素 /kJ·mol-1 /kJ·mol-1 /kJ·mol-1 ① 738 1451 7733 ② 1314 3388 5301 ③ 1402 2856 4578 (5)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物，Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物可以用一种称为马氏检验的方法，其原理为样品在盐酸中可被金属锌还原为气体，产物还有氯化锌和，该反应的化学方程式是 (用推导出来的元素表达)。 15．（24-25高二上·湖北武汉·期末）下表是某些元素的第一电离能和电负性数值。 元素符号 Li Be N O F Na Mg Al P S C1 Cr 第一电离能 520 900 1402 1314 1681 496 738 578 1012 1000 1251 652.9 电负性 1.0 1.5 3.07 3.5 4.0 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.0 1.6 (1)基态的电子排布式为 。 (2)基态、、、中，未成对电子数最多的是 (填元素符号)，其最高能级的原子轨道形状为 。 (3)从原子结构角度解释的原因： 。 (4)NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为 ，写出NCl3水解的化学方程式： 。 (5)在分子中，与X原子相连的A呈正电性，与Y原子相连的A呈负电性，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 电离能与电负性的综合应用 1.理解电离能、电负性的定义。 2.掌握二者在周期表中的递变规律，明确其与元素金属性、非金属性的内在关联。 2.能依据电离能数据推断元素化合价，用电负性判断化学键类型，解释物质的稳定性、酸性等性质差异。 1、 电离能 1．概念 气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能，常用符号I表示，单位是kJ·mol－1。 2．意义 判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。电离能越小，表示在气态时该原子越容易失去电子；反之，电离能越大，表示在气态时该原子越难失去电子。 3．分类 (1)第一电离能是处于基态的气态原子失去1个电子，生成＋1价气态阳离子所需要的能量，符号为I1；表示为M(g)===M＋(g)＋e－ I1 (2)第二电离能是由＋1价气态阳离子再失去一个电子形成＋2价气态阳离子所需要的能量，符号为I2；表示为M＋(g)===M2＋(g)＋e－ I2 (3)依次还有第三电离能I3，第四电离能I4等。可以表示为： M(g)=M+(g)+e- I1(第一电离能) M+(g)=M2+(g)+e- I2(第二电离能) M2+(g)=M3+(g)+e- I3(第三电离能) 4．电离能的意义 (1)电离能越小，该气态原子越容易失去电子。 (2)电离能越大，该气态原子越难失去电子。 (3)运用电离能可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。 【易错提醒】 1．理解电离能的定义时要把握两点：一是气态(原子或离子)；二是最小能量。 2．对于同一元素：I3＞I2＞I1。 3．运用电离能的数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。 2、 电离能变化规律及其影响因素 1．元素逐级电离能的变化规律 同一元素的电离能按I1、I2、I3……顺序逐级增大。 2．元素第一电离能的变化规律 元素第一电离能呈现周期性变化，变化趋势图如下： (1)同周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈现增大的趋势。 (2)同主族自上而下，元素的第一电离能逐渐减小。 (3)同周期从左到右，过渡元素的第一电离能变化不太规则，第一电离能略有增加。 3．影响因素 4．电离能的应用 (1)根据电离能数据，确定元素核外电子的排布。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。 【易错提醒】 (1)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。 (2)当相邻逐级电离能突然变大时，说明其电子层发生变化，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。 (3)记住下列元素原子第一电离能大小关系中的特例：Be>B；N>O；Mg>Al；P>S，在考试中经常出现。 3、 电负性及其变化规律 1．电负性 (1)定义：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。 (2)意义：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；反之，电负性越小，相应原子在化合物中吸引电子的能力越弱。 (3)标准：以氟的电负性为4.0作为标准，得出各元素的电负性。 2．电负性周期性变化规律 (1)同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大。 (2)同一主族，自上而下，元素的电负性逐渐减小。 (3)电负性大的元素集中在周期表的右上角，电负性小的元素集中在周期表的左下角。 (4)同一副族，自上而下，元素的电负性大体上呈逐渐减小的趋势。 【特别提醒】 1．决定元素电负性大小的因素：质子数、原子半径、核外电子排布。 2．同一周期从左到右，电子层数相同，核电荷数增大，原子半径递减，原子核对外层电子的吸引能力逐渐增强，因而电负性递增。 3．同一主族自上而下，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减弱，因而电负性递减。 4．在周期表中，右上方氟的电负性最大(稀有气体除外)，左下方铯的电负性最小(放射元素除外)；同一周期，碱金属元素的电负性最小，卤族元素的电负性最大。 5．非金属元素的电负性越大，非金属性越强，金属元素的电负性越小，金属性越强。 6．电负性差值大的元素之间形成的化学键不一定是离子键，若判断化学键类型须看其化合物在熔融状态下是否导电。 4、 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)金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于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．判断元素化合价的正负 (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 一般认为： (1)如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键。 (2)如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。 4．对角线规则 元素周期表中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。例如， 处于对角线的Li与Mg、Be与Al、B与Si及其化合物性质相似。 【特别提醒】 (1)元素电负性的值是个相对的量，没有单位。电负性大的元素吸引电子能力强，反之就弱。 (2)离子键和共价键之间没有绝对的界限。一般认为：如果两种成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两种成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。 题型01 元素电离能大小比较 【典例】（24-25高二下·山东潍坊·开学考试）氧族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题： (1)基态S原子的价电子排布式为 ，同周期中，基态原子第一电离能比S大的主族元素是 (填元素符号)。 【答案】(1) 3s23p4 P、Cl 【详解】（1）S元素原子序数为16，处于元素周期表第三周期第VIA族，价电子排布式为3s23p4，同一周期从左到右，元素第一电离能呈增大趋势，但是P的3p能级半满，第一电离能大于同周期相邻元素，故同周期中，基态原子第一电离能比S大的主族元素是P和Cl； 【变式】肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题： (1)N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 【答案】(1) p 【详解】（1）N原子的最外层电子排布为，最后一个电子落在p能级上，在周期表中位于p区；由于C、N、O同周期，原子半径越小，第一电离能越大，由于N原子半充满，较稳定，其大小为； 题型02 电离能变化规律及其应用 【典例】（24-25高二下·山东潍坊·阶段练习）催化剂的研究一直是一个重要的领域。根据所学知识，回答下列问题： I．铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、、、等氧化物中的几种。 (1)基态氧原子中，核外电子有 种空间运动状态，能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向。 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用“”表示，与之相反的用“”表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铁原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。 Ⅱ．我国科研人员研制出了(M为、等金属)等催化剂，使得合成氨工业的温度、压强分别降到了、，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。 (3)在元素周期表中位于 区。 (4)第三电离能： (填“>”或“<”)，原因是 。 【答案】(1) 5 3 (2)+2或-2 (3) (4) < 的价层电子排布式为，易失去一个电子形成比较稳定的半充满状态，而的价层电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去，故第三电离能： 【详解】（1）O原子序数为8，其核外电子排布为：，共占据5个原子轨道，即有5种空间运动状态；能量最高的电子在2p能级，其电子云在空间有3个伸展方向； （2）铁的原子序数为26，其价层电子排布式为：，若“↑”为，此时价层电子自旋磁量子数的代数和为；若“↑”为，此时价层电子自旋磁量子数的代数和为，所以基态铁原子的价层电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2； （3）Mn原子序数为25，核外电子排布式为：，位于元素周期表d区； （4）的价层电子排布式为，易失去一个电子形成比较稳定的半充满状态，而的价层电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去，故第三电离能：。 【变式】（24-25高二下·山东聊城·开学考试）Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题： (1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种 (填字母)。 A．吸收光谱　　　B．发射光谱 (2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是 ，能量最低的是 (填序号)。 a．1s22s22p43s13p3p3p　　　b．1s22s22p33s23p3p3p c．1s22s22p63s13p　　　　　　d．1s22s22p63s2 (3)Ti原子核外共有 种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为 ，其价电子排布图为 。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素价电子排布式 。 (4)N、O、Mg元素的前3级电离能如表所示： 元素 X 737.7 1450.7 7732.7 Y 1313.9 3388.3 5300.5 Z 1402.3 2856.0 4578.1 X、Y、Z中为N元素的是 ，判断理由是 。 (5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3＋，从结构角度来看，Fe2＋易被氧化成Fe3＋的原因是 。 【答案】(1)B (2) b d (3) 22 球形 3d54s1或3d104s1 (4) Z N原子价电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大 (5)Fe3＋的3d5半满状态更稳定 【详解】（1）钠在火焰上灼烧时，原子中电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快又跃迁到能量较低的轨道，这时就将多余的能量以黄光的形式放出，故属于发射光谱，故答案为：B。 （2）基态原子的电子得到能量后，电子会发生跃迁，电子从低轨道跃迁到高能级的轨道会吸收能量，本题中跃迁电子最多的是，即能量最高的是b；基态原子电子排布遵循能量最低原理，具有的能量最低，能量最低的是d，故答案为：b；d。 （3） Ti元素原子核外有22个电子，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；钛原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d24s2；最高能级为4s能级，电子云轮廓形状为球形；其价层电子排布为3d24s2，即价层电子排布图：；钛元素的最外层电子数为2，与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，即最外层电子数为1，符合条件的元素为Cr和Cu，Cr原子的价电子排布式为3d54s1、Cu原子的价电子排布式为3d104s1，故答案为：22；球形；；3d54s1或者3d104s1。 （4）N、O、Mg三种元素中，金属元素第一电离能Ⅰ1小于非金属元素，所以第一电离能Ⅰ1最小的X为Mg元素，N原子价电子排布式为2s22p3，O原子价电子排布式为2s22p4，N与O相比，N原子2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，Ⅰ1较大，则Ⅰ1较大的Z为N元素，故答案为：Z；N原子2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，Ⅰ1较大。 （5）价电子排布式为3d6，失去1个电子形成更稳定的3d5半充满状态的，导致易被氧化成，故答案为：的半满状态更稳定。 题型03 电负性变化规律及其应用 【典例】（24-25高二下·辽宁朝阳·期中）铁及其化合物在生产、生活中应用非常广泛。 (1)火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2-xSiO4）。基态Fe原子的价层电子排布为 ；橄榄石中，各元素的电负性大小顺序为 （用元素符号和“>”表示），铁的化合价为 。 (2)富马酸亚铁（FeC4H2O4）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示，富马酸亚铁中非金属元素的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号和“>”表示）。 【答案】(1) +2 (2) 【详解】（1）Fe是26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2；橄榄石中，主族元素有Mg、Si、O三种元素，非金属性越强电负性越大，电负性大小顺序为；MgxFe2-xSiO4中Mg为+2价、O为-2价，根据元素化合价代数和等于0，铁的化合价为+2； （2）由图可知，富马酸分子的结构简式为HOOCCH=CHCOOH，富马酸亚铁中含有C、H、O非元素，所以各元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H。 【变式】（24-25高二下·河南周口·阶段练习）某抗失眠药物的结构简式为，其分子式为C17H14O2N2Br2。请回答下列问题： (1)该药物的组成元素中，电负性最小的元素是 (填元素符号)，位于p区的元素有 种。 (2)基态N原子的价电子轨道表示式为 ，若基态O原子的价电子轨道表示式表示为，其违背了 ，从原子结构角度解释O的电负性大于N的原因： 。 (3)该药物的组成元素中，属于第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)； (4)若某元素的核电荷数是N元素的4倍，其基态+2价阳离子的电子排布式为 。 【答案】(1) H 4 (2) 洪特规则 O、N位于同一周期，其原子半径O<N，原子核对最外层电子吸引能力O>N，故O的电负性大于N (3)N＞O＞C (4)1s22s22p63s23p63d8 【详解】（1）同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族元素从上到下，电负性依次减弱，则该药物()的组成元素中，电负性最小的元素是H，第ⅢA族到0族的元素位于p区，则位于p区的元素有C、N、O、Br共4种； （2） 基态N原子的价电子排布为，其轨道表示式为：，若基态O原子的价电子轨道表示式表示为，即2p轨道电子未遵循“先单独分占，且自旋平行”的原则，其违背了洪特规则，在能量相同的轨道上，电子优先以自旋方向相同的方式排列在不同轨道，从原子结构角度解释O的电负性大于N的原因：O、N位于同一周期，其原子半径O<N，原子核对最外层电子吸引能力O>N，故O的电负性大于N； （3）该药物()的组成元素中，属于第二周期元素为C、O、N，同周期元素从左到右，第一电离能依次增大，但N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于右边相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C； （4）若某元素的核电荷数是N元素的4倍，则其核电荷数为28，为Ni元素，其基态+2价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8。 题型04 电离能和电负性的综合应用 【典例】（24-25高二上·山东潍坊·期末）锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是，可通过下列反应制备：。 回答下列问题： (1)上述化学方程式中涉及第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是 ，涉及第三周期元素的电负性由小到大的顺序是 。 (2)写出基态的第三能层的电子排布式 ，若核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 (填“基”或“激发”)态。Cu位于周期表的 区；从结构角度分析，比较Cu+与Cu2+的稳定性并说明原因 。 【答案】(1) (2) 激发 ds 基态Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9，Cu+的3d能级全充满稳定，因此Cu+比Cu2+更稳定 【详解】（1）上述化学方程式中涉及第二周期元素为N、O，同周期元素由左向右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道处于半充满状态，比较稳定，难以失去电子，其第一电离能大于相邻元素，则N、O元素第一电离能由小到大的顺序为：O<N； 涉及第三周期元素为Na、P、S，同周期元素由左向右电负性逐渐增大，因此电负性由小到大的顺序是：Na<P<S； （2）Cu原子序数为29，根据构造理论知，基态铜原子第三能层的电子排布式3s23p63d10； 基态Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，空间运动状态种类等于原子占据的轨道数，即有1+1+3+1+3+5=14种，但此时核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于激发态； Cu位于周期表的ds区；基态Cu+的电子排布式为[Ar]3d10，基态Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9，Cu+的3d能级全充满稳定，因此Cu+比Cu2+更稳定； 【变式】（24-25高二上·山东济南·阶段练习）锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是，可通过反应制备：。回答下列问题： (1)上述化学方程式中涉及第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是 ，涉及第三周期元素的电负性由小到大的顺序是 。 (2)写出基态的第三能层的电子排布式 ，若核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 (填“基”或“激发”)态。 【答案】(1) (2) 激发 【详解】（1）上述化学方程式中涉及第二周期元素为N、O，同周期元素由左向右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道处于半充满状态，比较稳定，难以失去电子，其第一电离能大于相邻元素，则N、O元素第一电离能由小到大的顺序为：O<N； 涉及第三周期元素为Na、P、S，同周期元素由左向右电负性逐渐增大，因此电负性由小到大的顺序是：Na<P<S； （2）Cu原子序数为29，根据构造理论知，基态铜原子第三能层的电子排布式3s23p63d10； 基态Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，空间运动状态种类等于原子轨道数，即有1+1+3+1+3+5=14种，但此时核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于激发态； 【巩固训练】 1．（25-26高二上·山东）气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是 A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2 【答案】B 【分析】由原子核外电子排布可知A、B、C、D依次为Si、P、S、Ga，结合同周期自左而右第一电离能逐渐增大，同主族自上而下第一电离能逐渐降低判断。注意P元素3p轨道半充满，电子能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素。第一电离能越高，失去1个电子吸收的能量越多。据此分析。 【详解】A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1过程为Si原子失去一个3p电子，破坏较稳定结构，但第一电离能低于P，吸收能量不是最多，A不符合题意； B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2为P原子失去一个3p电子，基态P原子的3p轨道半充满，结构稳定，失去电子需克服较高电离能，吸收能量最多，B符合题意； C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3为S原子失去3p电子后形成半充满结构，电离能低于P，吸收能量较少，C不符合题意； D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2为Ga原子失去4p电子，因能级较高且原子半径大，电离能较低，吸收能量最少，D不符合题意； 答案选B。 【点睛】吸收能量即从相对稳定结构→不稳定结构的变化。根据洪特规则特例，处于半满、全满、全空的相对稳定，不容易失去电子，即失去电子时，需要吸收更多的能量，从而判断出选项。 2．（25-26高二上·山东）下列说法中不正确的是 A．第一电离能、电负性的周期性递变规律是原子核外电子排布周期性变化的结果 B．元素电负性：N<O 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 【答案】D 【详解】A．第一电离能和电负性的周期性变化确实源于原子核外电子排布的周期性变化，A正确； B．电负性在同一周期中从左到右递增，N元素的电负性小于O的，B正确； C．电负性是相对值（如鲍林标度），无单位，C正确； D．金属元素的电负性通常较小，非金属元素的电负性较大，D错误； 答案选D。 3．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）铵明矾常用作絮凝剂。下列说法正确的是 A．离子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．沸点： 【答案】D 【详解】A．微粒的电子层相同时，原子序数越小，半径越大，则离子半径：，A错误； B．同周期从左到右电负性依次增大，所以电负性：，B错误； C．同主族元素中，第一电离能从上到下依次减小，所以第一电离能：，C错误； D．水和氨气均存在分子间氢键，但等物质的量水分子间氢键的数目大于氨分子间氢键的数目，且水在常温下为液体，而氨气为气体，事实上，水的沸点为100，NH3的沸点是-33.5，所以沸点：，D正确； 故选D。 4．（24-25高二上·山东烟台·阶段练习）下表是第3周期部分元素的电离能[单位：(电子伏特)]数据，下列说法正确的是 元素 甲 5.7 47.4 71.8 乙 7.7 15.1 80.3 丙 13.0 23.9 40.0 丁 15.7 27.6 40.7 A．甲离子半径是同周期最大的 B．基态乙原子电子最后填充的轨道呈哑铃形 C．丙一定为非金属元素 D．丁一定是金属元素 【答案】C 【分析】甲、乙、丙、丁为第三周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电离能，说明甲元素最外层有1个电子，失去1个电子时达到稳定结构，所以甲为Na元素；乙元素的第二电离能远远小于第三电离能，则乙元素最外层有2个电子，失去2个电子后达到稳定结构，所以乙为Mg元素；丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大，说明丙元素最外层电子数大于3，丙、丁一定为非金属元素，据此分析解答。 【详解】A．第三周期元素的离子中，钠离子、镁离子、铝离子的电子层数为2，其他非金属形成的离子电子层数为3，则阳离子半径小于阴离子，Na+不是同周期中离子半径最大的，A错误； B．乙为Mg元素，其价电子排布式为3s2，电子最后填充的轨道为s轨道，呈球形，B错误； C．丙的第一电离能比乙大很多，可判断丙不是Al元素，且丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大，说明丙元素最外层电子数大于3，丙、丁一定为非金属元素，C正确， D．由C中分析可知丁一定是非金属元素，D错误； 故选：C。 5．（24-25高二上·吉林·阶段练习）第二周期主族元素的性质随着价电子数递增变化趋势正确的图像是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．由于价电子处于全充满、半充满状态时能量较低，所以同周期ⅡA、ⅤA元素的大于相邻元素，A项错误； B．同周期随着价电子数增加原子半径减小，B项错误； C．O没有价，F没有价，C项错误； D．同周期随着价电子数增大电负性增大，D项正确； 故选D。 6．（24-25高二上·四川南充·阶段练习）下列各组元素的性质比较，正确的是 A．第一电离能：B>Al>Ga B．电负性：F>N>O C．最高正价：F>Si>S D．原子半径：P>N>C 【答案】A 【详解】A．同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，则第一电离能：B＞Al＞Ga，A正确； B．同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性：F＞O＞N，B错误； C．主族元素最高正价=最外层电子数，但氧、氟无最高正价，则最高正价：S＞Si，C错误； D．一般而言，电子层数越多，原子半径越大，且同周期从左到右，原子半径依次减小，则原子半径：P＞C＞N，D错误； 故选A。 7．（24-25高三上·江苏徐州·期中）尿素[和草木灰(主要成分)均可用作肥料。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．电离能： D．沸点： 【答案】B 【详解】A．同周期元素，核电荷数越大，半径越小，原子半径：，A错误； B．元素金属性越强，电负性越小，根据金属活动性顺序表，金属性：K＞H，则电负性：，B正确； C．同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，但ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故第一电离，C错误； D．常温下氨为气态，水为液态，故沸点：，D错误； 故选B。 8．（24-25高二上·浙江·阶段练习）下列各组元素性质的递变情况不正确的是 A．、、原子的最外层电子数依次增多 B．N、O、F电负性依次增大 C．、、元素的最高化合价依次升高 D．Na、K、Rb第一电离能依次增大 【答案】D 【详解】A． 、、原子的最外层电子数分别为1、2、3， A正确； B．同一周期从左到右元素电负性逐渐增大，电负性：N<O<F，B正确； C．、、元素的最高化合价为+5、+6、+7，C正确； D．同一主族元素的第一电离能从上至下逐渐减小，第一电离能：Na>K>Rb，D错误； 故答案为：D。 9．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下图中，能正确表示与Si同周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】镁失去2个电子后，达到8电子稳定结构，所以镁的第三电离能最大，答案选D。 10．（24-25高二上·河北沧州·阶段练习）2022年诺贝尔化学奖授予开发“点击化学”的科学家。分子R称为“点击化学试剂”，其结构如图所示。回答下列问题： (1)基态N原子核外电子占据 个能级。 (2)基态F原子核外有 种运动状态不同的电子，其原子核外能量最高的电子云的形状为 形。 (3)基态S原子核外能量最高的电子有 个，这些电子 (填字母)。 a．所处的能级相同            b．自旋方向相同            c．占据的轨道相同            d．运动状态相同 (4)组成R的四种元素第一电离能由大到小的顺序为 ，N、F、S三种元素电负性大小顺序为 。 【答案】(1)3 (2) 9 纺锤或哑铃 (3) 4 a (4) F>N>O>S F>N>S 【详解】（1）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以占据1s、2s、2p合计3个能级； （2）基态F的原子序数为9，所以原子核外有9种运动状态不同的电子，其原子核外能量最高的电子为2p轨道上的电子，所以电子云的形状为纺锤或哑铃形； （3）基态S的原子序数为16，核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，原子核外能量最高的电子有4个，这些电子所处的能级相同，自旋方向有1个不相同，占据的轨道只有2个电子相同，分别在2px、2py、2pz上，运动状态均不相同； （4）一般来说同一周期，从左至右，第一电离能逐渐增大，但N原子最外层能级达到半充满结构，第一电离能大于右邻元素，同主族从上至下，第一电离能逐渐减小，组成R的四种元素第一电离能由大到小的顺序为F>N>O>S，同周期从左至右，主族元素电负性依次增大，电负性F>O＞N，同一族从上至下，电负性依次减小，电负性O>S，N的电负性大于S，所以N、F、S三种元素电负性大小顺序为F>N>S。 【强化训练】 1．（2025·山东烟台·二模）某离子液体结构如图所示，Q、W、Y、Z、X分别为不同主族的短周期元素，且原子半径依次减小。下列说法正确的是 A．电负性： B．同周期中第一电离能大于Z的元素有3种 C．简单氢化物沸点： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】D 【分析】根据Q、W、Y、Z、X分别为不同主族的短周期元素，且原子半径依次减小，X在离子液体结构中形成1个共价键，且半径小，故X可能为H；Y形成4个共价键，短周期中C原子最外层有4个电子，常形成4个共价键，故Y为C；Z形成3个共价键，原子半径介于C与H之间，且与其他元素不同主族，故Z为N；W形成1个共价键，原子半径大于C，故W为Cl；右侧阴离子中Q形成4个共价键， Al原子最外层3个电子，通过配位键可以形成4个共价键，且Al位于 ⅢA族与H、C、N、Cl均不同主族，故Q为Al，综上推断，各元素均位于不同主族，且原子半径依次递减，满足题意。 【详解】A．电负性Cl>C>Al，即，A错误； B．第二周期中第一电离能大于N的只有F、Ne，共2种，B错误； C．NH3有氢键，沸点要高于HCl和CH4，所以，C错误； D． W、Y、Z分别是Cl、C、N，非金属性：Cl＞N ＞C，则其最高价氧化物的水化物酸性强弱顺序：，D正确； 故答案选D。 2．（24-25高二上·江苏·期末）硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O为浅绿色晶体，易溶于水，难溶于酒精，在工业领域有广泛的应用。下列说法正确的是 A．半径：r(S2-)>r(O2-) B．稳定性：NH3>H2O C．电负性：χ(N)>χ(O) D．第一电离能：I1(S)>I1(O) 【答案】A 【详解】A. 同主族离子，核电荷数越大，离子半径越大，S2-半径确实大于O2-，A正确； B. 非金属性越强，其氢化物越稳定，氧的非金属性强于氮，则H2O更稳定，B错误； C. 同周期越靠右，电负性越大，氧的电负性在周期表中位于氮右侧，故更大，C错误； D. 同主族越靠上第一电离能越大，氧原子半径更小，核电荷更高，第一电离能更大，D错误； 故选A。 3．（24-25高二上·河北衡水·期末）已知、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素。其中是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；与的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法错误的是 A．A、B、C三种元素的电负性： B．B、C、D三种元素的第一电离能： C．基态原子的价层电子排布式： D．六种元素中有四种元素位于元素周期表的p区 【答案】D 【分析】A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大，A是宇宙中含量最多的元素，故A是H；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，故B是N；C元素原子的价层电子排布式为，n=2，即价层电子排布式为，故C是O；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，故D是Na；E与D的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数，故E是Al；F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，故F是Cu。综上所述，A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、Al、Cu，据此解答。 【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞N＞H，则电负性：O＞N＞H，A正确； B．同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，N元素的第一电离能大于同周期相邻元素，同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，则第一电离能：N＞O＞Na，B正确； C．Cu为29号元素，基态Cu原子的价层电子排布式为，C正确； D．H、Na位于s区，N、O、Al位于p区，Cu位于ds区，有三种元素位于p区，D错误； 故选D。 4．（24-25高二上·河北衡水·期末）三种元素的基态原子的电子排布式如下：①；②；③。则下列有关比较中正确的是 A．未成对电子数：③>②>① B．第一电离能：③>②>① C．电负性：③>②>① D．原子半径：③>②>① 【答案】B 【分析】根据核外电子排布式可知①是S，②是P，③是F。 【详解】A．S、P、F的未成对电子数分别为2、3、1，则未成对电子数：P >S>F，故A错误； B．同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于Cl>P>S，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，第一电离能F>Cl，则第一电离能：F>P>S，故B正确； C．同周期元素自左向右电负性逐渐增大，同主族元素自上而下电负性逐渐减小，则电负性：F>S>P，故C错误； D．同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：P>S>F，故D错误； 选B。 5．（24-25高二上·天津·期末）有5种元素，除Y外均为短周期元素。X原子M电子层p轨道上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的价层电子排布式为；原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是 A．元素Y和Q可形成化合物 B．T的一种单质易自燃 C．X和T的第一电离能： D．Q和Z的电负性： 【答案】D 【分析】5种元素X、Y、Z、Q、T，除Y外均为短周期元素，X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道，其价电子排布为3s23p4，则X为S元素；Y原子的价电子排布式为3d64s2，则Y为Fe元素；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，其价电子排布为2s22p2，则Z为C元素；Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子，其价电子排布为2s22p4，则Q是O元素；T原子的M电子层上p轨道半充满，其价电子排布为3s23p3，则T是P元素。 【详解】A．Y为Fe元素，Q为O元素，Fe与O可形成FeO ，A正确； B．T为P元素，P的单质中，白磷易自燃，B正确； C．X为S元素，T是P元素，属于同周期相邻元素，由于P原子最外层3p能级电子为半充满，较稳定，则第一电离能：S<P，C正确；     D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；Q为O元素，Z为C元素，非金属性：C<O，则电负性：C<O，D错误； 故选D。 6．（2025·广西·高考真题）单分子磁体能用于量子信息存储。某单分子磁体含四种元素，其中的核外电子数之和为离子半径最小，基态X原子的s能级电子数是p能级的2倍，Z的某种氧化物是实验室制取氯气的原料之一。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．简单氢化物的稳定性： C．电负性： D．基态Z原子的电子排布式： 【答案】A 【分析】W+离子半径最小，W为H（原子序数1），X的s能级电子数是p的两倍，核外电子排布式1s22s22p2满足条件（X为C，原子序数6）， W、X、Y电子数之和为15，得Y的原子序数为8（O），Z的氧化物为MnO2（实验室制Cl2的原料），Z为Mn（原子序数25）。 【详解】A．O的原子半径远小于Mn，原子核对外层电子的吸引更强，失去第一个电子需要的能量更多，因此O的第一电离能大于Mn，A正确； B．非金属性越强，简单氢化物越稳定，O的非金属性强于C，所以简单氢化物的稳定性：Y(O)>X(C)，B错误； C．电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力，C的电负性大于H，所以电负性：X(C)>W(H)，C错误； D．Mn的基态电子排布为，而非[Ar]3d64s1，D错误； 故选A。 7．（2025·浙江·高考真题）根据元素周期律推测，下列说法不正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．非金属性： D．热稳定性： 【答案】A 【详解】A．同周期主族元素，从左往右原子半径依次减小，则原子半径：，A错误； B．C和Si位于第ⅣA族，同族元素从上到下电负性减小（原子半径增大，吸引电子能力减弱），则电负性：，B正确； C．Br和I位于第ⅦA族（卤素），同族元素从上到下非金属性减弱（原子半径增大，得电子能力减弱），则非金属性：，C正确； D．N和P位于第ⅤA族（氮族），同族元素从上到下非金属性减弱，氢化物热稳定性与非金属性正相关，故非金属性N > P，热稳定性：，D正确； 故选A。 8．（2025·全国卷·高考真题）一种化合物分子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W的一种同位素的中子数为0，X和Z同族。下列说法错误的是 A．原子半径： B．第一电离能： C．电负性： D．单质氧化性： 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W的一种同位素的中子数为0，则W为H；X和Z同族，X、Z的共价键数目为2、6，则X为O，Z为S；Y的原子序数位于X、Z之间，且只有一个共价键，则Y为F，据此回答问题； 【详解】A．同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，同一周期，从左到右，原子半径依次减小，因此原子半径：，故A错误； B．同一周期，从左到右，第一电离能有增大的趋势，因此第一电离能：，故B正确； C．同一周期，从左到右电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，故，推出电负性：，故C正确； D．X、Y、Z的单质分别为O2、F2、S，因此单质氧化性：，故D正确； 故答案选A。 9．（2025·重庆·高考真题）根据元素周期律，同时满足条件（ⅰ）和条件（ⅱ）的元素是 （ⅰ）电负性大于同族其他元素；（ⅱ）第一电离能高于同周期相邻的元素 A．Al B．Si C．B D．Be 【答案】D 【详解】A．Al是第ⅢA族元素，同主族中电负性最大的是B，因此Al不满足条件（i），A错误； B．Si是第ⅣA族元素，同主族中电负性最大的是C，因此Si不满足条件（i），B错误； C．B是第ⅢA族元素，电负性在同主族中最大，满足条件（i）。B是ⅢA族元素，同周期电离能从左往右逐渐增加，但Be是第ⅡA族元素，2p为全空，比较稳定，电离能大于B，所以B的第一电离能比相邻的Be和C都小，不满足条件（ii），C错误； D．Be是第ⅡA族元素，电负性在同主族中最大，满足条件（i）；Be是第ⅡA族元素，2p为全空，比较稳定，电离能大于B和Li，所以Be的第一电离能大于同周期相邻主族元素，满足条件（ii），D正确； 故选D。 10．（2025·河北·高考真题）W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 A．第二电离能： B．原子半径： C．单质沸点： D．电负性： 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，则W价电子排布式可能是：1s22s22p2或1s22s22p63s23p4，若W是C，X与W同族，则X是Si，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，则Y是P，Z位于W的对角线位置，则满足条件的Z是P，与Y重复；故W是S；X与W同族，则X是O；Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，则Y是N；Z位于W的对角线位置，则Z是F。 【详解】A．O的第二电离能高于N，因为O+的电子构型为2p3（半充满），失去电子需更高能量，而N+的电子构型为2p2，失去电子相对容易，因此X（O）的第二电离能大于Y（N），A错误； B．同主族从上到下，原子半径变大，同周期，从左到右原子半径变小，F（Z）位于第二周期，S（W）位于第三周期，原子半径S＞O＞F，即：，B正确； C．N2与F2都是分子晶体，F2范德华力大，沸点高，C正确； D．同主族从上到下，电负性逐渐减小，O的电负性大于S，D正确； 故选A。 11．（2024·重庆·高考真题）某合金含和等元素。下列说法正确的是 A．的电负性大于 B．和均为d区元素 C．的第一电离能小于 D．基态时，原子和原子的单电子数相等 【答案】A 【详解】A．同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，Si电负性大于Al，A正确； B．基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，为d区；基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，为ds区，B错误； C．基态Mg原子的价电子排布式为3s2，基态Al原子的价电子排布式为3s23p1，镁原子最外层3s轨道达到全充满结构，铝的3p轨道未达到半充满结构，故镁的第一电离能大于铝的第一电离能，C错误；   D．基态Mg原子的价电子排布式为3s2，没有单电子，基态Mn价电子排布式为3d54s2，有5个单电子，单电子数不相等，D错误； 故选A。 12．（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态原子的价层电子排布式为 。 【答案】(1)(或锗) (2) 【详解】（1）同主族元素，从上至下，元素的第一电离能逐渐减小，锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，三种元素中，第一电离能最大的是锗()； （2）Ge的原子序数为32，基态Ge原子的价层电子排布式为； 13．（24-25高二上·浙江丽水·期末）前四周期元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)基态Cu原子的最外层电子排布式为 ，位于元素周期表的 区，高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO，结合电子排布式解释原因 。 (2)当硝酸甘油遇到高温或明火等热源时，会发生热分解。第一步的反应是：4C3H5(NO3)3(l) → 12CO2(g)+10H2O(g)+6N2(g)+O2(g)，其受热不稳定的原因是 。 (3)由铁原子核形成的四种微粒，价电子轨道表示式分别为： ①    ②     ③    ④ 有关这些微粒的叙述，不正确的是 。 A．微粒半径：④>①>② B．得电子能力：③>② C．电离一个电子所需最低能量：②>①>④ D．微粒③价电子在简并轨道中单独分占，且自旋相同，故不能再继续失去电子 【答案】(1) 4S1 ds Cu+价层电子式3d10，Cu2+价层电子式3d9，Cu+全充满较稳定，不易失去电子 (2)生成物较稳定，放热较多，产物中气态分子数显著增多(熵增)。 (3)D 【详解】（1）基态Cu原子的原子序数为29，其价层电子排布式为3d104s1，最外层电子排布式为4s1，位于元素周期表的ds区；Cu+价层电子式3d10，Cu2+价层电子式3d9，Cu+全充满较稳定，不易失去电子，因此高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO。 （2）由硝酸甘油发生热分解的第一步反应可知，其受热不稳定的原因有：生成物较稳定，放热较多，产物中气态分子数显著增多(熵增)。。 （3）由价电子排布图可知，①为Fe原子，②为Fe2+，③为Fe3+，④为Fe原子的激发态； A．一般电子层数越多原子半径越大，而Fe原子失电子数越多，原子半径越小，因此微粒半径：④>①>②，故A正确； B．得电子能力是指氧化性，氧化性：Fe3+＞Fe2+，则得电子能力：③>②，故B正确； C．能量越高越容易失去电子，基态原子的第一电离能小于第二电离能，则电离一个电子所需最低能量：②>①>④，故C正确； D．Fe3+的3d轨道上有电子，能再继续失去电子，故D错误； 答案选D。 14．（24-25高二上·吉林松原·期末）化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。回答下列问题： (1)下列说法正确的是 (填选项序号)。 ①s区全部是金属元素 ②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价 ③有两种金属元素，第一电离能越小的金属性越强 ④现行元素周期表中元素所在族序数一定等于其价层电子数之和 ⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 (2)新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种，其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ；基态镓原子的价层电子排布式为 。 (3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。 (4)N、O、Mg元素的前3级电离能如表所示，①、②、③中为N元素的是 。 元素 /kJ·mol-1 /kJ·mol-1 /kJ·mol-1 ① 738 1451 7733 ② 1314 3388 5301 ③ 1402 2856 4578 (5)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物，Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物可以用一种称为马氏检验的方法，其原理为样品在盐酸中可被金属锌还原为气体，产物还有氯化锌和，该反应的化学方程式是 (用推导出来的元素表达)。 【答案】(1)②⑤ (2) 8 哑铃形(或纺锤形) (3)或 (4)③ (5) 【详解】（1）①第ⅠA、ⅡA族元素均在s区，H元素为非金属，错误；②电负性为吸引键合电子的能力，则电负性大的元素表现负价，正确；③第三周期第ⅡA族Mg的第一电离能大于第ⅢA族Al，但金属性：Mg>Al，错误；④He为0族，但其价层电子数为2，则元素所在族序数不一定等于其价电子数之和，错误；⑤第四周期未成对电子数最多的元素是铬，其价层电子排布式为，位于第ⅥB族，在钾元素后面第五位，正确，综上所述，说法正确的是②⑤。 （2）Si原子的核外电子排布式为，核外电子空间运动状态(即原子轨道)共有种；Si核外电子占据最高能级为p能级，其电子云轮廓图的形状为哑铃形或纺锤形；镓原子序数为31，其基态原子价层电子排布式为，故答案为：8；哑铃形(或纺锤形)；。 （3）基态磷原子的价层电子排布式为，3s轨道有自旋方向相反的2个电子，3p能级的3个轨道上，每个轨道上都有1个自旋方向相同的电子，则其自旋磁量子数的代数和为或。 （4）同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势，则Mg的I1最低，由电离能数据中得，①的第三电离能远大于第二电离能，则①为Mg元素；由于N原子的2p能级为半满稳定结构，则N、O中第一电离能大的为N，则③为N元素，②为O元素。 （5）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，即4p能级有3个单电子，则X为33号元素As；Y元素原子2p轨道上有2个未成对电子，则Y为6号元素或8号元素；X与Y可形成化合物(即)，则Y只能为O元素，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z为H元素，H元素可以形成负一价离子。样品在盐酸中可被金属锌还原为气体，产物还有氯化锌和，反应过程中As元素化合价由+3降低至-3，Zn元素化合价由0升高至+2，由守恒规律得方程式：。 15．（24-25高二上·湖北武汉·期末）下表是某些元素的第一电离能和电负性数值。 元素符号 Li Be N O F Na Mg Al P S C1 Cr 第一电离能 520 900 1402 1314 1681 496 738 578 1012 1000 1251 652.9 电负性 1.0 1.5 3.07 3.5 4.0 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.0 1.6 (1)基态的电子排布式为 。 (2)基态、、、中，未成对电子数最多的是 (填元素符号)，其最高能级的原子轨道形状为 。 (3)从原子结构角度解释的原因： 。 (4)NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为 ，写出NCl3水解的化学方程式： 。 (5)在分子中，与X原子相连的A呈正电性，与Y原子相连的A呈负电性，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序 。 【答案】(1)(或) (2) N 哑铃形 (3)的第一电离能失去的电子是能级的，Mg 的3p轨道全空、3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大 (4) -3 NCl3+3H2O=NH3+3HClO(或NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO) (5) 【详解】（1）为第24号元素，铬原子的核外电子数为24，其基态原子的核外电子排布式为：(或)； （2）基态、、、的电子排布式分别为：1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p5、1s22s22p63s1，未成对电子数分别为：3、2、1、1，因此未成对电子数最多的是，其最高能级为能级2p，原子轨道形状为哑铃形； （3）的价电子排布式为：，的价电子排布式为：，Mg 的3p轨道全空更稳定，3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大； （4）由表格可知Cl的电负性小于N，所以NCl3中的N元素的化合价为-3， NCl3水解得化学方程式：NCl3+3H2O=NH3+3HClO(或NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO)； （5）在分子中，与X原子相连的A呈正电性，说明电负性X＞A，与Y原子相连的A呈负电性，说明电负性A＞Y，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $