2.2 元素性质的递变规律（专项训练）化学苏教版选择性必修2

第二单元 元素性质的递变规律 题型1 核外电子排布的周期性 题型2 元素周期表的结构 题型3 元素第一电离能的周期性变化 题型4 元素电负性的周期性变化 题型5 电负性的应用 题型6 元素周期律的综合运用 题型01 核外电子排布的周期性 1.核外电子排布与周期的划分 ①一个能级组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数，元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。 ②周期与电子层数n（量子数）有关。最外层电子所在轨道处于第n电子层时，该原子所属元素通常属于第 n周期。 2.各族核外电子排布的特点 【典例1】已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和区域是 A．第三周期第ⅥB族；p区 B．第三周期第ⅢB族；d区 C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第四周期第ⅡB族；ds区 【答案】C 【解析】某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，其原子核外电子数为21+3=24，为Cr元素，原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，处于周期表中第4周期第VIB族，属于d区，故选C。 【变式1-1】若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是： A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第一A族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为(    【答案】D 【分析】原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，则其价电子为； 【解析】A．由于无法确定该元素是否为第4周期元素，故无法得知M层的电子数，故A错误；B．由分析可知，其价电子为，应该位于周期表第VB族，故B错误；C．该元素位于元素周期表的d区，故C错误；D．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为( ，故D正确。答案选D。 【变式1-2】的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 【答案】D 【分析】的最外层电子排布式为，则是，据此作答。 【解析】A．M是氯元素，不是稀有气体元素，故A错误； B．M原子的核外电子排布式为，故B错误； C．M原子的价层电子排布为，故C错误； D．M元素的最外层有7个电子，最高正化合价为价，故D正确； 故选D。 【变式1-3】下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第VIA族元素 C．原子的价电子排布式为的元素属于ds区元素 D．基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素 【答案】B 【解析】A．若原子的价电子排布式为ns2np6，则该元素为稀有气体，不是主族元素，A错误；B．基态原子的p能级有4个电子的元素，其价电子排布式为ns2np4，一定是第ⅥA族元素，B正确；C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，属于d区元素，C错误；D．基态原子的N层上有两个电子的元素，可能为Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，属于过渡元素，D错误；故答案为：B。 题型02 元素周期表的结构 元素周期表的分区 【典例2】我国在天宫空间站研制成一种铌合金，熔点超过。已知铌元素与钒同族，下列说法正确的是 A．基态时，钒元素的未成对电子数为3 B．铌原子的第一电离能大于钒原子 C．铌与钒，均属于s区元素 D．铌与钒，最高正价均为 【答案】A 【解析】A．钒元素为23号元素，基态时钒原子的价电子排布为3d34s2，未成对电子数为3，故A正确； B．铌元素与钒同族，同族元素从上往下第一电离能逐渐减小，所以铌原子的第一电离能小于钒原子，故B错误； C．铌与钒均为VB族元素，位于周期表的d区，故C错误； D．铌与钒的价电子数均为5个，最高正价均为，故D错误； 故选A。 【变式2-1】锗(32Ge)是优良的半导体材料，下列有关叙述正确的是 A．Ge元素位于元素周期表的p区 B．Ge原子核外有4种不同能量的电子 C．Ge原子核外有8种空间运动状态的电子 D．Ge原子的2p和3p轨道形状为大小相同的哑铃形 【答案】A 【分析】基态Ge为32号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p2； 【解析】A．由核外电子排布可知，Ge元素位于元素周期表的p区，A正确； B．相同能层、相同能级不同轨道的电子，能量相同，Ge原子核外有8种不同能量的电子，B错误； C．把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；Ge原子核外有17种空间运动状态的电子，C错误； D．Ge原子的2p和3p轨道形状为哑铃形，但是大小不同，D错误； 故选A。 【变式2-2】（23-24高二上·广东梅州·期末）下列说法正确的是 A．最高正化合价： B．原子半径： C．p能级的能量一定比s能级的高 D．s区全部是金属元素 【答案】B 【解析】A．O没有最高正化合价，氧与氟形成的化合物中，氧呈现正化合价，但没有+6价，A错误； B．除稀有气体外，同周期从左到右元素原子半径递减，同主族时，核电荷数越大，原子半径越大, 原子半径：，B正确； C．同一能层中p能级的能量一定比s能级的高，若不同能层则p能级的能量不一定比s能级的高，C错误； D．元素周期表中，s区元素除氢外，其余全部是金属元素，D错误； 故选B。 【变式2-3】元素周期表前四周期元素中，下列各区中元素种类最多的是 A．s区 B．区 C．区 D．区 【答案】B 【解析】A．s区包括IA族和IIA族，前四周期属于s区的元素有：H、Li、Be、Na、Mg、K、Ca，共7种；B．区包括IIIA~VIIA族和0族，前四周期共有19种；C．d区包括IIIB~VIIB族和VIII族(镧系元素和锕系元素除外)，前四周期属于d区的元素有：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni，共8种；D．ds区包括IB族和IIB族，有Cu、Zn，共2种；故选B。 题型03 元素第一电离能的周期性变化 2．第一电离能 （1）定义：气态电中性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低能量叫做第一电离能。第一电离能概念的四个限定条件：气态、电中性基态、一个电子、最低能量。 （2）意义：衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。即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）变化规律 一般规律：同周期：随原子序数的递增而增大；同周期中，第一电离能最小的是第一主族的元素，最大的是稀有气体元素；第一电离能最大的元素是氦。同主族：随原子序数的递增而减小。 3．第一电离能的影响因素 （1）同一周期：一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对外层电子的引力加大，因此，越靠右的元素，越不易失去电子，电离能也就越大。 （2）同一族：同一族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径增大起主要作用，半径越大，核对电子引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。 （3）电子排布：各周期中稀有气体元素的电离能最大，原因是稀有气体元素的原子具有相对稳定的8电子(He为2电子)最外层电子构型。某些元素具有全充满和半充满的电子构型，稳定性也较高，如Be(2s2)、N(2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相邻元素的第一电离能大。 【典例3】下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示，单位为)。下列关于元素R的判断中一定正确的是 …… R 738 1451 7733 10 540 13 630 …… ①R的最高正价为+3价     ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素     ④R元素的原子最外层共有4个电子 ⑤R元素基态原子的电子排布式为 A．①③ B．②③ C．②③④ D．②③⑤ 【答案】B 【分析】某短周期元素R的第三电离能剧增，说明该原子最外层有2个电子处于ⅡA族，该原子存在第五电离能，说明核外电子数数目大于4，故R为Mg元素。 【解析】①R的最高正价为+2价，故①错误； ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故②正确； ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素，因为其价层电子排布为3s2处于全充满状态，较为稳定，较难失去电子，故③正确； ④R元素的原子最外层共有2个电子，故④错误； ⑤R元素基态原子的电子排布式为，故⑤错误； 故选B。 【变式3-1】元素的某性质递变规律如图所示： 某性质代表 A．原子半径 B．元素的第一电离能 C．元素的电负性 D．简单氢化物的稳定性 【答案】B 【解析】A．的原子半径依次减小，故不选A；B．同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能，故选B；C．同周期元素从左到右电负性依次增大，电负性，故不选C；D．同周期元素从左到右，非金属性增强，气态氢化物稳定性依次增强，简单氢化物的稳定性，故不选D；选B。 【变式3-2】下图中曲线a、b、c表示的是C、Si、P的逐级电离能，下列物理量由大到小的顺序正确的是 A．原子序数：c＞b＞a B．简单气态氢化物的稳定性：c＞a＞b C．最高价氧化物对应水化物的酸性：b＞a＞c D．电负性：b＞c＞a 【答案】C 【解析】A．C是6号元素，Si是14号元素，P是15号元素，原子序数：P＞Si＞C，即原子序数：b＞c＞a，A错误；B．元素非金属性越强，其对应的简单气态氢化物稳定性就越强，元素的非金属：P＞C＞Si，则简单气态氢化物稳定性： b＞a＞c，B错误；C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强。元素的非金属性：P＞C＞Si，则最高价氧化物对应水化物酸性：b＞a＞c，C正确；D．元素的电负性：C是2.5，P是2.1，Si是1.8，可见元素的电负性：C＞P＞Si，，即a＞b＞c，D错误；故合理选项是C。 【变式3-3】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)。 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第Ⅱ族 C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 【答案】C 【解析】A．由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大，故最外层有2个电子，最高正价为＋2价，A错误； B．由表中数据可知，短周期元素R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大，故最外层有2个电子，位于第ⅡA族，B错误； C．第ⅡA族(ns2np0)的元素，因s轨道处于全满状态，比较稳定，故其第一电离能大于同周期相邻主族元素，C正确； D．由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大，故最外层有2个电子，位于第ⅡA族，可能为Be或Mg元素，电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2，D错误； 故选C。 题型04 元素电负性的周期性变化 电负性的变化规律： 观察分析元素的电负性柱状示意图： （1）金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。 （2）对主族元素而言，同一周期从左到右，元素的电负性递增。同一主族自上而下，元素的电负性递减。 （3）电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素集中在元素周期表的左下角。 【典例4】核素的研究对工、农业及科技发展至关重要。下列有关与电负性的比较正确的是 A． B． C． D．无法确定 【答案】A 【解析】同周期主族元素，从左至右电负性逐渐增强，>，A项正确，故答案选A。 【变式4-1】下列说法正确的是 A．Ge（锗）、As（砷）、Se（硒）的电负性依次增大 B．硼原子核外电子由，原子释放能量 C．C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C D．基态某原子的价层电子排布式为，推断该元素位于第四周期第ⅠA族 【答案】A 【解析】A．同周期主族元素，从左往右，电负性逐渐增大，Ge（锗）、As（砷）、Se（硒）的电负性依次增大，故A正确； B．硼原子核外电子由，电子由低能级跃迁到高能级，原子吸收能量，故B错误； C．同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能：N＞O＞C，故C错误； D．基态某原子的价层电子排布式为，推断该元素位于第四周期第ⅠB族，故D错误； 故选A。 【变式4-2】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，是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键)： 元素 Li Be B C N F Na Mg Al Si Cl Ca 电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 0.9 a 1.5 1.8 3.0 1.0 下列说法不正确的是 A．根据电负性变化规律，确定a的最小范围为1.0<a<1.5 B．NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强 C．AlCl3是一种可溶性盐，属于离子化合物 D．可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC 【答案】C 【解析】A．根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小可知，在同周期中电负性：Na<Mg<Al，即0.9<a<1.5，同主族：Be>Mg>Ca，即1.0<a<1.5，取最小范围应为1.0<a<1.5，A项正确；B．两种元素电负性差值越大，键的极性越强，根据表中数值可知，N与F电负性差值大于N与Cl电负性差值，则NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强，B项正确；C．根据已知条件及表中数值可知，AlCl3化合物中Al与Cl电负性的差值为1.5，小于1.7，形成共价键，为共价化合物，C项错误；D．Li3N是离子化合物，在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，SiC是共价化合物，不能导电，可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC，D项正确。故本题选C。 【变式4-3】氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的原理是。反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全。下列说法正确的是 A．主族元素的电负性越大，其元素原子的第一电离能一定越大 B．第一电离能：O>N>Na C．元素的电负性：Cl>O>H D．①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所需要的能量：①>② 【答案】D 【解析】A．主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本一致，但电离能变化有特例，如第一电离能：O<N，但电负性：O>N，A错误；B．N元素的2p轨道为半充满结构，第一电离能为最大，第一电离能N>O>Na，B错误；C．在化合物中，O呈负价，Cl呈正价，说明O的电负性比Cl强，C错误；D．图①所示的钠原子为基态，而图②所示的钠原子为激发态，即图②所示的钠原子已经吸收了一部分能量，由于3s轨道的能量比3p轨道的低，故失去最外层一个电子所需要的能量：①>②，D正确；故答案选D。 题型05 电负性的应用 （1）判断金属性、非金属性的强弱 电负性大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的依据。 （2）元素的电负性数值大小与化合物类型的关系 （3）电负性数值大小与化合物中各元素化合价正负值的关系 电负性数值小的元素的化合价为正值；电负性数值大的元素的化合价为负值。如NaH中，Na的电负性为0.9，H的电负性为2.1，故在NaH中Na显正价，H显负价。 【典例5】下列说法正确的是 A．电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属 B．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 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 【答案】B 【解析】A．电负性大于1.8的元素不一定是非金属元素，如Au，故A错误； B．第四周期元素中，未成对电子数最多的元素是24号元素Cr，位于钾元素后面第五位，故B正确； C．同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，第一电离能逐渐呈增大趋势，但IIA族的价电子层的s轨道全充满、VA族的价电子层的p轨道半充满，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故C错误； D．元素的电负性越大，第一电离能不一定越大，例如电负性O>N，但第一电离能N>O，故D错误； 故选B。 【变式5-1】下列说法中，错误的是 A．和轨道形状均为哑铃形 B．元素周期表中，区全部是金属元素 C．、、轨道相互垂直，但能量相等 D．共价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价 【答案】B 【解析】A．已知不同能层的相同能级的形状相同，但大小随着能层序数增大而增大，故2p和3p轨道形状均为哑铃形，故A正确；B．s区的H是非金属元素，故B错误；C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，属于同能量的轨道，故C正确；D．元素电负性越大，原子对键合电子吸引力越大，即键合电子偏向电负性大的元素，电负性大的成键元素表现为负价，故D正确；答案选B。 【变式5-2】硫酸铁铵的化学式为，它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。 （1）①Fe位于元素周期表中的 区(填“s、p、d、ds和f”其中一个)，基态的价层电子排布式为 。 ②离子半径： (填“>”、“<或“=”，下同)；从价层电子排布的角度分析，在空气中的稳定性： 。 （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，称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （3）原子的第一电离能：N O(填“>”或“<”)，其原因是 。 （4）①元素的电负性：N O(填“>”或“<”)。 ②已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0，请你推断是 (填“共价化合物”或“离子化合物”)，设计一个实验方案证明你的推断： 。 【答案】（1） > < （2）或者 （3）> 原子轨道上的电子处于半充满状态，较稳定，比难失去电子(2分，其他合理答案也给分) （4）< 共价化合物 测定在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物 【解析】（1）①Fe的原子核外电子数为26，核外电子排布式为：[Ar]3d64s2，位于元素周期表中d区，基态Fe3+的价电子排布式为3d5；故答案为：d；3d5； ②Fe2+和Fe3+核电荷数相同，但是Fe2+外层电子比Fe3+外层电子多，所以Fe2+半径大于Fe3+半径；Fe2+价电子排布为3d6，Fe3+价电子排布为3d5，半充满状态更稳定，所以稳定性FeO<Fe2O3；故答案为：>；<； （2）S原子核电外电子数为16，核外电子排布式ls22s22p63s23p4,其价电子排布式为3s23p4,若一种自旋状态用表示,与之相反用表示,则自旋磁量子数代数和为=+1，也可以为-1，故答案为：+1或者−1； （3）N为7号元素，价电子排布式为2p5，半充满状态更稳定，难失去电子，则第一电离能N>O；故答案为：>；N原子2p轨道上的电子处于半充满状态，较稳定，比O难失去电子； （4）①同一周期电负性从左到右增强，所以电负性N<O，故答案为：<； ②Fe、Cl元素负性差值3.0-1.83=1.17<1.7,所以FeC13应为共价化合物；设计实验方案证明其判断:测定FeC13熔融状态下是否导电，若导电则FeC13为离子化合物，若不导电则FeC13为共价化合物；故答案为：共价化合物；测定FeCl3在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物。 题型06 元素周期律的综合运用 【典例6】物质常用作电池正极活性物质材料，X、E、M为核电荷数逐渐增大的短周期元素，X与E同周期，是一种极性分子，X常温下能与水放出氢气，基态M原子在同周期中未成对电子数最多，Y位于第四周期，基态中有5个单电子，下列说法正确的是 A．X与E燃烧反应形成 B．简单氢化物的熔沸点： C．是一种黑色固体 D．电负性： 【答案】B 【分析】X、E、M为核电荷数逐渐增大的短周期元素，E3是一种极性分子，E3为O3，E为O元素；X与E同周期，X常温下能与水放出氢气，则X为Li元素；基态M原子在同周期中未成对电子数最多，M位于第ⅤA族，为P元素；Y位于第四周期，基态Y3+中有5个单电子，Y的原子序数为18+5+3=26，Y为Fe元素，以此分析解答。 【解析】A．X为Li元素，锂与氧气燃烧生成Li2O，故A错误； B．M为P元素，E为O元素，水分子之间存在氢键，导致水的沸点较高，则简单氢化物的熔沸点：PH3＜H2O，故B正确； C．Y2E3为Fe2O3，Fe2O3为红棕色粉末，故C错误； D．主族元素同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，则电负性：P＜N＜O，故D错误； 答案选B。 【变式6-1】一种杀菌剂的结构式如图所示，元素X、Y、Z、W、T、Q原子序数依次增大且在前四周期均有分布，Y、Z、W在同一周期，和在同一主族，的价层电子排布式为，下列说法正确的是 A．的空间结构为平面三角形 B．元素的电负性大小： C．元素的第一电离能： D．最高价氧化物的水化物的酸性： 【答案】A 【分析】X、Y、Z、W、T、Q原子序数依次增大且在前四周期均有分布，Y、Z、W在同一周期，和在同一主族，的价层电子排布式为，n=3，T是Cl，则Q是Br；W能形成2个共价键、Y形成4个共价键、Z形成3个共价键、X形成1个共价键，则Y是C元素、Z是N元素、W是O元素、X是H元素。 【解析】A．中C原子价电子对数为3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，故A正确；     B．元素非金属性越强，电负性越大，元素的电负性大小：，故B错误； C．同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，元素的第一电离能：，故C错误； D．同周期元素从左到右，最高价氧化物的水化物的酸性依次增强，最高价氧化物的水化物的酸性：，故D错误； 故选A。 【变式6-2】已知甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素。基态时：乙原子最高能级的不同轨道内都有电子，且自旋方向都相同；丙原子中有两种形状的电子云，最高能层只有一种自旋方向的电子，丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1。下列说法不正确的是 A．电负性：甲>丙 B．第一电离能：乙>丁 C．原子半径：丙>丁 D．简单离子的半径：丙阳离子>乙阴离子 【答案】D 【分析】甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素，则甲为H；基态时乙原子最高能级的不同轨道内都有电子，且自旋方向都相同，即乙的价电子排布式为2s22p3，则乙为N；丙原子中有两种形状的电子云，最高能层只有一种自旋方向的电子，则丙的最高能层为M，只有一个电子，所以丙为Na；丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，n=3，即3s23p4，则丁为S。则甲、乙、丙、丁分别为H、N、Na、S。 【解析】A．H对电子的吸引力强于Na，则电负性：H>Na，A项正确；B．N的原子半径比S小，失去一个电子比S难，则第一电离能：N>S，B项正确；C．Na和S的电子层数相同，Na的质子数比S少，则原子半径：Na>S，C项正确；D．Na+和N3-电子层数相同，Na的质子数比N多，则简单离子半径：Na+<N3-，D项错误；故选D。 【变式6-3】前四周期部分元素在元素周期表中的位置如图所示： 回答下列问题： （1）以上7种元素中，基态原子核外电子的电子云轮廓图只有球形的有 (填元素符号)。 （2）基态X原子有 个能层， 种能量不同的电子， 种空间运动状态不同的电子， 种运动状态不同的电子。 （3）第一电离能对元素性质的影响较大。已知：两个吸热过程：。 ①基态S元素的第一电离能为 。 ②W的第一电离能比X的第一电离能大，原因是 。 （4）T和Y形成的某种化合物中，化合价分别为价和价，其中显价的是 (填元素符号)。 （5）基态Z原子价层电子的轨道表示式为 ；与相比，更易失去一个电子的原因为 。 【答案】（1）H和 （2）3 5 7 13 （3）520 的第一电离能失去的电子是能级的，该能级电子的能量比左边失去的能级电子的高，故第一电离能： （4） （5） 基态价电子为，易失去1个电子形成半满稳定结构 【分析】根据各元素在元素周期表中位置关系可知，R、S、T、W、X、Y、Z分别是。 【解析】（1）基态时电子云轮廓图只有球形的元素只含s能级，上述元素的原子中H只含能级，只含和能级； （2）基态Al原子有3个能层，不同能级能量不同，有共5个能级，不同轨道有不同的空间运动状态，能级各1个轨道，有3个轨道，只有1个电子，只占据1个轨道，共有7种空间运动状态不同的电子，同一轨道的电子自旋相反，所有电子的运动状态都不同，共13种运动状态不同的电子； （3）①第一电离能是气态原子失去一个电子转化为气态基态十1价离子所需要的最低能量，根据盖斯定律：的第一电离能应是； ②的第一电离能失去的电子是3p能级的，该能级电子的能量比失去的能级电子的高，故第一电离能：； （4）C的电负性比大，二者形成的化合物中C为负价，S为正价； （5）基态的价层电子排布式为，轨道表示式见答案；基态的价层电子为，易失去1个电子形成半满稳定结构。 【变式6-4】现有A、B、C、D、E、F、G、H 8种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。 A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素 B元素是形成化合物种类最多的元素 C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少1 D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子 E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是I1=578 kJ/mol，I2=1817 kJ/mol，I3=2745 kJ/mol，I4=11575 kJ/mol F元素的主族序数与周期数的差为4 G元素是前四周期中电负性最小的元素 H元素位于元素周期表中的第8列 （1）C2A4的电子式为 。(A、C为字母代号，请将字母代号用元素符号表示，下同)。 （2）B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈 形。 （3）某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式如下所示： 该同学所画的电子轨道表示式违背了 ，该元素的I4远远大于I3，其原因是 。 （4）D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 。 （5）G的最高价氧化物对应的水化物与E的氧化物反应的离子方程式 。 （6）H位于元素周期表中 区(按电子排布分区)。 【答案】（1） （2）哑铃(纺锤) （3）泡利不相容原理或泡利原理 Al原子失去3个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难 （4）Cl->O2->Al3+ （5）Al2O3 +2OH- +3H2O =2[Al(OH)4]- （6）d 【分析】A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A为H；B元素形成的化合物种类最多，B为C；C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少1，C为N；D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子，D为O；E的第四电离能剧增，E为Al；F元素的主族序数与周期数的差为4，F为Cl；G元素是前四周期中电负性最小的元素，G为K；H元素位于元素周期表中的第8列，H为Fe。 【解析】（1） A为H，C为N，N2H4的电子式为：； （2）B为C，原子核外价电子排布式为2s22p2，基态原子中能量最高的电子为2p轨道上的电子，p轨道呈哑铃(纺锤)形； （3）Al元素的3s轨道最多容纳两个自旋方向相反的电子，故违反了泡利不相容原理或泡利原理；该元素的I4远远大于I3，其原因是：Al原子失去3个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难； （4）D为O，E为Al，F为Cl，核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，简单离子半径由大到小的顺序为：Cl->O2->Al3+； （5）KOH溶液与Al2O3反应的离子方程式为：Al2O3 +2OH- +3H2O =2[Al(OH)4]-； （6）H为Fe，基态铁原子的核外价电子排布式为3d64s2，位于元素周期表中d区。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 元素性质的递变规律 题型1 核外电子排布的周期性 题型2 元素周期表的结构 题型3 元素第一电离能的周期性变化 题型4 元素电负性的周期性变化 题型5 电负性的应用 题型6 元素周期律的综合运用 题型01 核外电子排布的周期性 1.核外电子排布与周期的划分 ①一个能级组最多能容纳的电子数等于______________，元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。 ②周期与电子层数n（量子数）有关。最外层电子所在轨道处于第n电子层时，该原子所属元素通常属于第_____周期。 2.各族核外电子排布的特点 【典例1】已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和区域是 A．第三周期第ⅥB族；p区 B．第三周期第ⅢB族；d区 C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第四周期第ⅡB族；ds区 【变式1-1】若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是： A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第一A族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为(    【变式1-2】的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 【变式1-3】下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第VIA族元素 C．原子的价电子排布式为的元素属于ds区元素 D．基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素 题型02 元素周期表的结构 元素周期表的分区 【典例2】我国在天宫空间站研制成一种铌合金，熔点超过。已知铌元素与钒同族，下列说法正确的是 A．基态时，钒元素的未成对电子数为3 B．铌原子的第一电离能大于钒原子 C．铌与钒，均属于s区元素 D．铌与钒，最高正价均为 【变式2-1】锗(32Ge)是优良的半导体材料，下列有关叙述正确的是 A．Ge元素位于元素周期表的p区 B．Ge原子核外有4种不同能量的电子 C．Ge原子核外有8种空间运动状态的电子 D．Ge原子的2p和3p轨道形状为大小相同的哑铃形 【变式2-2】（23-24高二上·广东梅州·期末）下列说法正确的是 A．最高正化合价： B．原子半径： C．p能级的能量一定比s能级的高 D．s区全部是金属元素 【变式2-3】元素周期表前四周期元素中，下列各区中元素种类最多的是 A．s区 B．区 C．区 D．区 题型03 元素第一电离能的周期性变化 2．第一电离能 （1）定义：气态电中性基态原子失去_____转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。第一电离能概念的四个限定条件：气态、电中性基态、一个电子、最低能量。 （2）意义：衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。即第一电离能数值越_____，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越_____，原子越难失去一个电子。 （3）变化规律 一般规律：同周期：随原子序数的递增而增大；同周期中，第一电离能最小的是__________的元素，最大的是_____元素；第一电离能最大的元素是_____。同主族：随原子序数的递增而_____。 3．第一电离能的影响因素 （1）同一周期：一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径_____，核对外层电子的引力加大，因此，越靠右的元素，越不易失去电子，电离能也就越_____。 （2）同一族：同一族元素电子层数不同，最外层电子数_____，原子半径增大起主要作用，半径越大，核对电子引力越_____，越易失去电子，电离能也就越_____。 （3）电子排布：各周期中稀有气体元素的电离能_____，原因是稀有气体元素的原子具有相对稳定的8电子(He为2电子)最外层电子构型。某些元素具有_____充满和_____充满的电子构型，稳定性也较高，如Be(2s2)、N(2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相邻元素的第一电离能_____。 【典例3】下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示，单位为)。下列关于元素R的判断中一定正确的是 …… R 738 1451 7733 10 540 13 630 …… ①R的最高正价为+3价     ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素     ④R元素的原子最外层共有4个电子 ⑤R元素基态原子的电子排布式为 A．①③ B．②③ C．②③④ D．②③⑤ 【变式3-1】元素的某性质递变规律如图所示： 某性质代表 A．原子半径 B．元素的第一电离能 C．元素的电负性 D．简单氢化物的稳定性 【变式3-2】下图中曲线a、b、c表示的是C、Si、P的逐级电离能，下列物理量由大到小的顺序正确的是 A．原子序数：c＞b＞a B．简单气态氢化物的稳定性：c＞a＞b C．最高价氧化物对应水化物的酸性：b＞a＞c D．电负性：b＞c＞a 【变式3-3】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)。 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第Ⅱ族 C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 题型04 元素电负性的周期性变化 电负性的变化规律： 观察分析元素的电负性柱状示意图： （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_____。同一主族自上而下，元素的电负性_____。 （3）电负性大的元素集中在元素周期表的_____角，电负性小的元素集中在元素周期表的_____角。 【典例4】核素的研究对工、农业及科技发展至关重要。下列有关与电负性的比较正确的是 A． B． C． D．无法确定 【变式4-1】下列说法正确的是 A．Ge（锗）、As（砷）、Se（硒）的电负性依次增大 B．硼原子核外电子由，原子释放能量 C．C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C D．基态某原子的价层电子排布式为，推断该元素位于第四周期第ⅠA族 【变式4-2】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，是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键)： 元素 Li Be B C N F Na Mg Al Si Cl Ca 电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 0.9 a 1.5 1.8 3.0 1.0 下列说法不正确的是 A．根据电负性变化规律，确定a的最小范围为1.0<a<1.5 B．NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强 C．AlCl3是一种可溶性盐，属于离子化合物 D．可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC 【变式4-3】氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的原理是。反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全。下列说法正确的是 A．主族元素的电负性越大，其元素原子的第一电离能一定越大 B．第一电离能：O>N>Na C．元素的电负性：Cl>O>H D．①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所需要的能量：①>② 题型05 电负性的应用 （1）判断金属性、非金属性的强弱 电负性大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的依据。 （2）元素的电负性数值大小与化合物类型的关系 （3）电负性数值大小与化合物中各元素化合价正负值的关系 电负性数值小的元素的化合价为正值；电负性数值大的元素的化合价为负值。如NaH中，Na的电负性为0.9，H的电负性为2.1，故在NaH中Na显正价，H显负价。 【典例5】下列说法正确的是 A．电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属 B．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 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 【变式5-1】下列说法中，错误的是 A．和轨道形状均为哑铃形 B．元素周期表中，区全部是金属元素 C．、、轨道相互垂直，但能量相等 D．共价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价 【变式5-2】硫酸铁铵的化学式为，它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。 （1）①Fe位于元素周期表中的 区(填“s、p、d、ds和f”其中一个)，基态的价层电子排布式为 。 ②离子半径： (填“>”、“<或“=”，下同)；从价层电子排布的角度分析，在空气中的稳定性： 。 （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，称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （3）原子的第一电离能：N O(填“>”或“<”)，其原因是 。 （4）①元素的电负性：N O(填“>”或“<”)。 ②已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0，请你推断是 (填“共价化合物”或“离子化合物”)，设计一个实验方案证明你的推断： 。 题型06 元素周期律的综合运用 【典例6】物质常用作电池正极活性物质材料，X、E、M为核电荷数逐渐增大的短周期元素，X与E同周期，是一种极性分子，X常温下能与水放出氢气，基态M原子在同周期中未成对电子数最多，Y位于第四周期，基态中有5个单电子，下列说法正确的是 A．X与E燃烧反应形成 B．简单氢化物的熔沸点： C．是一种黑色固体 D．电负性： 【变式6-1】一种杀菌剂的结构式如图所示，元素X、Y、Z、W、T、Q原子序数依次增大且在前四周期均有分布，Y、Z、W在同一周期，和在同一主族，的价层电子排布式为，下列说法正确的是 A．的空间结构为平面三角形 B．元素的电负性大小： C．元素的第一电离能： D．最高价氧化物的水化物的酸性： 【变式6-2】已知甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素。基态时：乙原子最高能级的不同轨道内都有电子，且自旋方向都相同；丙原子中有两种形状的电子云，最高能层只有一种自旋方向的电子，丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1。下列说法不正确的是 A．电负性：甲>丙 B．第一电离能：乙>丁 C．原子半径：丙>丁 D．简单离子的半径：丙阳离子>乙阴离子 【变式6-3】前四周期部分元素在元素周期表中的位置如图所示： 回答下列问题： （1）以上7种元素中，基态原子核外电子的电子云轮廓图只有球形的有 (填元素符号)。 （2）基态X原子有 个能层， 种能量不同的电子， 种空间运动状态不同的电子， 种运动状态不同的电子。 （3）第一电离能对元素性质的影响较大。已知：两个吸热过程：。 ①基态S元素的第一电离能为 。 ②W的第一电离能比X的第一电离能大，原因是 。 （4）T和Y形成的某种化合物中，化合价分别为价和价，其中显价的是 (填元素符号)。 （5）基态Z原子价层电子的轨道表示式为 ；与相比，更易失去一个电子的原因为 。 【变式6-4】现有A、B、C、D、E、F、G、H 8种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。 A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素 B元素是形成化合物种类最多的元素 C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少1 D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子 E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是I1=578 kJ/mol，I2=1817 kJ/mol，I3=2745 kJ/mol，I4=11575 kJ/mol F元素的主族序数与周期数的差为4 G元素是前四周期中电负性最小的元素 H元素位于元素周期表中的第8列 （1）C2A4的电子式为 。(A、C为字母代号，请将字母代号用元素符号表示，下同)。 （2）B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈 形。 （3）某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式如下所示： 该同学所画的电子轨道表示式违背了 ，该元素的I4远远大于I3，其原因是 。 （4）D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 。 （5）G的最高价氧化物对应的水化物与E的氧化物反应的离子方程式 。 （6）H位于元素周期表中 区(按电子排布分区)。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $