1.2 原子结构与元素周期表 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 (人教版2019选择性必修2)
2025-12-27
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2份
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51页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 原子结构与元素的性质 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 原子的构成结构,元素周期表 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.86 MB |
| 发布时间 | 2025-12-27 |
| 更新时间 | 2025-12-27 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55667215.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦原子结构与元素周期表核心知识,系统梳理元素周期表的周期、族、分区等基本结构,深入解析原子半径、第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律,揭示核外电子排布对性质递变的决定作用,为后续元素化合物学习搭建坚实支架。
资料以思维导图构建系统化认知框架,课程目标明确“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养培养,拓展培优通过归纳提升表和典例变式训练强化科学思维,课堂检测分基础与能力层,课中辅助教师高效授课,课后助力学生查漏补缺,深化对元素周期律本质的理解。
内容正文:
第1章 原子结构与性质
第2节 原子结构与元素周期表
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
课程学习目标
1.知道元素周期表中的分区、周期和族及元素原子核外电子排布特征,能从原子价层电子数目和价层申子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分,发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
2.了解元素周期律(表)的应用价值,能列举元素周期律(表)的应用。
3.理解原子序数与核外电子排布的关系,发现变化规律.建构元素周期表模型,并利用模型分析和解释一些常见元素的性质,发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。
4.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化,知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
5.能说出元素电离能、电负性的含义,能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释,发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
【新知学习】
知识点01元素周期表的基本结构
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
1869年,门捷列夫发现,按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个元素序列,并从最轻的元素氢开始进行编号,称为原子序数,这个序列中的元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复,这一规律被门捷夫称作元素周期律。1913年,英国物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。随后元素周期律表述为元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。
2.周期元素种数的确定
第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有两种元素。其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数目。
周期
ns~np
电子数
元素数目
一
1s1~2
2
2
二
2s1~22p1~6
8
8
三
3s1~23p1~6
8
8
四
4s1~23d1~104p1~6
18
18
五
5s1~24d1~105p1~6
18
18
六
6s1~24f1~145d1~106p1~6
32
32
七
7s1~25f1~146d1~107p1~6
32
32
3.元素周期表的形成
若以一个方格代表一种元素,每个周期排一个横排,并按s、p、d、f分段,左侧对齐,可得到如下元素周期表:
若将p段与p段对齐,d段与d段对齐、f段单独列出,将2s2与p段末端对齐,则得到书末的元素周期表
知识点02元素周期表探究
1.元素周期表的结构
元素周期表
2.元素周期表的分区
(1)根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区,而ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
知识点03元素的对角线规则
1.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(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”。
2.处于“对角线”位置的元素,它们的性质具有相似性。
知识点04原子半径
1.影响原子半径大小的因素
(1)电子的能层数:电子的能层越多,电子之间的排斥作用使原子半径增大。
(2)核电荷数:核电荷数越大,核对电子的吸引作用就越大,使原子半径减小。
2.原子半径的递变规律
(1)同周期:从左至右,核电荷数越大,半径越小。
(2)同主族:从上到下,核电荷数越大,半径越大。
3.原子或离子半径的比较方法
(1)同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。例如:r(Cl-)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
(2)能层结构相同的离子:核电荷数越大,半径越小。例如:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
(3)带相同电荷的离子:能层数越多,半径越大。例如:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-)。
(4)核电荷数、能层数均不同的离子:可选一种离子参照比较。例如:比较r(K+)与r(Mg2+),可选r(Na+)为参照,r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。
知识点05电离能
1.元素第一电离能的概念与意义
(1)概念
①第一电离能: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,符号:I1。
②逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能,第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加困难,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1<I2<I3……
(2)意义:可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。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。
2.元素第一电离能变化规律
(1)每个周期的第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,即一般来说,随着核电荷数的递增,元素的第一电离能呈增大趋势。
(2)同一族,从上到下第一电离能逐渐减小。
【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及元素的化合价。如Li:I1≪I2<I3,表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层),且最外层上只有一个电子,易失去一个电子形成+1价阳离子。
(2)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。
知识点06电负性
1.有关概念与意义
(1)键合电子:元素相互化合时,原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。
(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。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。
(3)电负性大小的标准:以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。
2.递变规律
(1)同周期,自左到右,元素的电负性逐渐增大,元素的非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱。
(2)同主族,自上到下,元素的电负性逐渐减小,元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。
【易错提醒】
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。
⑦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。
3.应用
(1)判断元素的金属性和非金属性强弱
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)判断化合物的类型
如H的电负性为2.1,Cl的电负性为3.0,Cl的电负性与H的电负性之差为3.0-2.1=0.9<1.7,故HCl为共价化合物;如Al的电负性为1.5,Cl的电负性与Al的电负性之差为3.0-1.5=1.5<1.7,因此AlCl3为共价化合物;同理,BeCl2也是共价化合物。
【拓展培优】
【归纳提升1】
微粒半径大小比较
范围
微粒半径的变化
举例
同周期(0族除外)
原子或离子半径从左到到右逐渐变小
Na>Mg>Al
同主族
原子或离子半径从上而下依次增大
Li<Na<K;Li+<Na+<K+
同元素
①原子半径比其阳离子半径大
②原子半径比其阴离子半径小
H+<H<H-
电子层结构相同离子
其核电荷数越大,离子半径越小
Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-
既不在同周期
又不在同主族
找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物
如比较F、Na的原子半径,找Cl或Li作参照物:F<Cl<Na或F<Li<Na
【典例1】(25-26高二上·江苏南通·期中)可用作电解时的助熔剂,下列说法正确的是
A.碱性: B.非金属性:
C.电离能: D.半径:
【答案】A
【详解】A.元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性:Na>Al,故碱性强弱为:,A正确;
B.非金属性在同周期中从左到右增强,F位于O右侧,非金属性F>O,B错误;
C.同周期元素第一电离能通常随原子序数增大而呈递增趋势,但Al的3p1电子易失去,电离能反而低于同周期相邻的Mg,但仍高于Na(Na原子半径更大,更易失电子),故电离能:,C错误;
D.Al3+和O2-均为Ne电子层结构,对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故半径:,D错误;
故选A。
(变式训练1-1)(25-26高二上·江苏南京·月考)与反应可制得,下列有关说法正确的是
A.半径大小: B.非金属性:
C.酸性: D.气态氢化物的热稳定性:
【答案】D
【详解】A.同一周期中,原子半径随原子序数增大而减小,C在O左侧,故半径,A错误;
B.N的电负性大于H,故非金属性N>H,B错误;
C.硝酸为强酸,碳酸为弱酸,酸性>,C错误;
D.O的非金属性强于N,故的热稳定性优于,D正确;
故答案选D。
(变式训练1-2)(25-26高三上·江苏徐州·月考)黑火药的主要成分是硫磺、硝酸钾和木炭,能发生剧烈的氧化还原反应。下列说法正确的是
A.半径: B.稳定性:
C.第一电离能: D.电负性:
【答案】C
【详解】A.具有相同电子层结构,核电荷数越大,半径越小,有两个电子层比少一个电子层。因此半径应为>>,A错误;
B.非金属性:O>N>C,氢化物稳定性应为>>,B错误;
C.第一电离能:N的2p轨道半充满,结构稳定,第一电离能N>O;同周期元素从左到右,原子核电荷数依次增大,原子半径依次减小,第一电离能总体呈增大趋势,第一电离能O>C,因此顺序为I₁(N)>I₁(O)>I₁(C),C正确;
D.电负性随周期从左到右增大,O>N>C,D错误;
故答案选C。
【归纳提升2】
主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
【典例2】 (25-26高二上·上海·月考)青金石是方钠石类铝硅酸盐中的一种,其中一种化学式为Na5Ca3[AlSiO4]6Cl2,可作为彩绘用的蓝色颜料。下列说法错误的是
A.第一电离能:Cl>Si>Al B.离子半径:Ca2+>Cl->Na+
C.电负性:Cl>Si>Al D.原子半径:Ca>Cl>O
【答案】B
【详解】A.同周期主族元素从左到右,随着原子序数的递增,元素的第一电离能总体趋势递增,第三周期中Mg、P反常,故Cl>Si>Al,A正确;
B.对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;电子层数越多,离子半径越大,则离子半径:Cl⁻(3层,核电荷17)>Ca2⁺(3层,核电荷20)>Na⁺(2层),B错误;
C.同周期主族元素从左到右,元素的电负性依次增大,Al、Si、Cl同周期且原子序数递增,则电负性Cl>Si>Al,C正确;
D.同周期主族元素从左到右,原子半径递减,同主族元素从上到下,原子半径递增,则原子半径:Ca(第四周期)>Cl(第三周期)>O(第二周期),D正确;
故选B。
(变式训练2-1)(25-26高二上·重庆·期中)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的质子数为Y、X的质子数之差,X的基态原子价电子排布式为,Y的基态原子2p能级有2个单电子,Z与Y同主族,下列说法正确的是
A.第一电离能; B.电负性:
C.简单离子的半径: D.W、X、Y只能形成含共价键的化合物
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的基态原子价电子排布式为,氮的价电子排布式为2s22p3,则X为氮元素;Y的2p能级有2个单电子,则Y为O(2p4);W的质子数为Y、X的质子数之差, W的质子数= 8-7=1,即为氢元素;Z与Y同主族,则Z为硫元素。
【详解】A.N因p轨道半充满更稳定,电离能高于O;S在第三周期,电离能最低,所以第一电离能N>O>S,A正确;
B.同周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,同一主族从上到下元素的电负性逐渐减小,则电负性: O>N>S,B错误;
C.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径: S2->N3->O2-,C错误;
D.H、N、O可形成NH4NO3,NH4NO3中含离子键,D错误;
故答案选A。
(变式训练2-2)(25-26高二上·江苏宿迁·阶段练习)汽车剧烈碰撞后,安全气囊中的物质会发生反应:,并生成大量气体。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能大小: D.离子键强弱:
【答案】A
【详解】A.N3-和Na+电子层结构相同(都有10个电子),核电荷数越大的半径越小,故r(N3-)>r(Na⁺),A正确;
B.N和O同周期,O的原子序数更大,O原子吸引电子的能力更强,电负性更大,故χ(N)<χ(O),B错误;
C.K和Na同主族,K原子半径更大,第一电离能更小,故,C错误;
D.K+的电子层比Na+多一层,K+的半径比Na+的大,K2O中的离子键强度较弱,故离子键强弱:K2O<Na2O,D错误;
故答案选A。
【典例3】 (25-26高二上·江苏宿迁·期中)嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素,其中属于区元素的是
A.P B. C.Ti D.
【答案】C
【分析】d区元素:ⅢB~ⅦB、Ⅷ 族(价电子构型(n-1)d1-8ns2,过渡金属)
【详解】A.P属于VA族,属于p区元素,A不符题意;
B.K属于IA族,属于s区元素,B不符题意;
C.Ti电子排布为[Ar]3d24s2,属于d区元素,C符合题意;
D.Cu电子排布为[Ar]3d104s1,属于ds区元素,D不符题意;
故答案选C。
(变式训练3-1)(25-26高三上·上海·月考)铱的原子序数为77,价电子排布为,则铱在元素周期表中位于
A.第5周期第7族 B.第5周期第9族 C.第6周期第7族 D.第6周期第9族
【答案】D
【详解】铱的原子序数为77,价电子排布为,周期数由电子层数决定,铱的价电子排布为,其中最高能层的主量子数n=6,说明铱位于第6周期;对于过渡元素(副族和第Ⅷ族),族数可通过价电子中d轨道和s轨道的电子数之和判断,铱的价电子为:,电子数之和为7+2=9,因此属于第9族,故铱位于第6周期第9族;
故选D。
(变式训练3-2)(25-26高二上·全国·课后作业)元素周期表具有预测功能,请预测第八周期的稀有气体的原子序数是
A.168 B.170 C.176 D.186
【答案】A
【详解】已知第七周期稀有气体的原子序数为118,第八周期因引入g轨道,最多可容纳18个电子,结合s、p、d、f轨道容纳电子数可知,第八周期如果排满,共有2+6+10+14+18=50种元素,则第八周期稀有气体原子序数为118+50=168,答案选A。
【典例4】 (24-25高二下·重庆·期末)离子液体LDFCB是电池的一种电解质,该电解质的阴离子由第二周期元素原子W、X、Y、Z组成且原子序数依次增大,其结构如图所示,的最外层电子数等于的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20,下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:
B.简单离子半径:
C.电负性:
D.基态原子第一电离能:
【答案】A
【分析】根据图示可知,X形成4个共价键,Y形成2个共价键,结合“Y的最外层电子数等于X的核外电子数”,可知X是C、Y是O;Z形成一个共价键,结合“第二周期元素原子W、X、Y、Z”,则Z是F,因为“4种元素原子最外层电子数之和为20”,则W的最外层电子数等于 ,所以W是B。故元素W、X、Y、Z分别是B、C、O、F元素。
【详解】A.X、Y、Z元素形成的简单氢化物分别为CH4、H2O、HF,由于H2O和HF存在分子间氢键,所以H2O和HF沸点比CH4高,但由于相同物质的量的水分子间的氢键比氟化氢分子间的氢键多,所以水的沸点比HF的高,则简单氢化物的沸点:X<Z<Y,A错误;
B.相同电子数的离子,原子序数越小,离子半径越大,则简单离子半径:Y>Z,B正确;
C.同周期主族元素从左往右,电负性增大,则电负性:W<X<Y<Z,故C正确;
D.一般情况同周期主族元素从左往右第一电离能增大,则第一电离能:W<X<Y<Z,故D正确;
故答案为A。
(变式训练4-1)(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)W、X、Y、Z为原子序数依次减小的短周期主族元素,已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数;由四种元素形成某化合物的结构如下图所示。下列叙述正确的是
A.简单离子半径:X>W
B.的最高价氧化物对应水化物为强酸
C.元素第一电离能:X<Y
D.该化合物中各元素均满足8电子稳定结构
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次减小的短周期主族元素,在化合物中,Z只形成1个共价键,且其原子序数小,则其为氢元素;X可形成2个共价键,为氧元素;W可形成W2+,则其最外层电子数为2,为镁元素;已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,则Y的最外层电子数为6-1-2=3,其为硼元素;
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;则简单离子半径:O2->Mg2+,A正确;
B.Y为B元素,其非金属性较弱,最高价氧化物对应水化物为弱酸,B错误;
C.非金属性O>B,同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,B<O,C错误;
D.该化合物中,氢元素不满足8电子稳定结构,D错误;
故选A。
(变式训练4-2)(24-25高二上·陕西汉中·期末)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,下列有关含量前六位元素的说法错误的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.Fe位于元素周期表的p区 D.这六种元素中,电负性最大的是O
【答案】C
【详解】A.Al、Si同周期,Al的核电荷数小于Si,原子半径:Al>Si,故A正确;
B.Mg、Ca同主族,同主族从上到下第一电离能减小,故B正确;
C.Fe位于元素周期表的d区,故C错误;
D.同周期元素从左到右电负性增大,同主族元素从上到下电负性减弱,则由此可知六种元素中电负性最大的为O,故D正确;
故选:C
【课堂检测】
【基础训练】
1.(24-25高二下·江苏徐州·期末)月球背面土壤样品中含Ti、Ca、O、Ga等元素。其中属于副族元素的是
A.Ti B.Ca C.O D.Ga
【答案】A
【分析】副族元素包括周期表中IIIB至IIB族的过渡金属。
【详解】A.Ti的原子序数22,位于第IVB族,属于过渡金属,A符合题意。
B.Ca的原子序数20,位于第IIA族,属于碱土金属,B不符合;
C.O的原子序数8,位于第VIA族,属于非金属,C不符合;
D.Ga的原子序数31,位于第IIIA族,属于金属,D不符合;
故选A。
2.(24-25高二下·河南开封·期末)下列关于元素周期表和周期律的说法中,正确的是
A.所有非金属元素都分布在区
B.每一周期都是以碱金属元素开始,稀有气体元素结束
C.第ⅦA族元素从上到下,氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱
D.除第一周期外,其他周期元素,从左到右由金属逐渐过渡到非金属
【答案】D
【详解】A.氢是非金属元素但位于s区,因此并非所有非金属都在p区,A错误;
B.第一周期以氢开始而非碱金属,B错误;
C.第ⅦA族元素从上到下,元素非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,故氢化物的热稳定性依次减弱,但还原性逐渐增强,C错误;
D.从元素周期表得出除第一周期外,其他周期从左到右确实由金属过渡到非金属,D正确;
故答案选D。
3.(24-25高二下·河北·期末)“科技兴国,高质量发展”一直是我国建设现代化国家的重要战略方针。下列说法正确的是
A.聚四氟乙烯属于新型无机非金属材料
B.从月球背面取回的月壤中含有的钙元素位于Ⅱ族
C.“海水中提取溴单质”的过程中涉及氧化还原反应
D.“神舟二十号”使用的推进剂中作氧化剂
【答案】C
【详解】A.聚四氟乙烯是有机高分子材料,属于塑料,而非新型无机非金属材料,故A错误;
B.钙元素位于周期表第ⅡA族,故B错误;
C.海水中的溴以Br⁻形式存在,提取Br2需用Cl2等氧化剂将其氧化,涉及氧化还原反应,故C正确;
D.推进剂中N2H4是燃料,N元素化合价升高,因此在反应中作为还原剂,故D错误;
故答案选C。
4.(24-25高二下·广东韶关·期末)化学与生产、生活等息息相关。下列说法错误的是
A.福建舰舰体材料无磁镍铬钛合金钢硬度强于纯铁
B.新型半导体晶体管具有优良的导电性和水溶性
C.纸尿裤的核心材料通过氢键与水分子作用,实现快速吸水并牢固锁水
D.镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物,镍位于元素周期表的d区
【答案】B
【详解】A.合金通常比纯金属硬度更大,无磁镍铬钛合金钢的硬度确实强于纯铁,A正确;
B.In2Se3作为半导体材料,其导电性不如导体,且金属硒化物一般难溶于水,因此“优良导电性和水溶性”的说法错误,B错误;
C.纸尿裤的高吸水性树脂通过氢键与水分子结合实现吸水锁水,描述正确,C正确;
D.镍为28号元素,是过渡金属,位于元素周期表d区,镧镍合金能与形成金属氢化物而实现储氢,D正确;
故选B。
5.(24-25高二上·江苏扬州·期末)我国探测器采集的月壤中含氧、硅、铁、钙等多种元素。下列元素位于周期表d区的是
A.氧 B.硅 C.铁 D.钙
【答案】C
【详解】A.氧(O)价层电子排布式为2s22p4,位于周期表p区,A不符合题意;
B.硅(Si)价层电子排布式为3s23p2,位于周期表p区,B不符合题意;
C.铁(Fe)的价电子排布为3d64s2,属于d区,C符合题意;
D.钙(Ca)价层电子排布式为4s2,位于周期表s区,D不符合题意;
故选C。
6.(2025高二下·江苏·学业考试)硫酸镁铵晶体[(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O]可用作肥料。下列说法正确的是
A.原子半径:r(S)>r(Mg) B.最高化合价:N>S
C.非金属性:N>O D.热稳定性:H2O>H2S
【答案】D
【详解】A.同周期从左到右元素原子半径递减,原子半径:r(Mg)>r(S),A错误;
B.N是第ⅤA族元素,最高为+5价,S是第ⅥA族元素,最高为+6价,B错误;
C.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性:O>N,C错误;
D.同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则热稳定性: H2O>H2S,D正确;
故选D。
7.(24-25高二下·四川泸州·期末)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,W原子的电子只有一种自旋取向,X的基态原子2p轨道为半充满,Y的族序数是周期数的3倍,Z原子半径在短周期中最大,非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.最高化合价:
【答案】B
【详解】W原子的电子只有一种自旋取向,W为H;X的基态原子2p轨道为半充满, X为N(半充满);Y的族序数6=周期数2×3,Y为O;第三周期原子半径最大的 Z为Na; Q的基态原子只有一个未成对电子,为Cl。
A.原子半径O>N>H错误,正确顺序N>O>H, A错误;
B.电负性Cl>H>Na正确,符合电负性递变规律,B正确;
C.第一电离能O<N,N因半充满更稳定,电离能更大,C错误;
D.O无最高正化合价,Cl最高+7>N最高+5,D错误。
故选B。
8.(24-25高二下·北京丰台·期末)硝酸乙基铵()是人类发现的第一种常温离子液体。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.熔点:
【答案】C
【详解】A.同一周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小,所以原子半径:C>N>O,A正确;
B.同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,所以电负性:O>N>C,B正确;
C.同周期主族元素电离能随原子序数增大而增大,但是氮的p轨道半充满更稳定,第一电离能N>O,第一电离能:N>O>C,C错误;
D.硝酸乙基铵为常温离子液体(因阳离子体积更大,晶格能小,熔点低),硝酸铵为固体,所以熔点:NH4NO3>C2H5NH3NO3,正确;
故选C。
9.(24-25高二下·天津和平·期末)下列各组元素中,原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐升高的是
A.K、Na、Mg B.C、N、O C.Cl、S、P D.Al、Mg、Na
【答案】A
【详解】A.K、Na、Mg的原子半径依次减小(K>Na>Mg),第一电离能逐渐升高(K<Na<Mg),A正确;
B.C、N、O的原子半径依次减小,但第一电离能顺序为C<O<N(N因半满结构电离能高于O),不符合逐渐升高的条件,B错误;
C.Cl、S、P的原子半径依次增大(Cl<S<P),不符合原子半径减小的条件,C错误;
D.Al、Mg、Na的原子半径依次增大(Na>Mg>Al),原子半径排序错误,第一电离能顺序为Na<Al<Mg(Mg因全满结构电离能高于Al),不符合逐渐升高的条件,D错误;
故选A。
10.(25-26高二上·上海·月考)比较下列各组性质不正确的是
A.金属性:K>Na>Mg B.电负性:F>O>S
C.热稳定性:H2O<NH3<CH4 D.酸性:HClO4>H2SO4>HClO
【答案】C
【详解】A.金属性同一主族从上到下增强,同周期从左到右减弱,则K>Na>Mg,A项正确;
B.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性F>O>S,B项正确;
C.非金属性O>N>C,对应氢化物热稳定性应为H2O>NH3>CH4,C项错误;
D.非金属性:Cl>S,HClO4是Cl最高价含氧酸,H2SO4是S最高价含氧酸,则酸性HClO4强于H2SO4,HClO是弱酸,故酸性:HClO4>H2SO4>HClO,D项正确;
答案选C。
11.以下有关元素性质的说法不正确的是
A.具有下列电子排布式的原子①;②;③;④,原子半径最大的是①
B.有下列价电子排布式的原子①;②;③;④,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb;②N、P、S;③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1415、7733、10450、13630、17995等,它与氯气反应时,生成的阳离子是
【答案】D
【详解】A.①是Si(第三周期),②是N(第二周期),③是S(第三周期),④是C(第二周期)。电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;则硅原子半径最大,A正确;
B.①为Al,②为Si,③为P,④为S。第三周期中P的第一电离能因3p3半充满更稳定而最大,B正确;
C.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;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;③中Na、P、Cl同周期,电负性随原子序数增大而递增(Na<P<Cl),C正确;
D.第三电离能剧增,表明最外层有2个电子,应形成X2+而非X3+,D错误;
故选D。
12.(24-25高二下·上海·期末)N、O、S三种元素第一电离能由大到小的顺序为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】第一电离能受原子半径、电子排布和核电荷数影响。N和O同周期,N的2p轨道半充满更稳定,故N > O;O和S同主族,O原子半径更小,故O > S。因此三种元素第一电离能由大到小的顺序为N > O > S;
故选C。
13.太阳能的开发利用在新能源研究领域中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、硼、镓、硒、钛、钒等。回答下列问题:
(1)VO2+与可形成配合物。中,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)。
(2)镓与硒相比,电负性更大的是 (填元素符号)。
(3)在第二周期元素中,第一电离能介于B和N两元素之间的有 。
(4)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为 Se (填“>”或“<”) Si 。与 Si 同周期的部分元素的电离能如图所示,其中a、b和c分别代表 (填字母)。
A.a为I1,b为I2,c为I3
B.a为I2,b为I3,c为I1
C.a为I3,b为I2,c为I1
D.a为I1,b为I3,c为I2
【答案】(1)O>C
(2)Se
(3)Be、C、O
(4) > B
【详解】(1)
所含元素中属于第二周期元素为碳、氧,同一周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第一电离能:O>C;
(2)镓与硒位于同一周期,同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大,则电负性:Se>Ga,即镓与硒相比,电负性更大的是Se;
(3)同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但ⅡA、ⅤA族元素的最外层达到全充满或半充满稳定状态,其第一电离能大于右边相邻元素,则在第二周期元素中,第一电离能:,即第一电离能介于B和N两元素之间的有Be、C、O;
(4)“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,则电负性:H>Si;氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒得电子能力大于氢,则电负性:Se>H,所以硒与硅的电负性相对大小为Se>Si。同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但ⅡA、ⅤA族元素的最外层达到全充满或半充满稳定状态,其第一电离能大于右边相邻元素,则c为I1;失去第一个电子后,钠离子达到8电子稳定结构,失去第二电子需要较大能量,其第二电离能在同周期主族元素中最大,则a为I2,即b为I3,故选B。
14.(24-25高二下·福建福州·期中)根据要求回答下列问题:
(1)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石()入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是 。
(2)① ② ③ ④的半径由大到小排列为 (用序号表示)。
(3)下列属于氧原子激发态的轨道表示式的有 (填字母)。
a. b.
c. d.
(4)Cu的外围电子排布式为 。
(5)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 。
(6)基态S原子的原子核外电子有 种空间运动状态,其能量最高的电子电子云轮廓图为 形。
(7)由于Be与Al处于对角线位置,性质具有相似性,根据“对角线规则”,写出与NaOH反应的化学方程式 。
【答案】(1)O>C>Zn
(2)③>④>①>②
(3)bc
(4)3d104s1
(5)M
(6) 9 哑铃
(7)Be(OH)2+2NaOH=Na2[Be(OH)4]
【详解】(1)金属元素的电负性小于非金属元素的,同周期自左而右元素的电负性增大,则Zn、C、O电负性由大至小的顺序是:O>C>Zn。
(2)电子层数不同时,电子层数越大,粒子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,粒子半径越小,O2-、Al3+的电子层数相同,为2个电子层,Cl-、Ca2+的电子层数相同,为3个电子层,则离子的半径由大到小排列为:③>④>①>②。
(3)
a.基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4,为基态氧原子轨道表示式,故a不符合题意;
b.2p轨道上的一个电子跃迁到3s轨道,属于激发态,故b符合题意;
c.2s轨道上的一个电跃迁到2p轨道,属于激发态,故c符合题意;
d.为基态氧原子轨道表示式,故d不符合题意;
故答案为:bc。
(4)Cu的原子序数为29,外围电子排布式为3d104s1。
(5)基态Si原子的电子排布式1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层符号为:M。
(6)基态S原子的电子排布式1s22s22p63s23p4,它的原子核外电子有9种空间运动状态,其能量最高的电子电子云轮廓图为哑铃形。
(7)由于Be与Al处于对角线位置,根据“对角线规则”,性质具有相似性, Be(OH)2与NaOH反应的化学方程式:Be(OH)2+2NaOH=Na2[Be(OH)4]。
15.(24-25高二下·安徽安庆·期中)随着氢能源的不断发展和应用,储氢材料的重要性日益凸显,如、、、储氢合金都是储氢材料。
(1)H、B、N三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(2)基态N原子有 种空间运动状态不同的电子。
(3)钛()可用于合金储氢,基态原子的电子排布式为 。
(4)①的电子式为 。
②与水反应生成和,其化学方程式为 。
(5)X是短周期金属元素,X的氢化物也是储氢材料。X的部分电离能(单位:)如下表所示。
578
1817
2745
11575
14830
(填“>”“=”或“<”),理由是 。
【答案】(1)
(2)5
(3)
(4)
(5) > X是,的第一电离能失去的是3p上的电子,而的第一电离能失去的是3s上的电子,的3s轨道处于全满状态,失去一个电子需要的能量更高
【详解】(1)非金属的非金属性越强其电负性越大,非金属性最强的是N元素,中氢为-1价,B为+3价,因此H元素电负性大于B元素,所以H、B、N元素的电负性由大到小排列顺序为;
(2)N为7号元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VA族,基态N原子电子排布式1s22s22p3,s、p轨道分别有1、3种运动状态不同电子,故有5种空间运动状态不同的电子;
(3)钛()为22号元素,基态原子的电子排布式为;
(4)
①为离子化合物,电子式为;
②与水反应生成和H2,其化学方程式为;
(5)由电离能数据,第四电离能急剧增大,则其最外层三个电子,故X为Al,>,理由是X是Al,Al的第一电离能失去的是3p上的电子,而Mg的第一电离能失去的是3s上的电子,Mg的3s轨道处于全满状态,失去一个电子需要的能量更高。
【能力提升】
1.(25-26高二上·江苏泰州·期中)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.微粒半径:r(Cu)> r(Cu2+)
B.电负性:χ(N)> χ(O)> χ(H)
C.第一电离能:I1(O)> I1(N)> I1(Cu)
D.Cu元素位于元素周期表中的d区
【答案】A
【详解】A.同一元素不同粒子,核外电子数越多,半径越大,则r(Cu)> r(Cu2+),A正确;
B.非金属性越强,电负性越大,电负性:χ(O) > χ(N) > χ(H),B错误;
C.同周期主族元素,原子序数越大,第一电离能越大,但氮原子2p轨道电子属于半充满结构,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能:I1(N) > I1(O)> I1(Cu),C错误;
D.Cu元素为29号元素,基态原子的价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表中的ds区,D错误;
故答案选A。
2.(24-25高二下·河南许昌·期末)X、Y、Z、M为4种短周期元素,原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,Y的价电子层中的未成对电子有3个,Z的最外层电子数为其内层电子数的3倍,M与Z同族。下列说法正确的是
A.离子半径大小:
B.第一电离能大小:
C.Y和M最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D.4种元素均位于元素周期表的p区
【答案】C
【分析】X、Y、Z、M为4种短周期元素,原子序数依次增大,X的核外电子总数与其周期数相同,则X为H;Z的最外层电子数为其内层电子数的3倍,则Z为O;M与Z同族,则M为S;Y的价电子层中的未成对电子有3个,则Y为N(价电子排布式为);综上,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,M为S元素,据此解答。
【详解】A.结合分析知,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,M为S元素,一般而言,电子层数越多,半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越小,半径越大,故离子半径大小顺序为,A错误;
B.Z和Y分别为O和N,二者基态原子的价电子排布式为,N的2p能级处于半满状态,较稳定,故第一电离能大小:,B错误;
C.Y和M即N和S,其最高价氧化物对应的水化物分别为,均为强酸,C正确;
D.4种元素中H位于元素周期表的s区,N、O、S位于元素周期表的p区,D错误;
故选C。
3.(24-25高二下·江苏南京·期末)联氨()为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.Cu元素位于元素周期表中的d区
【答案】A
【详解】A.Cu2+和Cu+核电荷数相同,Cu+核外电子数多,半径大,A正确;
B.同周期元素,电负性从左至右增强,非金属性越强电负性越大,电负性:O>N>H,B错误;
C.同周期主族元素,原子序数越大,第一电离能越大,但氮原子属于半充满结构,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能N>O>Cu,C错误;
D.Cu元素是第29号元素,核外价电子排布3d104s1,位于元素周期表中的ds区,D错误;
故选A。
4.(24-25高二下·福建泉州·期末)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A.月壤钛铁矿中存在s区、p区、d区的元素
B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
【答案】B
【详解】A.月壤钛铁矿含有Fe(d区)、Ti(d区)、O(p区),以及吸附的H(s区),因此存在s、p、d区元素,故A正确;
B.地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子,加热无法生成水蒸气,“一定生成”的说法错误,故B错误;
C.生成水时H被氧化,Fe被还原,属于氧化还原反应,故C正确;
D.水蒸气液化是物理变化,但会释放热量,故D正确;
答案选B。
5.(25-26高三上·河南·月考)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是
A.微粒半径:③>②>①
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
【答案】B
【分析】由电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,可推知①为基态Si原子、②为基态Si+离子、③为激发态Si原子。
【详解】A.激发态Si原子有四层电子,Si+离子失去了一个电子,根据微粒电子层数及各层电子数多少可推知,微粒半径:③>①>②,A错误;
B.根据上述分析可知,电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②,B正确;
C.激发态Si原子不稳定,容易失去电子;基态Si原子失去一个电子是硅的第一电离能I1,基态Si+离子失去一个电子是硅的第二电离能I2,由于I2>I1,可以得出电离一个电子所需最低能量:②>①>③,C错误;
D.由C可知,②比①更难失电子,则②比①更容易得电子,即得电子能力:②>①,D错误;
故选B。
6.(24-25高二上·山西忻州·开学考试)五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、T。已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子;Y元素的价阳离子的3d能级半充满,基态Z原子的L层p能级有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子;基态T原子的M电子层上p轨道半充满。下列说法不正确的是
A.若M是在X下一周期且与X同主族的元素,则M原子的简化电子排布式是
B.若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w,则酸性为:
C.X、Y、T三种元素第一电离能的大小次序是:
D.元素Q与另四种元素形成的二元化合物均不止一种
【答案】A
【分析】已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子,即M层有6个电子,K、L层都排满,即X为16号元素,则X为S;Y的三价阳离子的3d能级为半充满状态,则Y为26号元素Fe;基态Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,电子排布为1s22s22p2,Z为C;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子,电子排布为1s22s22p4,Q为O;基态T原子的M电子层上p轨道半充满,电子排布为1s22s22p63s23p3,T为P;综上所述,X为S,Y为Fe,Z为C,Q为O,T为P元素,
【详解】A.X为S,M是在X下一周期且与X同主族的元素,则M为Se原子,简化电子排布式是,故A错误;
B.X(S)、T(P)、Z(C)的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4、H3PO4、H2CO3,酸性强弱为硫酸>磷酸>碳酸,B正确;
C.P的3p轨道电子处于半满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,金属元素第一电离能一般小于非金属,第一电离能:P(T)>S(X)>Fe(Y),C正确;
D.Q为O,与另四种元素形成的二元化合物分别有:SO2、SO3,FeO、Fe2O3,CO、CO2,P2O3、P2O5,都不止一种,D正确;
故选A。
7.(24-25高二下·贵州毕节·期末)主族元素原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z为第四周期元素,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.简单离子的半径:
C.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为弱碱 D.X和Z可形成既含离子键又含共价键的化合物
【答案】D
【分析】W、X、Y、Z均为主族元素,X、Y的价电子数相等,说明X、Y同主族。由4种元素形成的化合物如图可知,X形成1至2个共价键,Y形成6个共价键,W形成1个共价键,可知Y为S元素,X为O元素,原子序数:W<X,可知W为H元素,Z形成+1价阳离子,且位于第四周期,可知Z是K元素,据此解答。
【详解】A.同主族从上至下,第一电离能逐渐减小,可知第一电离能:O>S,即X>Y,A错误;
B.Y和Z的简单离子分别是S2-和K+,二者具有相同的核外电子数,根据核外电子数相同时,核电荷数越大,半径越小,可知半径:S2->K+,即简单离子半径:Y>Z,B错误;
C.Z是K元素,其元素的最高价氧化物对应的水化物为KOH,属于强碱,C错误;
D.X和Z可形成K2O2,该化合物中既含有离子键,也含有共价键,D正确;
答案选D。
8.(25-26高二上·重庆·期中)2025年是门捷列夫发现元素周期律156周年,如图为元素周期表的一部分。回答下列问题:
(1)In在元素周期表中的位置为 。
(2)①基态原子中有 种运动状态不同的电子。
(3)④的原子结构示意图为 。
(4)常用作分析试剂,其电子式为 。
(5)根据元素周期律推断:
a.酸性: (填“”“”或“”)。
b.②④元素对应简单氢化物的还原性更强的是: (填化学式)。
(6)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()。第二周期部分元素的变化趋势如图所示。氮元素的()呈现异常的原因是 。
【答案】(1)第五周期,第ⅢA族
(2)7
(3)
(4)
(5)
(6)基态N原子的价电子排布式为,属于半充满状态,相对稳定,不易得电子
【分析】根据表格中元素位置可以得到:①为N元素;②为O元素;③为Si元素;④为S元素;据此信息解答。
【详解】(1)根据分析的元素和表格中已知元素的位置,可以得到In元素位于周期表的位置为:第五周期,第ⅢA族。
(2)①为N元素,其基态原子的轨道排布图为:,则其基态原子中有7种运动状态不同的电子。
(3)④为S元素,原子序数和质子数为16,核外电子数为16,有3个电子层,其原子结构示意图为:。
(4)为共价化合物,每个Cl原子提供1个电子与1个Se原子共用,同时2个Se原子之间再提供1对电子共用,则的电子式为:。
(5)a.根据同周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,其最高价含氧酸的酸性也逐渐增强,根据As和Se在周期表中的位置可知非金属性:,则最高价含氧酸的酸性:;
b.②④对应的元素分别为O元素和S元素,属于同一主族,从上到下非金属性逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱,其简单阴离子(含简单氢化物)的还原性逐渐增强,现有非金属性:,则简单氢化物的还原性更强的是:。
(6)N元素为7号元素,其基态N原子的价电子排布式为,2p轨道属于半充满状态,相对稳定,不易得电子。
9.(24-25高二下·江苏淮安·期中)回答下列问题。
(1)下表是某短周期元素R的部分电离能数据:
……
电离能
740
1500
7700
10500
……
则R是第 族(填族表示符号),最高正价为 。
(2)含有NaOH的悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米。广泛应用于太阳能电池领域。以和抗坏血酸为原料,可制备。
①氧位于元素周期表 区,基态氧原子的最高能级的电子云轮廓图的形状为 ,其最外层电子中有 个未成对电子。
②基态核外电子排布式为 。
【答案】(1) IIA +2
(2) p 哑铃状 2 或
【详解】(1)由表格可知I2到I3出现了突跃,故R元素最外层2个电子,为IIA族元素,最高正价为+2;
(2)
①基态氧原子的核外价层电子排布式为2s22p4,氧元素位于元素周期表p区,基态氧原子的最高能级的电子云轮廓图的形状为:哑铃状,基态氧原子价电子轨道表示式为:,最外层电子中有:2个未成对电子;
②基态核外电子排布式为:或。
10.(25-26高二上·河南信阳·月考)已知、、、、是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素,相关信息如下表:
元素
相关信息
元素原子的核外电子数比电子数少1
地壳中含量最多的元素
第一电离能至第四电离能分别是:,,,
前四周期中电负性最小的元素
在周期表的第十一列
(1)基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形。
(2)是动物和人体所必需的微量元素之一,也是重要的工业原料,与同族。的原子结构示意图为 。
(3)、元素没有焰色试验的原因是 。
(4)元素位于元素周期表的 区,比较元素与镍的第二电离能: (填“<”或“>”),其原因是 。
(5)光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性)。在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为 。
【答案】(1) 3 哑铃
(2)
(3)、等金属的发射光谱不在可见光范围内
(4) 铜失去的是全充满的电子,镍失去的是电子
(5)
【分析】、、、、是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素,元素原子的核外电子数比电子数少1,元素核外电子排布为,则元素为N;为地壳中含量最多的元素,则为O元素;是前四周期中电负性最小的元素,则为K元素;的第四电离能剧增,所以原子最外层有三个电子,结合原子序数可知为Al元素;R在周期表的第十一列,则R为Cu元素;综上可知、、、、分别为、、、、。
【详解】(1)上述五种元素中,、、三种元素位于元素周期表的区;为元素,核外电子排布式为,基态原子中能量最高的电子处于能级,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈哑铃形,故答案为:3;哑铃;
(2)
为34号元素,则的原子结构示意图为,故答案为:;
(3)焰色反应的本质是金属或其离子在高温下电子跃迁释放特定波长的光,、元素没有焰色试验的原因是、等金属的发射光谱不在可见光范围内,故无法观察到明显颜色,故答案为:、等金属的发射光谱不在可见光范围内;
(4)R为,基态核外电子29个,价电子排布式,位于区;铜元素的价层电子排布式为,镍元素的价层电子排布式为,元素铜与镍的第二电离能,原因是第二电离能铜失去的是全充满的电子,需要更多的能量,而镍失去的是电子,所需能量较小,故答案为:ds;>;铜失去的是全充满的电子,镍失去的是电子;
(5)由题干铜基纳米光催化材料还原CO2的机理图所示信息可知,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性),在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为:,故答案为:。
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第1章 原子结构与性质
第2节 原子结构与元素周期表
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
课程学习目标
1.知道元素周期表中的分区、周期和族及元素原子核外电子排布特征,能从原子价层电子数目和价层申子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分,发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
2.了解元素周期律(表)的应用价值,能列举元素周期律(表)的应用。
3.理解原子序数与核外电子排布的关系,发现变化规律.建构元素周期表模型,并利用模型分析和解释一些常见元素的性质,发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。
4.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化,知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
5.能说出元素电离能、电负性的含义,能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释,发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
【新知学习】
知识点01元素周期表的基本结构
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
1869年,门捷列夫发现,按 从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个 ,并从最轻的元素氢开始进行编号,称为 ,这个序列中的元素性质随着 ,这一规律被门捷夫称作 。1913年,英国物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。随后元素周期律表述为元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为 。元素周期表是呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。
2.周期元素种数的确定
第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有两种元素。其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数目。
周期
ns~np
电子数
元素数目
一
1s1~2
二
2s1~22p1~6
三
3s1~23p1~6
四
4s1~23d1~104p1~6
五
5s1~24d1~105p1~6
六
6s1~24f1~145d1~106p1~6
七
7s1~25f1~146d1~107p1~6
3.元素周期表的形成
若以一个方格代表一种元素,每个周期排一个横排,并按s、p、d、f分段,左侧对齐,可得到如下元素周期表:
若将p段与p段对齐,d段与d段对齐、f段单独列出,将2s2与p段末端对齐,则得到书末的元素周期表
知识点02元素周期表探究
1.元素周期表的结构
元素周期表
2.元素周期表的分区
(1)根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区,而ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了 能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
知识点03元素的对角线规则
1.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(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 。
2.处于“对角线”位置的元素,它们的性质具有 。
知识点04原子半径
1.影响原子半径大小的因素
(1)电子的能层数:电子的能层越多,电子之间的 使原子半径增大。
(2)核电荷数:核电荷数越大,核对电子的吸引作用就越大,使原子半径 。
2.原子半径的递变规律
(1)同周期:从左至右,核电荷数越大,半径 。
(2)同主族:从上到下,核电荷数越大,半径 。
3.原子或离子半径的比较方法
(1)同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。例如:
r(Cl-) r(Cl),r(Fe) r(Fe2+) r(Fe3+)。
(2)能层结构相同的离子:核电荷数越大,半径越小。例如:r(O2-) r(F-) r(Na+) r(Mg2+)
r(Al3+)。
(3)带相同电荷的离子:能层数越多,半径越大。例如:r(Li+) r(Na+) r(K+) r(Rb+) r(Cs+),r(O2-) r(S2-) r(Se2-) r(Te2-)。
(4)核电荷数、能层数均不同的离子:可选一种离子参照比较。例如:比较r(K+)与r(Mg2+),可选r(Na+)为参照,r(K+) r(Na+) r(Mg2+)。
知识点05电离能
1.元素第一电离能的概念与意义
(1)概念
①第一电离能: 原子失去一个电子转化为 正离子所需要的 叫做第一电离能,符号:I1。
②逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能,第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加困难,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1<I2<I3……
(2)意义:可以衡量元素的原子失去一个电子的 。第一电离能数值越小,原子越 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。
2.元素第一电离能变化规律
(1)每个周期的第一种元素的第一电离能 ,最后一种元素的第一电离能 ,即一般来说,随着核电荷数的递增,元素的第一电离能呈 趋势。
(2)同一族,从上到下第一电离能逐渐 。
【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及元素的化合价。如Li:I1≪I2<I3,表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层),且最外层上只有一个电子,易失去 形成 阳离子。
(2)判断元素的金属性、非金属性强弱:I1越大,元素的 性越强;I1越小,元素的 性越强。
知识点06电负性
1.有关概念与意义
(1)键合电子:元素相互化合时,原子中用于形成 的电子称为 。
(2)电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子 的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力 。
(3)电负性大小的标准:以氟的电负性为 和锂的电负性为 作为相对标准。
2.递变规律
(1)同周期,自左到右,元素的电负性逐渐 ,元素的非金属性逐渐 、金属性逐渐 。
(2)同主族,自上到下,元素的电负性逐渐 ,元素的金属性逐渐 、非金属性逐渐 。
【易错提醒】
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。
⑦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。
3.应用
(1)判断元素的金属性和非金属性强弱
①金属的电负性一般 1.8,非金属的电负性一般 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 ,它们既有金属性,又有非金属性。
②金属元素的电负性 ,金属元素越活泼;非金属元素的电负性 ,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 ,元素的化合价为 。
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 。
(3)判断化合物的类型
如H的电负性为2.1,Cl的电负性为3.0,Cl的电负性与H的电负性之差为3.0-2.1=0.9<1.7,故HCl为 ;如Al的电负性为1.5,Cl的电负性与Al的电负性之差为3.0-1.5=1.5<1.7,因此AlCl3为 ;同理,BeCl2也是共价化合物。
【拓展培优】
【归纳提升1】
微粒半径大小比较
范围
微粒半径的变化
举例
同周期(0族除外)
原子或离子半径从左到到右逐渐变小
Na>Mg>Al
同主族
原子或离子半径从上而下依次增大
Li<Na<K;Li+<Na+<K+
同元素
①原子半径比其阳离子半径大
②原子半径比其阴离子半径小
H+<H<H-
电子层结构相同离子
其核电荷数越大,离子半径越小
Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-
既不在同周期
又不在同主族
找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物
如比较F、Na的原子半径,找Cl或Li作参照物:F<Cl<Na或F<Li<Na
【典例1】(25-26高二上·江苏南通·期中)可用作电解时的助熔剂,下列说法正确的是
A.碱性: B.非金属性:
C.电离能: D.半径:
(变式训练1-1)(25-26高二上·江苏南京·月考)与反应可制得,下列有关说法正确的是
A.半径大小: B.非金属性:
C.酸性: D.气态氢化物的热稳定性:
(变式训练1-2)(25-26高三上·江苏徐州·月考)黑火药的主要成分是硫磺、硝酸钾和木炭,能发生剧烈的氧化还原反应。下列说法正确的是
A.半径: B.稳定性:
C.第一电离能: D.电负性:
【归纳提升2】
主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
【典例2】 (25-26高二上·上海·月考)青金石是方钠石类铝硅酸盐中的一种,其中一种化学式为Na5Ca3[AlSiO4]6Cl2,可作为彩绘用的蓝色颜料。下列说法错误的是
A.第一电离能:Cl>Si>Al B.离子半径:Ca2+>Cl->Na+
C.电负性:Cl>Si>Al D.原子半径:Ca>Cl>O
(变式训练2-1)(25-26高二上·重庆·期中)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的质子数为Y、X的质子数之差,X的基态原子价电子排布式为,Y的基态原子2p能级有2个单电子,Z与Y同主族,下列说法正确的是
A.第一电离能; B.电负性:
C.简单离子的半径: D.W、X、Y只能形成含共价键的化合物
(变式训练2-2)(25-26高二上·江苏宿迁·阶段练习)汽车剧烈碰撞后,安全气囊中的物质会发生反应:,并生成大量气体。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能大小: D.离子键强弱:
【典例3】 (25-26高二上·江苏宿迁·期中)嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素,其中属于区元素的是
A.P B. C.Ti D.
(变式训练3-1)(25-26高三上·上海·月考)铱的原子序数为77,价电子排布为,则铱在元素周期表中位于
A.第5周期第7族 B.第5周期第9族 C.第6周期第7族 D.第6周期第9族
(变式训练3-2)(25-26高二上·全国·课后作业)元素周期表具有预测功能,请预测第八周期的稀有气体的原子序数是
A.168 B.170 C.176 D.186
【典例4】 (24-25高二下·重庆·期末)离子液体LDFCB是电池的一种电解质,该电解质的阴离子由第二周期元素原子W、X、Y、Z组成且原子序数依次增大,其结构如图所示,的最外层电子数等于的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20,下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:
B.简单离子半径:
C.电负性:
D.基态原子第一电离能:
(变式训练4-1)(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)W、X、Y、Z为原子序数依次减小的短周期主族元素,已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数;由四种元素形成某化合物的结构如下图所示。下列叙述正确的是
A.简单离子半径:X>W
B.的最高价氧化物对应水化物为强酸
C.元素第一电离能:X<Y
D.该化合物中各元素均满足8电子稳定结构
(变式训练4-2)(24-25高二上·陕西汉中·期末)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,下列有关含量前六位元素的说法错误的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.Fe位于元素周期表的p区 D.这六种元素中,电负性最大的是O
【课堂检测】
【基础训练】
1.(24-25高二下·江苏徐州·期末)月球背面土壤样品中含Ti、Ca、O、Ga等元素。其中属于副族元素的是
A.Ti B.Ca C.O D.Ga
2.(24-25高二下·河南开封·期末)下列关于元素周期表和周期律的说法中,正确的是
A.所有非金属元素都分布在区
B.每一周期都是以碱金属元素开始,稀有气体元素结束
C.第ⅦA族元素从上到下,氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱
D.除第一周期外,其他周期元素,从左到右由金属逐渐过渡到非金属
3.(24-25高二下·河北·期末)“科技兴国,高质量发展”一直是我国建设现代化国家的重要战略方针。下列说法正确的是
A.聚四氟乙烯属于新型无机非金属材料
B.从月球背面取回的月壤中含有的钙元素位于Ⅱ族
C.“海水中提取溴单质”的过程中涉及氧化还原反应
D.“神舟二十号”使用的推进剂中作氧化剂
4.(24-25高二下·广东韶关·期末)化学与生产、生活等息息相关。下列说法错误的是
A.福建舰舰体材料无磁镍铬钛合金钢硬度强于纯铁
B.新型半导体晶体管具有优良的导电性和水溶性
C.纸尿裤的核心材料通过氢键与水分子作用,实现快速吸水并牢固锁水
D.镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物,镍位于元素周期表的d区
5.(24-25高二上·江苏扬州·期末)我国探测器采集的月壤中含氧、硅、铁、钙等多种元素。下列元素位于周期表d区的是
A.氧 B.硅 C.铁 D.钙
6.(2025高二下·江苏·学业考试)硫酸镁铵晶体[(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O]可用作肥料。下列说法正确的是
A.原子半径:r(S)>r(Mg) B.最高化合价:N>S
C.非金属性:N>O D.热稳定性:H2O>H2S
7.(24-25高二下·四川泸州·期末)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,W原子的电子只有一种自旋取向,X的基态原子2p轨道为半充满,Y的族序数是周期数的3倍,Z原子半径在短周期中最大,非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.最高化合价:
8.(24-25高二下·北京丰台·期末)硝酸乙基铵()是人类发现的第一种常温离子液体。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.熔点:
9.(24-25高二下·天津和平·期末)下列各组元素中,原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐升高的是
A.K、Na、Mg B.C、N、O C.Cl、S、P D.Al、Mg、Na
10.(25-26高二上·上海·月考)比较下列各组性质不正确的是
A.金属性:K>Na>Mg B.电负性:F>O>S
C.热稳定性:H2O<NH3<CH4 D.酸性:HClO4>H2SO4>HClO
11.以下有关元素性质的说法不正确的是
A.具有下列电子排布式的原子①;②;③;④,原子半径最大的是①
B.有下列价电子排布式的原子①;②;③;④,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb;②N、P、S;③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1415、7733、10450、13630、17995等,它与氯气反应时,生成的阳离子是
12.(24-25高二下·上海·期末)N、O、S三种元素第一电离能由大到小的顺序为
A. B. C. D.
13.太阳能的开发利用在新能源研究领域中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、硼、镓、硒、钛、钒等。回答下列问题:
(1)VO2+与可形成配合物。中,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)。
(2)镓与硒相比,电负性更大的是 (填元素符号)。
(3)在第二周期元素中,第一电离能介于B和N两元素之间的有 。
(4)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为 Se (填“>”或“<”) Si 。与 Si 同周期的部分元素的电离能如图所示,其中a、b和c分别代表 (填字母)。
A.a为I1,b为I2,c为I3
B.a为I2,b为I3,c为I1
C.a为I3,b为I2,c为I1
D.a为I1,b为I3,c为I2
14.(24-25高二下·福建福州·期中)根据要求回答下列问题:
(1)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石()入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是 。
(2)① ② ③ ④的半径由大到小排列为 (用序号表示)。
(3)下列属于氧原子激发态的轨道表示式的有 (填字母)。
a. b.
c. d.
(4)Cu的外围电子排布式为 。
(5)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 。
(6)基态S原子的原子核外电子有 种空间运动状态,其能量最高的电子电子云轮廓图为 形。
(7)由于Be与Al处于对角线位置,性质具有相似性,根据“对角线规则”,写出与NaOH反应的化学方程式 。
15.(24-25高二下·安徽安庆·期中)随着氢能源的不断发展和应用,储氢材料的重要性日益凸显,如、、、储氢合金都是储氢材料。
(1)H、B、N三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(2)基态N原子有 种空间运动状态不同的电子。
(3)钛()可用于合金储氢,基态原子的电子排布式为 。
(4)①的电子式为 。
②与水反应生成和,其化学方程式为 。
(5)X是短周期金属元素,X的氢化物也是储氢材料。X的部分电离能(单位:)如下表所示。
578
1817
2745
11575
14830
(填“>”“=”或“<”),理由是 。
【能力提升】
1.(25-26高二上·江苏泰州·期中)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.微粒半径:r(Cu)> r(Cu2+)
B.电负性:χ(N)> χ(O)> χ(H)
C.第一电离能:I1(O)> I1(N)> I1(Cu)
D.Cu元素位于元素周期表中的d区
2.(24-25高二下·河南许昌·期末)X、Y、Z、M为4种短周期元素,原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,Y的价电子层中的未成对电子有3个,Z的最外层电子数为其内层电子数的3倍,M与Z同族。下列说法正确的是
A.离子半径大小:
B.第一电离能大小:
C.Y和M最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D.4种元素均位于元素周期表的p区
3.(24-25高二下·江苏南京·期末)联氨()为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.Cu元素位于元素周期表中的d区
4.(24-25高二下·福建泉州·期末)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A.月壤钛铁矿中存在s区、p区、d区的元素
B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
5.(25-26高三上·河南·月考)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是
A.微粒半径:③>②>①
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
6.(24-25高二上·山西忻州·开学考试)五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、T。已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子;Y元素的价阳离子的3d能级半充满,基态Z原子的L层p能级有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子;基态T原子的M电子层上p轨道半充满。下列说法不正确的是
A.若M是在X下一周期且与X同主族的元素,则M原子的简化电子排布式是
B.若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w,则酸性为:
C.X、Y、T三种元素第一电离能的大小次序是:
D.元素Q与另四种元素形成的二元化合物均不止一种
7.(24-25高二下·贵州毕节·期末)主族元素原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z为第四周期元素,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.简单离子的半径:
C.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为弱碱 D.X和Z可形成既含离子键又含共价键的化合物
8.(25-26高二上·重庆·期中)2025年是门捷列夫发现元素周期律156周年,如图为元素周期表的一部分。回答下列问题:
(1)In在元素周期表中的位置为 。
(2)①基态原子中有 种运动状态不同的电子。
(3)④的原子结构示意图为 。
(4)常用作分析试剂,其电子式为 。
(5)根据元素周期律推断:
a.酸性: (填“”“”或“”)。
b.②④元素对应简单氢化物的还原性更强的是: (填化学式)。
(6)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()。第二周期部分元素的变化趋势如图所示。氮元素的()呈现异常的原因是 。
9.(24-25高二下·江苏淮安·期中)回答下列问题。
(1)下表是某短周期元素R的部分电离能数据:
……
电离能
740
1500
7700
10500
……
则R是第 族(填族表示符号),最高正价为 。
(2)含有NaOH的悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米。广泛应用于太阳能电池领域。以和抗坏血酸为原料,可制备。
①氧位于元素周期表 区,基态氧原子的最高能级的电子云轮廓图的形状为 ,其最外层电子中有 个未成对电子。
②基态核外电子排布式为 。
10.(25-26高二上·河南信阳·月考)已知、、、、是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素,相关信息如下表:
元素
相关信息
元素原子的核外电子数比电子数少1
地壳中含量最多的元素
第一电离能至第四电离能分别是:,,,
前四周期中电负性最小的元素
在周期表的第十一列
(1)基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形。
(2)是动物和人体所必需的微量元素之一,也是重要的工业原料,与同族。的原子结构示意图为 。
(3)、元素没有焰色试验的原因是 。
(4)元素位于元素周期表的 区,比较元素与镍的第二电离能: (填“<”或“>”),其原因是 。
(5)光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性)。在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为 。
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