内容正文:
第二课时 元素的电负性及其变化规律
新知探究(一)——元素的电负性及其变化规律
1.电负性
概念
元素的原子在化合物中 能力的标度
确定
依据
常以最活泼的非金属元素氟的电负性4.0为标度,计算其他元素的电负性。因此,电负性是一个相对值,没有单位
意义
用来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。元素的电负性越大,其原子在形成化学键时吸引电子的能力 ;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
2.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 。
(3)同一主族自上而下,元素的电负性 。
(4)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。
3.电负性的应用
(1)判断金属性和非金属性的强弱
通常,电负性小于2的元素为金属元素(大部分);电负性大于2的元素为非金属元素(大部分)。
(2)判断化合物中元素化合价的正负
化合物中,电负性大的元素易呈现负价;电负性小的元素易呈现正价。
(3)判断化学键的类型
电负性差值大的元素原子之间主要形成离子键;电负性相同或差值小的非金属元素原子之间主要形成共价键。
4.原子半径、第一电离能、电负性与元素性质
原子半径、第一电离能和电负性都随着原子序数的递增表现出周期性的变化。随着原子序数的递增,第一电离能呈现出起伏变化,而电负性的规律性则更强;同时,电负性随金属活动性顺序的变化规律性也更强。电负性是与物质宏观性质表现关联性更强的参数。
[典例] 有短周期A、B、C、D四种元素,A、B同周期,C、D同主族,已知A的阳离子与D的阴离子的电子层结构相同,B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同,且C离子的核电荷数大于B离子的核电荷数,元素电负性由大到小的顺序正确的是 ( )
A.A>B>C>D B.D>C>B>A
C.C>D>B>A D.A>B>D>C
听课记录:
|思维建模|电负性大小的判断方法
①利用非金属元素的电负性>金属元素的电负性判断;
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。
[题点多维训练]
题点(一) 电负性的理解及大小比较
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在元素周期表中,元素的电负性从左到右越来越小。 ( )
(2)主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大。 ( )
(3)金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性。 ( )
(4)在形成化合物时,电负性越小的元素越容易呈现正价。 ( )
(5)两种元素的电负性差值越大,越容易形成共价化合物。 ( )
2.下列各元素按电负性大小排列正确的是 ( )
A.F>N>O B.O>Cl>F
C.As>P>N D.Cl>S>As
3.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
题点(二) 电负性的综合应用
4.元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样,也是元素的一种性质。下表给出了14种元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
H
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
2.1
元素
Mg
N
Na
O
P
K
Si
电负性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
0.8
1.8
已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,一般形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,一般形成共价键。
(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是 。
(2)估计钙元素的电负性的取值范围: <γ< 。
(3)请指出下列化合物中显正价的元素:
NaH: 、NH3: 、
CH4: 、ICl: 。
(4)表中符合“对角线规则”的元素有Be和 、B和 ,它们的性质分别有一定的相似性,原因是 。
写出表示Be(OH)2显两性的离子方程式: 。
新知探究(二)——元素性质的比较
同周期、同主族元素性质的比较
同周期(从左到右)主族元素
同主族(从上到下)元素
最外层电子数
从1递增到7(第1周期除外)
相同
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
主要化合价
最高正价从+1→+7(O、F除外)
最高正价=族序数(O、F除外)
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
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
第一电离能
总体呈增大趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
[题点多维训练]
1.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 ( )
A.Y的阴离子Y2-的还原性强于X的阴离子X-
B.加热至300 ℃,HnY发生分解而HmX不分解
C.第一电离能:X>Y
D.电负性:X>Y
2.下列有关性质的比较错误的是 ( )
A.离子半径:K+<Cl-
B.电负性:Cl>Br
C.第一电离能:P<S
D.热稳定性:H2S<HCl
3.(2025·浙江省北斗星盟高二上学期月考)X、Y、Z、R、Q是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素,X是宇宙中含量最多的元素;Y与Z同周期,Y基态原子有3个未成对电子,Z元素原子的价层电子排布为nsnnp2n;R元素简单离子在同周期离子中半径最小;Q元素最高能层只有1个电子,其余能层均充满电子。下列说法中不正确的是 ( )
A.简单气态氢化物的热稳定性:Z>Y
B.第一电离能:Y>Z>R
C.Q在周期表的ds区
D.电负性:Z>Y>R>X
命题热点——元素推断
1.元素推断的一般思路
2.解题方法
(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性
稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素的阴离子的电子层结构相同,与下一周期的金属元素的阳离子的电子层结构相同。
①与He电子层结构相同的离子:H-、Li+、Be2+;
②与Ne电子层结构相同的离子:F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+;
③与Ar电子层结构相同的离子:Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+。
(2)利用常见元素及其化合物的特征
①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素是C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。
③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素是O。
④单质最轻的元素是H;单质最轻的金属元素是Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素是Br;金属元素是Hg。
⑥最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素是Be、Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素是N;能发生氧化还原反应的元素是S。
⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是Li、Na、F。
(3)利用一些规律
①元素周期表中的递变规律(“三角”规律)
若A、B、C三元素位于元素周期表中如图所示位置,则有关的各种性质均可排出顺序(D不能参与排列)。如原子半径:C>A>B;金属性:C>A>B;非金属性:B>A>C。
②元素周期表中的相似规律
a.同主族元素性质相似(因为最外层电子数均相同);
b.元素周期表中位于对角线位置(上图中A、D位置)的元素性质相似,如Li和Mg、Be和Al、B和Si等;
c.相邻元素性质差别不大。
[题点多维训练]
1.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 ( )
A.基态X原子的价电子排布式:3s23p1
B.原子半径:W>X>Y>Z
C.简单离子半径:W2->X3+>Y2->Z-
D.电负性:Y>Z
2.(2025·盐城市阜宁中学高二上学期期中)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X与Z处于同一主族,Y是短周期中电负性最大的元素,Z是同周期基态原子中未成对电子数最多的元素,W的族序数是周期序数的2倍。下列有关说法不正确的是 ( )
A.元素Z在周期表中位于p区
B.原子半径:r(X)>r(Y)
C.Z的电负性比W的小
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
3.(2025·山东潍坊高二模拟)部分短周期元素原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:d<e<f
B.电负性:y>z>d
C.除去实验后试管中残留的g的单质,可用热的氢氧化钠溶液
D.g、h的氧化物对应水化物的酸性:h>g
4.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是 ( )
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
课下请完成课时跟踪检测(六)
第二课时 元素的电负性及其变化规律
新知探究(一)
1.吸引电子 越强 越弱
2.(2)递增 (3)递减 (4)右上 左下
[典例]选B 根据题意可知A、B、C处于同一周期,且原子序数:C>B>A,C、D处于同一主族,且C在D的下一周期。据此分析画出A、B、C、D在周期表中相对位置关系为,然后依据同周期、同主族元素电负性变化规律,即可确定其电负性由大到小的顺序:D>C>B>A。
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.选D A项应为F>O>N;B项应为F>O>Cl;C项应为N>P>As。
3.选A 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;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,所以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,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。
4.解析:(1)由题给信息可知,同周期主族元素从左到右,元素原子的电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素原子的电负性逐渐减小。(2)结合电负性变化规律和元素周期表知,电负性大小:K<Ca<Mg,所以Ca的电负性的取值范围为0.8<γ<1.2。(3)电负性数值小的元素在化合物中显正价,NaH、NH3、CH4、ICl中电负性数值小的元素分别是Na、H、H、I。(4)“对角线规则”指在元素周期表中某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似,其原因是元素的电负性的值相近。
答案:(1)同周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素的电负性逐渐减小 (2)0.8 1.2
(3)Na H H I
(4)Al Si 电负性的值相近 Be(OH)2+2H+==Be2++2H2O、Be(OH)2+2OH-==Be+2H2O
新知探究(二)
1.选C 元素的原子对应阴离子的还原性(A项)、气态氢化物的稳定性(B项)、元素的电负性(D项)以及单质与H2化合的难易程度、最高价氧化物对应水化物的酸性等都能用来比较元素非金属性的强弱。
2.选C K+与Cl-电子层结构相同,核电荷数:K>Cl,故r(K+)<r(Cl-),A项正确;Cl、Br同主族,越靠上电负性越大,故电负性:Cl>Br,B项正确;P原子的价层电子呈半充满稳定结构,第一电离能:P>S,C项错误;非金属性:Cl>S,则热稳定性:HCl>H2S,D项正确。
3.选D X、Y、Z、R、Q是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素,X是宇宙中含量最多的元素即H,Y与Z同周期,Y基态原子有3个未成对电子,Z元素原子的价层电子排布为nsnnp2n,n只能取2,故Z价层电子排布为2s22p4,为O元素,故Y为N元素;R元素简单离子在同周期离子中半径最小,R为Al;Q元素最高能层只有1个电子,其余能层均充满电子,故Q为Cu。非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,H2O>NH3,A正确。 同一主族元素随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:N>O>Al,B正确。Q为铜,在周期表的ds区,C正确。同周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族元素由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素的电负性减弱;电负性:O>N>H>Al,D错误。
命题热点
1.选A W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X是地壳中含量最多的金属元素,X为Al,W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,则W为O,Y为S,Z为Cl,据此分析解题。基态铝原子的价电子排布式为3s23p1,A正确。原子半径:Al>S>Cl>O,B错误。简单离子半径:S2->Cl->O2->Al3+,C错误。同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故硫元素的电负性小于氯元素的电负性,D错误。
2.选D Y是短周期元素中电负性最大的元素,则Y为F,短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则Z、W位于第3周期,Z是同周期基态原子中未成对电子数最多的元素,则Z为P,W的族序数是周期序数的2倍,则W为S,X与Z处于同一主族,则X为N。Z(P)是第ⅤA族元素,位于p区,故A正确。同周期元素,核电荷数越大半径越小,故原子半径:r(N)>r(F),故B正确。同周期元素,核电荷数越大,电负性越强,P的电负性比S的小,故C正确。N的非金属性强于P,因此X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强,故D错误。
3.选C 根据题图中元素的化合价、原子半径和原子序数的关系可确定x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al,g是S,h是Cl。核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:O2->Na+>Al3+,A项错误。y、z、d三种元素位于同一周期,随原子序数递增电负性增大,B项错误。除去实验后试管中残留的硫单质,可用热的NaOH溶液洗涤,反应的化学方程式为3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O,C项正确。Cl有多种氧化物,其对应水化物的酸性不一定强于S的最高价氧化物对应水化物(硫酸)的酸性,D项错误。
4.选B 同周期中第一电离能,第ⅡA族和第ⅤA族比相邻元素的第一电离能大,0族元素的第一电离能在同周期中最大,可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;Na、Mg、Al属于同周期,从左到右金属性依次减弱,B正确;c、d、e分别是N、O、F,属于同周期元素,同周期从左到右原子半径依次减小,原子半径c>d>e,C错误;b为C,c为N,NH3分子间存在氢键,沸点高,沸点:NH3>CH4,D错误。
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