09-第1章 第2节 第2课时 元素周期律-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修二同步教参（人教版·不定项）

第二节 原子结构与元素的性质 第2课时 元素周期律 【学习目标】 1.认识元素性质的周期性变化，能从电子排布的角度对元素性质的周期性变化进行解释。 2.通过对元素性质递变规律的学习，建立“结构决定性质”的认知模型，并能利用该模型解释元素性质的规律性和特殊性。 知识点一 原子半径 自主预习 新知构建 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①_ _ _ _ 作用将使原子的半径增大。 （2） 核电荷数：核电荷数越大，核对电子的②_ _ _ _ 作用也就越大，将使原子的半径减小。 【答案】（1） 排斥 （2） 吸引 2．主族元素原子半径的周期性变化 （1） 同周期主族元素：从左到右，随核电荷数增大，原子半径逐渐③_ _ _ _ 。 （2） 同主族元素：从上到下，随核电荷数增大，原子半径逐渐④_ _ _ _ 。 【答案】（1） 减小 （2） 增大 3．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，⑤_ _ _ _ ，⑥_ _ _ _ ⑦_ _ _ _ 。 （2） 能层结构相同的离子：核电荷数越大，半径越小。例如，⑧_ _ _ _ ⑨_ _ _ _ ⑩_ _ _ _ ⑪_ _ _ _ 。 （3） 带相同电荷的离子：能层越多，半径越大。例如，⑫_ _ _ _ ⑬_ _ _ _ ⑭_ _ _ _ ⑮_ _ _ _ ，⑯_ _ _ _ ⑰_ _ _ _ ⑱_ _ _ _ 。 （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，比较与，可选为参照，⑲_ _ _ _ ⑳_ _ _ _ 。 【答案】（1） ；； （2） ；；； （3） ；；；；；； （4） ； 学思用．若短周期元素的离子、、、具有相同的能层结构,则这四种元素的原子序数从大到小的顺序是什么？这四种离子的半径从大到小的顺序是什么？ 【答案】原子序数从大到小的顺序是。离子半径从大到小的顺序是。 粒子半径比较的一般思路 （1）“一层”：先看能层数，能层越多，一般微粒半径越大。 （2）“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。 （3）“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。 迁移应用 对点训练 1．下列各组微粒不是按半径依次增大的顺序排列的是（ ） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 【答案】C 【解析】同主族元素，从上到下，原子（或离子）半径逐渐增大，故、、三项中的各微粒的半径依次增大；能层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，、的能层结构相同，但铝元素的核电荷数大，所以 的半径小，故 项中微粒不是按半径依次增大的顺序排列的。 2．[（2025·济南高二月考）]某些元素的原子半径见下表，根据表中的数据推测磷原子的半径可能是（ ） 原子 半径 0.75 1.02 0.74 1.17 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】同周期主族元素的原子半径，随着原子序数的增大而减小，同主族元素的原子半径,随着原子序数的增大而增大,由此可推知，磷原子的半径在 之间，项正确。 3．下列关于微粒半径的说法正确的是（ ） A. 原子序数越大，原子半径越大 B. 核外能层结构相同的单核粒子，半径相同 C. 质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大 D. 能层数少的原子半径一定小于能层数多的原子半径 【答案】C 【解析】同周期主族元素，原子序数越大，原子半径越小，故 错误；核外能层结构相同的单核粒子，半径不一定相同，如 的半径大于 的，故 错误；质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大，如 的半径大于 的，故 正确；能层数少的原子半径不一定小于能层数多的原子半径，如锂的半径比氯的半径大，故 错误。 知识点二 电离能 自主预习 新知构建 1．电离能的概念 （1） 第一电离能：①_ _ _ _ _ _ _ _ 原子失去②_ _ _ _ _ _ _ _ 转化为气态基态正离子所需要的③_ _ _ _ _ _ _ _ 。通常用表示。 （2） 意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的④_ _ _ _ _ _ _ _ 。第一电离能数值越小，原子越⑤_ _ _ _ 失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越⑥_ _ _ _ 失去一个电子。 （3）逐级电离能 ①含义：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，以此类推，可以表示为 （第一电离能） （第二电离能） （第三电离能） …… ②变化规律 ．同一元素的电离能按、、 顺序逐级增大。 ．当相邻逐级电离能发生突变时，说明失去的电子所在的能层发生了变化。 2．元素的第一电离能的周期性变化 （1） 同周期元素：一般来说，越靠右的元素，越不易失去电子，第一电离能也就越⑦_ _ _ _ 。 （2） 同族元素：从上到下，第一电离能⑧_ _ _ _ 。 【答案】（1） 大 （2） 变小 学思用1．为什么第ⅡA族、ⅤA族元素比同周期相邻元素的第一电离能大？ 【答案】第ⅡA族元素和第ⅤA族元素原子的价层电子排布式分别为全充满结构和半充满结构，稳定性较高，故第一电离能出现反常。 3．电离能的应用 （1） 判断元素的金属性、非金属性强弱：一般来说，越大，元素的非金属性越⑨_ _ _ _ ；越小，元素的金属性越⑩_ _ _ _ 。 （2） 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，表明原子核外的三个电子排布在两个能层上（、能层），且最外层上只有一个电子，易失去⑪_ _ _ _ 电子形成⑫_ _ _ _ _ _ 价阳离子。 【答案】（1） 强；强 （2） 一个； 学思用2．下表是第三周期部分元素的电离能［单位：（电子伏特）］数据，思考并回答下列问题。 元素 甲 5.7 47.4 71.8 乙 7.7 15.1 80.8 丙 13.0 23.9 40.0 丁 15.7 27.6 40.7 （1） 四种元素中哪种元素的金属性最强？ （2） 甲、乙的价层电子排布式是什么？它们在化合物中的常见化合价是多少？ （3） 丁一定是非金属元素吗？试说明理由。 【答案】（1） 甲元素的第一电离能最小，金属性最强。 （2） 由表推知，甲易失去1个电子，而乙易失去2个电子，故甲为元素，乙为元素，价层电子排布式分别为、，在化合物中的常见化合价分别为价、价。 （3） 一定是。第三周期有三种金属元素，甲、乙、丙、丁四种元素中，丁的最大，一定是非金属元素。 自我诊断 （1） 第一电离能越大的原子失电子的能力越强 （ ） （2） 第三周期所含元素中钠的第一电离能最小（ ） （3） 铝的第一电离能比镁的第一电离能大（ ） （4） 在所有元素中，氟元素的第一电离能最大（ ） （5） 第二周期中，介于、B之间的元素有2种（ ） （6） 可通过一种元素各级电离能的数值，判断该元素可能的化合价（ ） 【答案】（1） × （2） √ （3） × （4） × （5） × （6） √ 【解析】 （1） 第一电离能越大的原子失电子的能力越弱 （3） 同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第Ⅱ族元素和第Ⅴ族元素的原子最外层电子的原子轨道处于全充满和半充满的稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故铝的第一电离能比镁的第一电离能小 （4） 在所有元素中，稀有气体元素氦的第一电离能最大 （5） 介于、之间的元素有、、种 迁移应用 对点训练 1．下图表示前18号元素的原子序数和气态基态原子失去核外第一个电子所需能量的关系，其中A、B、C表示的元素分别是（ ） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、C、B 【答案】C 【解析】稀有气体元素原子为稳定结构，失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的，故、、分别代表、、。 2．(教材习题改编)(双选)下表为某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2、I3、I4、I5……表示，单位为kJ·mol-1)。下列关于元素R的判断不正确的是(　　) 元素 I1 I2 I3 I4 I5 …… R 738 1 451 7 733 10 540 13 630 …… A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族 B．R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ·mol-1 C．R元素位于元素周期表的p区 D．R元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p2 解析：选CD。R元素的第一电离能和第二电离能相差不大，第三电离能明显增大，故R元素位于元素周期表的第ⅡA族，该原子核外电子数大于5，故R元素为Mg元素，A正确；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但Mg的3s轨道全充满，Mg元素的第一电离能比Na和Al的第一电离能大，故R元素同周期相邻元素的第一电离能均小于738 kJ·mol-1，B正确；Mg元素位于元素周期表的s区，C错误；Mg元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，D错误。 3． （1） 比较原子和原子的第一电离能大小，并从原子结构的角度说明理由：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2） 下图、、分别表示C、、和的逐级电离能变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图是_ _ _ _ （填标号），判断的根据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；第三电离能的变化图是_ _ _ _ （填标号）。 图a 图b 图c （3） 与相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_ _ _ _ _ _ ，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子 （2） ；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但的轨道处于半充满状态，相对较稳定，第一电离能大于邻位C、的第一电离能； （3） ；的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，电子处于全充满状态，与电子能量差值更大 【解析】 （1） 和 为同主族元素，原子核外有2个能层，原子核外有3个能层，原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子，故 的第一电离能大于 的第一电离能。 （2） 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但 的 轨道处于半充满状态，比较稳定，第一电离能大于邻位、的第一电离能，故题图a符合、、、第一电离能的变化趋势；、、、的价层电子排布式分别为、、、，失去两个电子后，价层电子排布式分别为、、、，此时 的 轨道上的电子排布处于半充满状态，比较稳定，第三电离能最大，的半径小于 的半径，的第三电离能大于 的，失去的第三个电子为 上的电子，导致第三电离能大于 的，故题图b符合、、、第三电离能的变化趋势。 知识点三 电负性 自主预习 新知构建 1．相关概念 （1） 键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成①_ _ _ _ _ _ 的电子。 （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②_ _ _ _ 。 【答案】（1） 化学键 （2） 越大 2．衡量标准 以③_ _ _ _ 的电负性为4.0和④_ _ _ _ 的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性（稀有气体未计）。 【答案】氟； 锂 3．递变规律（一般情况） （1） 同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐⑤_ _ _ _ 。 （2） 同族元素从上到下，元素的电负性逐渐⑥_ _ _ _ 。 【答案】（1） 变大 （2） 变小 4．应用 （1） 判断元素的金属性和非金属性强弱 ① 金属元素的电负性一般⑦_ _ _ _ ，非金属元素的电负性一般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⑨_ _ _ _ _ _ ，它们既有金属性，又有非金属性。 ② 金属元素的电负性⑩_ _ _ _ ，金属元素的金属性越强；非金属元素的电负性⑪_ _ _ _ ，非金属元素的非金属性越强。 （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键合电子的能力⑫_ _ _ _ ，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键合电子的能力⑬_ _ _ _ ，元素的化合价为负值。 （3）判断化学键的类型 学思用． （1） 按照电负性的递变规律推测：元素周期表中电负性最大的元素和电负性最小的元素位于元素周期表中的哪个位置？ （2） 电负性越大的元素，非金属性越强吗？第一电离能越大吗？ 【答案】（1） 根据电负性的递变规律，在元素周期表中，越往右，电负性越大；越往下，电负性越小，由此可知，电负性最大的元素位于元素周期表的右上方，电负性最小的元素位于元素周期表的左下方。 （2） 元素的电负性越大，元素的非金属性越强；但第一电离能不一定越大，如电负性：，而第一电离能：。 自我诊断 （1） 元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小（ ） （2） 在元素周期表中，同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大（ ） （3） 形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价（ ） （4） 同一周期电负性最大的元素为碱金属元素 （ ） 【答案】（1） √ （2） √ （3） √ （4） × 【解析】 （4） 同一周期电负性最大的元素为卤族元素 迁移应用 对点训练 1．已知、两元素同周期，且电负性：。下列说法错误的是（ ） A. 与形成化合物时，显负价，显正价 B. 的第一电离能可能小于的 C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性： D. 气态氢化物的稳定性： 【答案】C 【解析】同周期主族元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强，电负性逐渐增大。电负性大的元素在化合物中显负价，所以 和 形成化合物时，显负价，显正价，故 正确；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第Ⅱ族、第Ⅴ族元素反常，第一电离能比同周期相邻元素的大，的第一电离能可能大于 的，也可能小于 的，故 正确；元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：，最高价氧化物对应的水化物的酸性：，故 错误；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，气态氢化物的稳定性：，故 正确。 2．某些元素的电负性数据见下表，下列判断不正确的是 （ ） 元素 B C 电负性 1.0 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.2 3.0 1.8 A. 元素电负性的最小范围为 B. 既具有金属性又具有非金属性 C. C和可形成共价键 D. 和形成的化合物中显正价 【答案】A 【解析】 元素电负性的最小范围为，错误；的电负性为，既具有金属性又具有非金属性，正确；根据 和 的电负性可知，两元素电负性差值小于，可形成共价键，正确；的电负性大于 的，故 和 形成的化合物中 显正价，正确。 3．一般认为，如果两种成键元素的电负性差值大于，它们通常形成离子键；如果两种成键元素的电负性差值小于，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断下列化合物是共价化合物还是离子化合物：① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 元素 B C 电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 元素 电负性 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 （1） 属于共价化合物的是_ _ _ _ （填序号，下同）。 （2） 属于离子化合物的是_ _ _ _ 。 【答案】（1） ②③⑤⑥ （2） ①④ 【解析】 3．根据题表中的数据分别分析题述各化合物中两种元素的电负性的差值与1.7作比较，得出结论。 课堂检测 巩固落实 1．[（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 【答案】C 【解析】同周期主族元素从左到右，原子序数递增、原子半径递减，氟原子在第二周期主族元素中半径最小，但氢原子半径小于氟原子半径，故 错误；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，氟原子在第二周期主族元素中第一电离能最大，但氦原子的第一电离能大于氟原子的，故 错误；根据同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强、同族元素从上到下电负性逐渐减弱可知，氟元素的电负性最强，故 正确；氟元素无正化合价，故 错误。 2．（教材习题改编）下列有关元素性质的说法错误的是（ ） A. 电负性： B. 第一电离能： C. 最高正化合价： D. 离子半径： 【答案】B 【解析】一般来说，元素的非金属性越强，电负性越大，元素的非金属性：，所以电负性：，正确；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，所以第一电离能：，错误；元素的最高正化合价为 价，元素的最高正化合价为 价，元素的最高正化合价为 价，所以元素的最高正化合价：，正确；一般地，能层越多，离子半径越大，当离子核外能层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：，正确。 3．(双选)反应SO2＋PCl5===SOCl2＋POCl3可用于制备染料中间体亚硫酰氯(SOCl2)。下列说法正确的是(　　) A.半径：r(P)＜r(Cl) B．电负性：χ(S)＜χ(O) C．电离能：I1(P)>I1(S) D．酸性：H2SO4＜H3PO4 解析：选BC。同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，半径：r(P)＞r(Cl)，故A错误；同族元素从上到下，元素电负性逐渐变小，电负性：χ(S)＜χ(O)，故B正确；同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，电离能：I1(S)＜I1(P)，故C正确；同周期主族元素从左到右，元素非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，酸性：H2SO4＞H3PO4，故D错误。 4．[（2025·丽水高二质检）]、、是同周期主族元素，为电离能，单位是。 元素 496 4 562 6 912 9 543 738 1 451 7 733 10 542 578 1 817 2 745 11 575 根据表中所列数据的判断不正确的是（ ） A. 元素是第ⅠA族的元素，位于元素周期表的区 B. 元素的常见化合价为，三种元素中它的第一电离能最大，电负性也最大 C. 元素形成氧化物时，化学式可能是 D. 若元素处于第三周期，则它的价层电子排布式为 【答案】B 【解析】、、是同周期主族元素，根据表中电离能数据的变化可知，易失去一个电子，易失去两个电子，易失去三个电子，且它们都有第四电离能，说明核外电子数均大于4，故推测、、可能分别是、、。元素 易失去一个电子，是第Ⅰ族的元素，位于元素周期表的 区，正确；元素 易失去两个电子，常见化合价为，三种元素中它的第一电离能最大，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，三种元素中 的电负性最大，错误；元素 可能是，形成氧化物时，化学式可能是，正确；若元素 处于第三周期，则 为，它的价层电子排布式为，正确。 5．碳、氧、硅、氯、锗、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。 （1） 第二周期中基态原子未成对电子数与相同且电负性最小的元素是_ _ _ _ （填元素符号）。 （2） 从电负性角度分析，碳、氧和硅元素的非金属性由强到弱的顺序为_ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 中共用电子对偏向C，中共用电子对偏向，C、、的电负性由大到小的顺序为_ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 基态锗原子的电子排布式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，的最高价氯化物的化学式是_ _ _ _ _ _ _ _ 。该元素可能的性质或应用正确的是_ _ _ _ （填字母）。 A.锗是一种活泼的金属元素 B.锗的电负性大于硫的 C.锗的单质可作为半导体材料 D.锗的第一电离能大于碳的而电负性小于碳的 （5） 溴与氯能以_ _ _ _ 键结合形成，其中_ _ _ _ _ _ 显正电性。与水发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） C （2） （3） （4） ；；C （5） 共价；； 【解析】 （1） 基态 原子的价层电子排布式为，有2个未成对电子，第二周期中基态原子有2个未成对电子的价层电子排布式为 和，分别为 元素和 元素，而 元素的电负性大于 元素的。 （2） 根据同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，同族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小可知，电负性由大到小的顺序为，元素的电负性越大，非金属性越强，故非金属性由强到弱的顺序为。 （3） 元素的电负性越大，该元素原子吸引键合电子的能力越强，根据 和 中共用电子对偏向情况可知，电负性由大到小的顺序为。 （4） 是32号元素，核外有32个电子，基态 原子的电子排布式为。的价层电子数为4，最高正化合价为 价，的最高价氯化物的化学式是。是一种金属元素，但最外层电子数为4，金属性不强，不活泼，故 错误；硫的电负性大于硅的，硅的电负性大于锗的，所以锗的电负性小于硫的，故 错误；锗单质是一种半导体材料，故 正确；锗的电负性小于碳的，第一电离能也小于碳的，故 错误。 （5） 与 的电负性差别不大，所以 中化学键为共价键，由于电负性：，所以 中 显正电性，与水发生反应的化学方程式为。 学科网（北京）股份有限公司 $