1.2 原子结构与元素的性质（举一反三题型专练，浙江专用）化学人教版选择性必修2

第二节 原子结构与元素的性质 (题型突破·举一反三) 题型01原子结构与元素周期表结构 题型02 元素周期表的分区 题型03 元素周期律 题型04 微粒半径大小比较 题型05 电离能 题型06 电负性 题型07 元素推断 ▌题型01 原子结构与元素周期表结构 1．元素周期表 (1)含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 (2)元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按______________从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=_______数=_______数=_____________数 2．元素周期表的结构 (1)原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 _______ 2 1s _______ 二 2s1 _______ 8 2s、2p _______ 三 3s1 _______ 8 3s、3p _______ 四 4s1 _______ 8 4s、3d、4p _______ 五 5s1 _______ 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 _______ 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 _______ 8 7s、5f、6d、7p 32 (2)核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为_______。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为_______。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 _______ _______ _______ _______ _______ _______ _______ ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 3．根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从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_______数，具体数据如下： 【典例01】(23-24·浙江宁波高二期中)下列说法正确的是( ) A．同主族元素原子序数之差可能为8、18、32，不可能为16、26 B．元素周期表中每一横行称为一个周期，每一纵列称为一个族 C．0族元素中所有元素原子最外层均达到8电子稳定结构 D．包含元素种类最多的族为第ⅢB族，其次为第Ⅷ族 【变式1-1】(25-26·浙江台州一模)中国化学会推荐的“准金属替代过渡金属用于精准合成与催化反应的可行性研究”成功入选“2025十大前沿科学问题”。下列金属元素属于过渡元素的是( ) A．Na B．Mg C．Fe D．Al 【变式1-2】(25-26·浙江湖州高二期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中W原子的质子数是其M层电子数的三倍，下列说法不正确的是( ) A．Z的氢氧化物具有两性 B．电负性：W＜Q C．第一电离能：X＜Y D．的最高价氧化物的水化物为强酸 【变式1-3】(25-26·浙江杭州高二期末)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(Y的价层电子排布是4d15s2)组成，下列说法不正确的是( ) A．Y位于元素周期表的第IIIB族 B．第一电离能：P＜S C．5种元素中，电负性最大的是O D．基态Fe原子核外电子未成对电子数为4 ▌题型02 元素周期表的分区 1．按电子排布分区 (1)按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级而得名ds区。这5个区的位置关系如图所示。 (2)各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 分区 元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点 s区 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外电子最后排布在_____能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素 p区 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(He除外) 原子的核外电子最后排布在_____能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素 d区 ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在_______能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 为过渡金属元素，核外电子先填满_______能级而后再填充_____能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成 f区 镧系和锕系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似 2．按金属元素与非金属元素分区 (1)金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中_____、_____、砷、碲、砹、与_____、_____、锑、钋、之间画一条线，线的左边是_______元素(氢除外)，线的右边是_______元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 (2)金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 【典例02】(24-25·浙江湖州高二期末)下列关于元素周期表的说法正确的是( ) A．每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6 B．原子的价层电子排布为(n-1)d6-8ns2的元素一定是过渡元素 C．最外层电子数为2的元素都分布在s区 D．元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数 【变式2-1】(25-26·浙江温州高二期中)某元素基态原子的外围电子排布即价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是( ) A．第三周期，第ⅡB族，ds区 B．第四周期，第ⅡB族，d区 C．第三周期，第ⅦA族，s区 D．第四周期，第Ⅷ族，d区 【变式2-2】(25-26·浙江金华高二期中)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表述中，正确的是( ) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是s区元素 B．原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素一定是ds区元素 C．最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素 D．基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y 【变式2-3】(25-26·浙江北斗星联盟高三一模)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不正确的是( ) A．Fe是副族元素，位于元素周期表ds区 B．原子半径：Al＞Si C．第一电离能：Mg＞Ca D．如图六种元素中，电负性最大的是O ▌题型03 元素周期律 1．元素周期律 (1)定义：元素的性质随原子的__________递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 (2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的__________周期性变化的必然结果。 2．元素周期系 定义：元素按其原子__________递增排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3．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 电子层数相同，最外层电子数增多 电子层数递增，最外层电子数相同 原子半径 逐渐减小 (惰性气体除外) 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小 同周期：r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 元素的性 质 　主要化合价 元素的最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外) 非金属元素负价由－4→－1 非金属元素负化合价＝－(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 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 元素的非金属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能 呈增大趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 失电子能力 失电子逐渐减弱 失电子逐渐增强 得电子能力 得电子逐渐增强 得电子逐渐减弱 单质的还原性 还原性逐渐减弱 还原性逐渐增强 单质的氧化性 氧化性逐渐增强 氧化性逐渐减弱 阳离子的氧化性 阳离子氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子的还原性 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 气态氢化物的形成越来越容易，其稳定性逐渐增强 气态氢化物的形成越来越困难，其稳定性逐渐减弱 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 4．金属性和非金属性强弱的判断方法 一表 两序 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强” 金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱 非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱 三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属 与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强 与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强 氧化性 金属离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强 还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强 【典例02】(26-27·浙江Z20联盟高三一模)下列比较中正确的是( ) A．S2-的半径大于F- B．Mg(OH)2的碱性强于Ca(OH)2 C．Be的第一电离能小于Li D．NH3的热稳定性弱于SiH4 【变式3-1】(26-27·浙江杭州高二期中)下列关于元素周期律和元素周期表的认识错误的是( ) A．第二电离能I2：O＜F B．电负性：P＞As C．Ag(原子序数47)元素位于周期表的ds区 D．半径：O2-＞Mg2+ 【变式3-2】(25-26·浙江嘉兴高二期中)化学家维勒合成了尿素CO(NH2)2，打破了无机物和有机物的界限，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：C＞N＞O B．电负性：O＞C＞H C．稳定性：H2O＞NH3 D．原子半径：C＞N＞O 【变式3-3】(25-26高二下·浙江温州新力量联盟高二期末)根据元素周期律，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：N>O B．电负性：Si＞P C．碱性：KOH＞LiOH D．热稳定性：H2O＞H2S ▌题型04 微粒半径大小比较 1．影响原子半径大小的因素：_______________和__________。 2．影响方式： 【易错警示】 因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 3．微粒半径大小比较 (1)原子半径大小的比较方法 ①同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐__________(稀有气体元素除外)。 例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) ②同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐__________。 例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) ③不是同周期也不是同主族的元素原子可借助某种原子参照比较。 例：r(K)>r(Na)，r(Na)>r(Al)，则r(K)>r(Al) (2)离子半径大小的比较方法 ①同种元素的粒子半径，阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子__________高价阳离子。 例：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋) ②电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径__________。 例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋) ③带相同电荷的离子，电子层数越多，半径__________。 例：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋) r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－) ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。 例：比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋) 【方法技巧】微粒半径大小的比较方法 一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 【典例04】下列关于粒子半径大小关系的判断不正确的是(　　) ①r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋) ②r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I) ③r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(F－)<r(O2－) ④r(Fe2＋)<r(Fe3＋)<r(Fe) A．②③④ B．①④ C．③④ D．①②③ 【变式4-1】下列离子半径的大小顺序正确的是(　　) ①Na＋　②X2－：1s22s22p63s23p6　③Y2－：2s22p6　④Z－：3s23p6 A．③>④>②>① B．④>③>②>① C．④>③>①>② D．②>④>③>① 【变式4-2】(22-23·浙江杭州四校联考高二期中)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( ) A．半径大小：r(Al3+)＞r(Na+-) B．电负性大小：X(F)＜X(O) C．电离能大小：I1(O)＞I1(Na) D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3 【变式4-3】(25-26·浙江杭州上城区高二期末)已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素，六种元素的原子序数与原子半径的关系如图。Y是空气中含量最多的元素；M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半；N的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是( ) A．X形成的氧化物只有一种 B．最简单氢化物的稳定性：Y＞Z＞N C．简单离子半径：N＞Z＞W>M D．N的氧化物随意排放会造成温室效应 ▌题型05 电离能 1．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。 (2)符号和单位：常用符号I表示，常用单位是kJ·mol-1 (3)意义：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_____，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。 (4)变化规律 第一电离能的周期性递变是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果： 一般 规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能__________；但要注意第ⅡA族和第ⅢA族的反常，如I1 (Be)> I1 (B)，I1 (Mg)> I1 (Al)；第ⅤA族和第ⅥA族的反常，如I1 (N)> I1 (O)，I1 (P)> I1 (S)。同一主族，从上到下，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐__________。 特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3.d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有__________的第一电离能。如同周期主族元素，第ⅡA族元素的原子最外层s能级全充满、ⅤA族元素的原子最外层p能级半充满，比较稳定，所以其第一电离能_____于同周期相邻的主族元素。 2．逐级电离能变化规律 (1)同一元素的逐级电离能是逐渐__________的，即I1< I2< I3<… (2)当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在__________发生了变化 3．电离能的应用 (1)推断元素原子的核外电子排布 例如：Li的逐级电离能I1《 I2< I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，且最外层上只有一个电子 (2)判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数 如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为_____(O、F除外)。 (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_____(稀有气体元素除外); I1越小，元素的金属性越_____。 【典例05】(24-25·浙江绍兴高二期末)前20号主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且都不在同一周期。基态Y原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同，Z元素的部分电离能数据如下表，X与W同主族。下列说法不正确的是( ) 元素 电离能(kJ·mol−1 ) I1 I2 I3 I4 Z 578 1817 2745 11575 A．同周期元素中，第一电离能比Y大的只有一种 B．Y与Z形成的化合物可用于制作新型陶瓷 C．Z的最高价氧化物对应水化物可溶于W的最高价氧化物对应水化物的水溶液 D．元素W的核外电子运动具有10种不同的空间运动状态 【变式5-1】(23-24·浙江杭州高二期末)A、B、C、D是原子序数依次增大的前四周期元素，A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；B元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n；其中C元素的部分电离能如下表；含D元素的化合物焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)。下列说法不正确的是( ) 元素 电离能(kJ·mol−1 ) I1 I2 I3 I4 C 578 1817 2745 11575 A．离子半径大小：C＞A＞B B．C的最高价氧化物对应水化物可溶于D的最高价氧化物对应水化物的水溶液 C．化合物DB3中含离子键和共价键 D．元素D的核外电子运动具有10种不同的空间运动状态 【变式5-2】(25-26·浙江丽水高二期末)传统除铁锈的方法是将铁制品浸泡在NH4NO3溶液中，达到除去铁锈的目的。 (1)基态铁原子的核外电子的运动状态有______种，Fe3+中未成对的电子数为______。 (2)基态N的价层电子排布图为______，占据最高能级的电子云轮廓图形状为______形。 (3)28Ni形成的微粒的电子排布式分别为①[Ar]3d84s2、②[Ar]3d8、③[Ar]3d84p1、④[Ar]3d94s1，有关这些微粒的叙述正确的是______。 A．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② B．由光谱仪一定可以捕捉到发射光谱的是：②④ C．电离一个电子所需最低能量：①＞② D．微粒半径：③＞② (4)Mn位于元素周期表中______区，Mn与Fe两元素的部分电离能数据如下表，由表中两元素的I2和I3知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难。请从电子排布的角度分析原因是______。 元素 Mn Fe 电离能(kJ·mol−1 ) I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 【变式5-3】(25-26·浙江杭州师大附中高二期中)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种前四周期元素，其元素性质如下： 元素 元素性质或原子结构 W 电子只有一种自旋取向 X 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等 Y 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等 Z 其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等 Q 基态Q3+有5个未成对电子 (1)W、X和Y三种元素的电负性由大到小的顺序：___________(请填元素符号)。 (2)下表是三种同周期相邻元素的各级电离能数据，其中___________(填“甲”、“乙”或“丙”)是Y元素，其中I1(乙)＞I1(丙)的原因是___________。 元素 甲 乙 丙 电离能(kJ·mol−1 ) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 13353 13630 14830 16610 17995 18376 20114 21703 23293 下列为Y原子形成的四种微粒，其最外层电子排布式分别为：①ns1、②ns2、③ns1np1、④np1，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 (3)与X同周期的元素中，第一电离能大于X的共有___________种。 (4)已知Q2+易被氧化为Q3+，解释其原因___________。 ▌题型06 电负性 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 (1)定义：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小 (2)意义：电负性越_____的原子，对键合电子的吸引力越大。 (3)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，得出各元素的电负性。 (4)变化规律： 一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变_____；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变_____。金属元素的电负性较_____，非金属元素的电负性较_____。电负性最大的是_____，最小的是铯。 (5)应用 ①判断元素的金属性或非金属性强弱 I.金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大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__________，又有__________。不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准。 II.金属元素的电负性越小，金属元素__________；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 ②判断化学键的类型 I.如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成__________，但也有特例(如HF)。 II.如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成__________， 但也有特例(如NaH)。 ③判断元素的化合价 I.电负性小的元素易呈现正价 II.电负性大的元素易呈现负价 ④解释对角线规则 利用__________可以解释对角线规则，如Li-Mg、Be-Al、B-Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。 3．电负性与第一电离能的关系 电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性大的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性大的原子对应元素的第一电离能也大。 原子结构或性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下) 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 酸性 _____ _____ 碱性 _____ _____ 气态氢化物的稳定性 _____ _____ 第一电离能 增大(但ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族) _____ 电负性 _____ _____ 【典例06】已知X、Y为第三周期元素，且电负性X>Y，下列说法正确的是( ) A．第一电离能Y一定小于X B．简单气态氢化物的稳定性：X>Y C．最高价含氧酸的酸性：Y>X D．X和Y形成化合物时，X显正价，Y显负价 【变式6-1】(24-25·浙江宁波高二期末)下列性质比较中，不正确的是( ) A．电负性：F > C > B B．第一电离能： Si > S > P C．离子半径：N3-＞F-＞Na+ D．金属性：Na > Mg > Al 【变式6-2】下列不能说明X的电负性比Y的电负性大的是( ) A．与H2化合时X单质比Y单质容易 B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强 C．X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多 D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来 【变式6-3】不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值x来表示，若x越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下面是某些短周期元素的x值： 元素符号 Li Be B C O F x值 0.98 1.57 2.04 2.25 3.44 3.98 元素符号 Na Al Si P S Cl x值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16 (1)推测在同周期的元素中x值与原子半径的关系是________。短周期元素x值的变化特点，体现了元素性质的________变化规律。 (2)通过分析x值的变化规律，确定Mg、N的x值范围：__________<x(Mg)<__________，__________<x(N)<________。 (3)在P—N键中，共用电子对偏向________原子。 (4)经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的x差值即Δx>1.7时，一般为离子键；Δx<1.7，一般为共价键。试推断：AlBr3中化学键类型是________。 (5)推测元素周期表中，x值最大的元素是________。 (6)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物，还是共价化合物的方法是：________________________________________________________________________ (写出判断的方法)；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：__________________。 ▌题型07 元素推断 1．元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 (1)结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝__________；b.质子数＝__________；c.最外层电子数＝__________；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”； b.各周期元素种类； c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置； d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 (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、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：_____。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：_____。 ③地壳中含量最多的元素：_____。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2.、Na2O2.双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：_____。 ⑥单质密度最小的元素：_____；密度最小的金属元素：_____。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：_____；金属元素：_____。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：_____。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：_____。 ⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 (3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同，与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 3．由基态原子的价电子排布式给元素定位 ①周期序数＝__________(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝__________ ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝__________。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2，族序数=ns能级上的电子数。 【典例07】(25-26·浙江杭州西湖区高二期中)W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，其中W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，则下列说法不正确的是( ) Y Z X W A．X、Y、Z三种元素对应原子的半径依次减小 B．高纯度的X单质，是制作芯片的主要材料 C．HYO3的酸性强于H2WO3，但不能说明W元素的非金属性弱于Y D．X和Y可分别与Z形成XZ2和YZ2，它们的结构和化学性质相似 【变式7-1】(24-25·浙江台州高二期末)元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，元素W在地壳中含量最高，X元素原子的L层电子数是M层的4倍；Y的价电子中，s能级电子数等于p能级的电子数；Z元素基态原子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。则下列说法正确的是( ) A．原子半径：X＞W＞Y B．Y单质具有良好的导电性 C．Z的最高价氧化物对应的水化物是强碱 D．X元素的第一电离能比同周期相邻的两元素都要大 【变式7-2】(24-25·浙江舟山高二期末)X、Y、Z、W、R是周期表中的短周期主族元素，原子序数依次增大。X在所有元素中原子半径最小，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，W元素基态原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍，R是短周期金属性最强的元素。下列说法正确的是( ) A．原子半径：r(R)＞r(W)＞r(Z) B．元素第一电离能：Y<Z<W C．Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Z D．X2W2中含有极性键和非极性键 【变式7-3】(24-25·浙江湖州高二期末)X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：Y＞Z＞X B．简单气态氢化物的稳定性：X＜Y＜Z C．化合物WZ中两种离子半径的大小关系：W＜Z D．电负性：Z＞Y＞X＞W 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 原子结构与元素的性质 (题型突破·举一反三) 题型01原子结构与元素周期表结构 题型02 元素周期表的分区 题型03 元素周期律 题型04 微粒半径大小比较 题型05 电离能 题型06 电负性 题型07 元素推断 ▌题型01 原子结构与元素周期表结构 1．元素周期表 (1)含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 (2)元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 2．元素周期表的结构 (1)原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 (2)核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 3．根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从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，具体数据如下： 【典例01】(23-24·浙江宁波高二期中)下列说法正确的是( ) A．同主族元素原子序数之差可能为8、18、32，不可能为16、26 B．元素周期表中每一横行称为一个周期，每一纵列称为一个族 C．0族元素中所有元素原子最外层均达到8电子稳定结构 D．包含元素种类最多的族为第ⅢB族，其次为第Ⅷ族 【答案】D 【解析】A项，由元素周期表结构，对于处于ⅠA、ⅡA元素而言，同主族原子序数之差为上一周期元素的种类数；对于其他主族，同主族原子序数之差为下一周期元素的种类数，同一主族不同周期的元素，原子序数相差可能为2、8、18、32等或它们的组合，如10、26、34等，如ⅣA等第二周期与第四周期元素相差26，不可能相差28，故A错误；B项，元素周期表中，一个横行为一个周期，而1个纵行行不一定为一个族，如8、9、10三个纵行共同组成一个族，故B错误；C项，0族元素中H原子最外层只达到2电子稳定结构，故C错误；D项，第ⅢB族包括镧(La)系和锕(Ac)系各有15种元素,它们分别在ⅢB族的第六、第七周期内共有32种元素，为元素周期表中含元素种类最多的一族；第Ⅷ族包括8、9、10三个纵行，元素种类比第ⅢB族少，位于第二位，故D正确；故选D。 【变式1-1】(25-26·浙江台州一模)中国化学会推荐的“准金属替代过渡金属用于精准合成与催化反应的可行性研究”成功入选“2025十大前沿科学问题”。下列金属元素属于过渡元素的是( ) A．Na B．Mg C．Fe D．Al 【答案】C 【解析】元素周期表中第 3~12 列(ⅢB~ⅡB 族)的元素属于过渡元素。【解析】A项，Na位于第 1 列(ⅠA 族)，属于主族元素，不是过渡元素，A错误；B项，Mg位于第 2 列(ⅡA 族)，属于主族元素，不是过渡元素，B错误；C项，Fe位于第 8 列(Ⅷ 族)，属于过渡元素，C正确；D项，Al位于第 13 列(ⅢA 族)，属于主族元素，不是过渡元素，D错误；故选C。 【变式1-2】(25-26·浙江湖州高二期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中W原子的质子数是其M层电子数的三倍，下列说法不正确的是( ) A．Z的氢氧化物具有两性 B．电负性：W＜Q C．第一电离能：X＜Y D．的最高价氧化物的水化物为强酸 【答案】C 【解析】根据元素在周期表中的相对位置，可知X、Y为第二周期元素，Z、W、Q为第三周期元素，其中W原子的质子数是其M层电子数的三倍，可知W元素是P元素，则X是N元素，Y是O元素，Q是Cl元素，Z是Al元素。A项，Z为铝，其氢氧化物氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应，又能与强碱反应，A正确；B项，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性磷小于氯，B正确；C项，氮原子的2p能级为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的氧元素，即第一电离能氮大于氧，C错误；D项，Q为氯，其最高价氧化物的水化物为高氯酸，是强酸，D正确；故选C。 【变式1-3】(25-26·浙江杭州高二期末)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(Y的价层电子排布是4d15s2)组成，下列说法不正确的是( ) A．Y位于元素周期表的第IIIB族 B．第一电离能：P＜S C．5种元素中，电负性最大的是O D．基态Fe原子核外电子未成对电子数为4 【答案】B 【解析】A项，Y(钇)的价层电子排布为4d15s2，价电子总数为3，根据价电子排布可确定Y位于元素周期表的第 IIIB族，A正确；B项，P的核外电子排布为[Ne]3s23p3，3p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的S，即第一电离能P＞S，B错误；C项，非金属性越强，元素的电负性越大，五种元素中Ca、Fe、Y为金属元素，非金属性O＞P，因此电负性最大的是O，C正确；D项，基态Fe原子的核外电子排布为[Ar]3d64s2，根据洪特规则，3d轨道共5个，3d轨道共有4个未成对电子，即总未成对电子数为4，D正确；故选B。 ▌题型02 元素周期表的分区 1．按电子排布分区 (1)按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级而得名ds区。这5个区的位置关系如图所示。 (2)各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 分区 元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点 s区 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素 p区 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(He除外) 原子的核外电子最后排布在np能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素 d区 ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在(n-1)d能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 为过渡金属元素，核外电子先填满(n-1)d能级而后再填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成 f区 镧系和锕系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似 2．按金属元素与非金属元素分区 (1)金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 (2)金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 【典例02】(24-25·浙江湖州高二期末)下列关于元素周期表的说法正确的是( ) A．每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6 B．原子的价层电子排布为(n-1)d6-8ns2的元素一定是过渡元素 C．最外层电子数为2的元素都分布在s区 D．元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数 【答案】B 【解析】A项，并不是所有周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6，如第一周期是1s1到1s2，A错误；B项，原子的价层电子排布为(n-1)d6-8ns2的元素为第Ⅷ族元素，一定是过渡元素，B正确；C项，Zn的电子排布式为[Ar]3d104s2，Zn的最外层电子数为2，但Zn位于ds区，C错误；D项，主族元素原子的最外层电子数等于其所在主族的主族序数，0族或副族均有例外，如Cu的价电子排布为[Ar]3d104s1，Cu位于ⅠB族，D错误；故选B。 【变式2-1】(25-26·浙江温州高二期中)某元素基态原子的外围电子排布即价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是( ) A．第三周期，第ⅡB族，ds区 B．第四周期，第ⅡB族，d区 C．第三周期，第ⅦA族，s区 D．第四周期，第Ⅷ族，d区 【答案】D 【解析】某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，分区为d区；故选D。 【变式2-2】(25-26·浙江金华高二期中)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表述中，正确的是( ) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是s区元素 B．原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素一定是ds区元素 C．最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素 D．基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y 【答案】C 【解析】A项，基态原子的N层上只有一个电子的元素，其基态原子电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，即该元素可能在ⅠA族、ⅥB族或ⅠB族，不一定位于s区，故A错误；B项，原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素是第Ⅷ族元素，位于d区，故B错误；C项，原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其p能级为3个电子，一定属于主族元素，故C正确；D项，基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素，其族序数可能为、也可能为y(，或2)，该元素还可能在第Ⅷ族，故D错误；故选C。 【变式2-3】(25-26·浙江北斗星联盟高三一模)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不正确的是( ) A．Fe是副族元素，位于元素周期表ds区 B．原子半径：Al＞Si C．第一电离能：Mg＞Ca D．如图六种元素中，电负性最大的是O 【答案】A 【解析】A项，Fe位于元素周期表的第Ⅷ族，是副族元素，属于d区，而不是ds区，A错误；B项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径：Al＞Si，B正确；C项，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，故第一电离能：Mg＞Ca，C正确；D项，元素的非金属性越强，电负性越大，图中六种元素中，O、Si为非金属元素，另外四种为金属元素，O的非金属性强于Si，故电负性最大的是O，D正确；故选A。 ▌题型03 元素周期律 1．元素周期律 (1)定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 (2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 2．元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3．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 电子层数相同，最外层电子数增多 电子层数递增，最外层电子数相同 原子半径 逐渐减小 (惰性气体除外) 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小 同周期：r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 元素的性 质 　主要化合价 元素的最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外) 非金属元素负价由－4→－1 非金属元素负化合价＝－(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 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 元素的非金属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能 呈增大趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 失电子能力 失电子逐渐减弱 失电子逐渐增强 得电子能力 得电子逐渐增强 得电子逐渐减弱 单质的还原性 还原性逐渐减弱 还原性逐渐增强 单质的氧化性 氧化性逐渐增强 氧化性逐渐减弱 阳离子的氧化性 阳离子氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子的还原性 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 气态氢化物的形成越来越容易，其稳定性逐渐增强 气态氢化物的形成越来越困难，其稳定性逐渐减弱 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 4．金属性和非金属性强弱的判断方法 一表 两序 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强” 金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱 非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱 三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属 与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强 与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强 氧化性 金属离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强 还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强 【典例02】(26-27·浙江Z20联盟高三一模)下列比较中正确的是( ) A．S2-的半径大于F- B．Mg(OH)2的碱性强于Ca(OH)2 C．Be的第一电离能小于Li D．NH3的热稳定性弱于SiH4 【答案】A 【解析】A项，S2-核外有3个电子层，F-核外只有2个电子层，电子层数越多离子半径越大，因此S2-的半径大于F-，A正确；B项，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，金属性Ca＞Mg，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性Ca(OH)2＞Mg(OH)2，B错误；C项，同周期元素第一电离能总体呈增大趋势，Be的2s轨道为全充满的稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的Li，因此Be的第一电离能大于Li，C错误；D项，非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强，非金属性N＞Si，因此NH3的热稳定性强于SiH4，D错误；故选A。 【变式3-1】(26-27·浙江杭州高二期中)下列关于元素周期律和元素周期表的认识错误的是( ) A．第二电离能I2：O＜F B．电负性：P＞As C．Ag(原子序数47)元素位于周期表的ds区 D．半径：O2-＞Mg2+ 【答案】A 【解析】A项，基态O原子失去1个电子得到的O+价电子排布为2s22p3，处于半充满稳定结构，再失去1个电子需要吸收更多能量；基态F原子失去1个电子得到的F+价电子排布为2s22p4，再失去1个电子的难度小于O+，因此第二电离能I2：O＞F，故A错误；B项，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，P和As同属第ⅤA族，P位于As上方，因此电负性P＞As，故B正确；C项，Ag的价电子排布为4d105s1 ，属于第ⅠB族元素，位于周期表ds区，故C正确；D项，O2-和Mg2+核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，因此半径O2-＞Mg2+，故D正确；选A。 【变式3-2】(25-26·浙江嘉兴高二期中)化学家维勒合成了尿素CO(NH2)2，打破了无机物和有机物的界限，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：C＞N＞O B．电负性：O＞C＞H C．稳定性：H2O＞NH3 D．原子半径：C＞N＞O 【答案】A 【解析】A项，同周期元素第一电离能整体呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于O，正确顺序为：N＞O＞C，A错误；B项，同周期元素电负性从左到右逐渐增大，故电负性O＞C；在CH4中，氢显+1价，C显-4价，则C的电负性大于H，顺序：O＞C＞H，B正确；C项，元素非金属性越强，简单气态氢化物稳定性越强，非金属性：O＞N，故稳定性：H2O＞NH3，C正确；D项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：C＞N＞O，D正确；故选A。 【变式3-3】(25-26高二下·浙江温州新力量联盟高二期末)根据元素周期律，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：N>O B．电负性：Si＞P C．碱性：KOH＞LiOH D．热稳定性：H2O＞H2S 【答案】B 【解析】A项，N原子2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的O，即第一电离能：N＞O，A不符合题意；B项，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，Si和P均为第三周期元素，P的核电荷数更大，电负性：P＞Si，B符合题意；C项，同主族碱金属元素从上到下金属性逐渐增强，金属性：K＞Li，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：KOH＞LiOH，C不符合题意；D项，同主族氧族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性：O＞S，非金属性越强，气态氢化物热稳定性越强，故热稳定性：H2O＞H2S，D不符合题意；故选B。 ▌题型04 微粒半径大小比较 1．影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。 2．影响方式： 【易错警示】 因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 3．微粒半径大小比较 (1)原子半径大小的比较方法 ①同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)。 例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) ②同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。 例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) ③不是同周期也不是同主族的元素原子可借助某种原子参照比较。 例：r(K)>r(Na)，r(Na)>r(Al)，则r(K)>r(Al) (2)离子半径大小的比较方法 ①同种元素的粒子半径，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：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋) ②电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。 例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋) ③带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。 例：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋) r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－) ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。 例：比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋) 【方法技巧】微粒半径大小的比较方法 一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 【典例04】下列关于粒子半径大小关系的判断不正确的是(　　) ①r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋) ②r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I) ③r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(F－)<r(O2－) ④r(Fe2＋)<r(Fe3＋)<r(Fe) A．②③④ B．①④ C．③④ D．①②③ 【答案】C 【解析】同主族元素的原子或离子半径随着电子层数增多，半径依次增大，①②正确；具有相同的电子层结构的阴、阳离子半径随着原子序数的增大而逐渐减小，r(Al3＋)<r(Mg2＋)<r(Na＋) <r(F－)<r(O2－)，③错误；对于同一元素，阳离子半径小于原子半径，化合价越高半径越小，④错误。 【变式4-1】下列离子半径的大小顺序正确的是(　　) ①Na＋　②X2－：1s22s22p63s23p6　③Y2－：2s22p6　④Z－：3s23p6 A．③>④>②>① B．④>③>②>① C．④>③>①>② D．②>④>③>① 【答案】D 【解析】②、③、④三种离子分别是S2－、O2－、Cl－，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，则有②>④，③>①；电子层数越多，半径越大，则大小顺序为②>④>③>①。 【变式4-2】(22-23·浙江杭州四校联考高二期中)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( ) A．半径大小：r(Al3+)＞r(Na+-) B．电负性大小：X(F)＜X(O) C．电离能大小：I1(O)＞I1(Na) D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3 【答案】C 【解析】A项，核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为r(Al3+)＜r(Na+-)，A错误；B项，同周期元素核电荷数越大电负性越大，故X(F)＞X(O)，B错误；C项，同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，C正确；D项，元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH＞Al(OH)3，D错误；故选C。 【变式4-3】(25-26·浙江杭州上城区高二期末)已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素，六种元素的原子序数与原子半径的关系如图。Y是空气中含量最多的元素；M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半；N的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是( ) A．X形成的氧化物只有一种 B．最简单氢化物的稳定性：Y＞Z＞N C．简单离子半径：N＞Z＞W>M D．N的氧化物随意排放会造成温室效应 【答案】C 【解析】由题干信息可知，已知X、Y、Z、W、M、N为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素，Y是空气中含量最多的元素，则Y为N；M元素原子最外层电子数为最内层电子数的一半，M的原子半径最大，故M为Na；N的原子序数是Z的两倍，N的原子半径比Z的大，故Z为O，N为S；Z和M之间的主族元素只有F，则W为F；X的原子序数比Y小，原子半径比Y小，故X为H。由此可知，X、Y、Z、W、M、N分别为H、N、O、F、Na、S。A项，由分析可知，X为H，则X形成的氧化物有H2O、H2O2两种，A错误；B项，由分析可知，Y为N，Z为O，N为S，非金属性为：O＞N＞S，故最简单氢化物的稳定性H2O＞NH3＞H2S，B错误；C项，由分析可知，Z为O、W为F、N为S，M为Na，其简单离子中S2-核外有三层电子，离子半径最大，其余离子均为两层，质子数越大则半径越小，故离子半径大小顺序为：S2-＞O2-＞F-＞Na+，即N＞Z＞W>M，C正确；D项，由分析可知，N为S，N的氧化物即SO2、SO3随意排放不会造成温室效应，而是会造成酸雨，D错误；故选C。 ▌题型05 电离能 1．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。 (2)符号和单位：常用符号I表示，常用单位是kJ·mol-1 (3)意义：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。 (4)变化规律 第一电离能的周期性递变是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果： 一般 规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；但要注意第ⅡA族和第ⅢA族的反常，如I1 (Be)> I1 (B)，I1 (Mg)> I1 (Al)；第ⅤA族和第ⅥA族的反常，如I1 (N)> I1 (O)，I1 (P)> I1 (S)。同一主族，从上到下，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。 特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3.d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。如同周期主族元素，第ⅡA族元素的原子最外层s能级全充满、ⅤA族元素的原子最外层p能级半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素。 2．逐级电离能变化规律 (1)同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1< I2< I3<… (2)当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化 3．电离能的应用 (1)推断元素原子的核外电子排布 例如：Li的逐级电离能I1《 I2< I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，且最外层上只有一个电子 (2)判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数 如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。 (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(稀有气体元素除外); I1越小，元素的金属性越强。 【典例05】(24-25·浙江绍兴高二期末)前20号主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且都不在同一周期。基态Y原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同，Z元素的部分电离能数据如下表，X与W同主族。下列说法不正确的是( ) 元素 电离能(kJ·mol−1 ) I1 I2 I3 I4 Z 578 1817 2745 11575 A．同周期元素中，第一电离能比Y大的只有一种 B．Y与Z形成的化合物可用于制作新型陶瓷 C．Z的最高价氧化物对应水化物可溶于W的最高价氧化物对应水化物的水溶液 D．元素W的核外电子运动具有10种不同的空间运动状态 【答案】A 【解析】前20号主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大且分属四个周期，则X为第一周期的H，Y为第二周期元素，Z为第三周期元素，W为第四周期元素；X与W同主族，故W为K；基态Y最高能级的不同轨道均填充单电子且自旋相同，说明Y价电子排布为2s22p3，Y为N；Z的I4远大于I3，说明最外层有3个电子，Z为第三周期的Al。A项，Y是N，位于第二周期，同周期第一电离能从左向右呈增大趋势。但是N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能大于O，因此同周期第一电离能大于N的元素有Ne、F共两种，A错误；B项，N与Al形成的AlN是耐高温新型陶瓷材料，B正确；C项，Al的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3，K的最高价氧化物对应水化物为KOH，Al(OH)3为两性氢氧化物，可溶于强碱KOH溶液，C正确；D项，基态K的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，电子空间运动状态数等于占据的原子轨道总数，共10种，D正确；故选A。 【变式5-1】(23-24·浙江杭州高二期末)A、B、C、D是原子序数依次增大的前四周期元素，A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；B元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n；其中C元素的部分电离能如下表；含D元素的化合物焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)。下列说法不正确的是( ) 元素 电离能(kJ·mol−1 ) I1 I2 I3 I4 C 578 1817 2745 11575 A．离子半径大小：C＞A＞B B．C的最高价氧化物对应水化物可溶于D的最高价氧化物对应水化物的水溶液 C．化合物DB3中含离子键和共价键 D．元素D的核外电子运动具有10种不同的空间运动状态 【答案】A 【解析】A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同，即2p轨道上有3个自旋方向相同的电子，核外电子排布式为1s22s22p3，故A为N元素，B元素原子的价层电子排布式是ns2np2n，即为2s22p4，B为O元素，根据C元素的电离能，失去3个电子后很难失去电子，即最外层为3个电子，原子序数依次增大，即C为Al元素，含D元素的化合物焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，该元素为K元素。A项，Al3+、O2-、N3-的电子数相等，核电荷数越大，半径越小，则离子半径大小：N3->O2- >Al3+，故A错误；B项，Al的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3，K的最高价氧化物对应水化物的水溶液为KOH溶液，Al(OH)3可以溶于KOH溶液，故B正确；C项，化合物KO3是离子化合物，含有离子键，O3-中含有共价键，故C正确；D项，K的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，含有电子的轨道有10个，核外电子运动具有10种不同的空间运动状态，故D正确；故选A。 【变式5-2】(25-26·浙江丽水高二期末)传统除铁锈的方法是将铁制品浸泡在NH4NO3溶液中，达到除去铁锈的目的。 (1)基态铁原子的核外电子的运动状态有______种，Fe3+中未成对的电子数为______。 (2)基态N的价层电子排布图为______，占据最高能级的电子云轮廓图形状为______形。 (3)28Ni形成的微粒的电子排布式分别为①[Ar]3d84s2、②[Ar]3d8、③[Ar]3d84p1、④[Ar]3d94s1，有关这些微粒的叙述正确的是______。 A．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② B．由光谱仪一定可以捕捉到发射光谱的是：②④ C．电离一个电子所需最低能量：①＞② D．微粒半径：③＞② (4)Mn位于元素周期表中______区，Mn与Fe两元素的部分电离能数据如下表，由表中两元素的I2和I3知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难。请从电子排布的角度分析原因是______。 元素 Mn Fe 电离能(kJ·mol−1 ) I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 【答案】(1) 26 5 (2)     哑铃 (3)AD (4)d 由于Mn2+的电子排布式为3d5，3d轨道半充满，比Fe2+(3d6)稳定，再失去电子吸收能量高。 【解析】(1)铁的原子序数为26，核外共26个电子，每个电子的运动状态都不相同，因此核外电子运动状态共26种；基态Fe的电子排布为[Ar]3d64s2，失电子生成Fe3+时先失去4s的2个电子，再失去3d的1个电子，因此Fe3+的电子排布为[Ar]3d5，5个电子均未成对，未成对电子数为5。 (2)N的原子序数为7，价层电子为2s22p3，按泡利原理和洪特规则排布即可；N的最高能级为2p，p能级电子云轮廓为哑铃形。 (3)对28号Ni的不同微粒分析：A项，①[Ar]3d84s2是Ni基态原子的电子排布，②[Ar]3d8是基态Ni2+(失去2个4s电子)的电子排布，因此①②都属于基态，A正确；B项，发射光谱由激发态电子向低能级跃迁产生，②是基态微粒，无法产生发射光谱，B错误；C项，②是带2个正电荷的Ni2+，正电荷对电子的吸引力更强，电离一个电子所需能量：②>①，C错误；D项，③是激发态Ni2+，核电荷数为28，核外电子数为27；②是Ni2+，核电荷数28，核外电子数为26；核电荷相同时，电子数越多，半径越大，因此微粒半径③>②，D正确。 (4)Mn位于第四周期ⅦB族，属于元素周期表的d区；从电子排布角度，Mn2+的3d5是半充满稳定结构，失去电子需要破坏稳定结构，所需能量更高；而Fe2+为3d6，失去一个电子就能得到3d5半充满稳定结构，因此更易失电子，故气态Mn2+再失去一个电子比Fe2+更难。 【变式5-3】(25-26·浙江杭州师大附中高二期中)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种前四周期元素，其元素性质如下： 元素 元素性质或原子结构 W 电子只有一种自旋取向 X 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等 Y 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等 Z 其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等 Q 基态Q3+有5个未成对电子 (1)W、X和Y三种元素的电负性由大到小的顺序：___________(请填元素符号)。 (2)下表是三种同周期相邻元素的各级电离能数据，其中___________(填“甲”、“乙”或“丙”)是Y元素，其中I1(乙)＞I1(丙)的原因是___________。 元素 甲 乙 丙 电离能(kJ·mol−1 ) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 13353 13630 14830 16610 17995 18376 20114 21703 23293 下列为Y原子形成的四种微粒，其最外层电子排布式分别为：①ns1、②ns2、③ns1np1、④np1，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 (3)与X同周期的元素中，第一电离能大于X的共有___________种。 (4)已知Q2+易被氧化为Q3+，解释其原因___________。 【答案】(1)O>H>Mg (2) 乙 镁价电子为3s2，3s能级处于全满稳定状态，其第一电离能大于Al ① (3)3 (4)Fe2+的价电子是3d6，Fe3+的价电子是3d5，3d5是3d轨道半充满的结构，比较稳定，因此Fe2+易失去电子被氧化 【解析】W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种前四周期元素，W电子只有一种自旋取向，则W的原子序数为1，W为H元素；X、Y，s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则电子排布式为1s22s22p4和1s22s22p63s2，结合原子序数可知X为O；Y为Mg；Z其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等，则价电子排布式为3s23p2，Z为Si；基态Q3+有5个未成对电子，则Q3+的核外电子排布为[Ar]3d5，故Q为Fe元素； (1)W为H元素，X为O；Y为Mg；电负性：O>H>Mg； (2)结合逐级电离能数据可知甲外层电子数为1，乙最外层电子数为2，丙最外层电子数为3，则乙为Mg；丙为Al，镁价电子为3s2，3s能级处于全满稳定状态，其第一电离能大于Al；①为基态Mg+、②为基态Mg、③为激发态Mg、④为激发态Mg+，则电离最外层一个电子所需能量最大的是①为基态Mg+； (3)O为第二周期元素，同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但VA处于半满稳定状态，第一电离能大于同周期ⅥA，则与O同周期的元素中，第一电离能大于O的有N、F、Ne三种； (4)Fe2+的价电子是3d6，Fe3+的价电子是3d5，3d5是3d轨道半充满的结构，比较稳定，因此Fe2+易失去电子被氧化。 ▌题型06 电负性 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 (1)定义：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小 (2)意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。 (3)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，得出各元素的电负性。 (4)变化规律： 一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小。金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。电负性最大的是氟，最小的是铯。 (5)应用 ①判断元素的金属性或非金属性强弱 I.金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大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。不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准。 II.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判断化学键的类型 I.如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键，但也有特例(如HF)。 II.如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键， 但也有特例(如NaH)。 ③判断元素的化合价 I.电负性小的元素易呈现正价 II.电负性大的元素易呈现负价 ④解释对角线规则 利用电负性可以解释对角线规则，如Li-Mg、Be-Al、B-Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。 3．电负性与第一电离能的关系 电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性大的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性大的原子对应元素的第一电离能也大。 原子结构或性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下) 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 酸性 增强 减弱 碱性 减弱 增强 气态氢化物的稳定性 增强 减弱 第一电离能 增大(但ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族) 减小 电负性 变大 变小 【典例06】已知X、Y为第三周期元素，且电负性X>Y，下列说法正确的是( ) A．第一电离能Y一定小于X B．简单气态氢化物的稳定性：X>Y C．最高价含氧酸的酸性：Y>X D．X和Y形成化合物时，X显正价，Y显负价 【答案】B 【解析】X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，则原子序数X>Y，非金属性X＞Y。A项，同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，当能级处于半满、全满稳定状态时，能量较低，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能可能Y大于X，如N＞O，故A错误；B项，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：X＞Y，故B正确；C项，元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，最高价含氧酸的酸性：X＞Y，故C错误；D.电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故D错误；故选B。 【变式6-1】(24-25·浙江宁波高二期末)下列性质比较中，不正确的是( ) A．电负性：F > C > B B．第一电离能： Si > S > P C．离子半径：N3-＞F-＞Na+ D．金属性：Na > Mg > Al 【答案】B 【解析】A项，同周期主族元素从左到右电负性总体增大，B、C、F在第二周期依次向右，电负性大小为F > C > B，A正确；B项，同周期主族元素的第一电离能总体呈增大趋势，但P原子的3p轨道处于半充满状态，S原子的一个3p轨道中有成对电子，电子间排斥使S的第一电离能略低于P，因此第一电离能大小为P > S > Si，B错误；C项，三个离子均有10个电子，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径大小为N3-＞F-＞Na+，C正确；D项，Na、Mg、Al在第三周期依次向右，同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱，因此金属性大小为Na > Mg > Al，D正确；故选B。 【变式6-2】下列不能说明X的电负性比Y的电负性大的是( ) A．与H2化合时X单质比Y单质容易 B．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强 C．X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多 D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来 【答案】C 【解析】X的电负性比Y的大，表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D项均能说明X的非金属性比Y的强，原子的最外层电子数不能决定元素原子得失电子的能力，则C项不能说明X的电负性比Y的大。 【变式6-3】不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值x来表示，若x越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下面是某些短周期元素的x值： 元素符号 Li Be B C O F x值 0.98 1.57 2.04 2.25 3.44 3.98 元素符号 Na Al Si P S Cl x值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16 (1)推测在同周期的元素中x值与原子半径的关系是________。短周期元素x值的变化特点，体现了元素性质的________变化规律。 (2)通过分析x值的变化规律，确定Mg、N的x值范围：__________<x(Mg)<__________，__________<x(N)<________。 (3)在P—N键中，共用电子对偏向________原子。 (4)经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的x差值即Δx>1.7时，一般为离子键；Δx<1.7，一般为共价键。试推断：AlBr3中化学键类型是________。 (5)推测元素周期表中，x值最大的元素是________。 (6)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物，还是共价化合物的方法是：________________________________________________________________________ (写出判断的方法)；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：__________________。 【答案】(1)原子半径越小，x值越大　周期性 (2)0.93　1.57　2.25　3.44 (3)氮　(4)共价键　(5)F (6)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物　将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物 【解析】(1)表中同一周期的元素从Li→F，x值越来越大。而我们已知的同一周期元素从Li→F，原子半径越来越小，故原子半径越小，x值越大；(2)根据(1)中的规律，Mg的x值应大于Na的x值(0.93)小于Be的x值(1.57)；N的x值应大于C的x值(2.25)小于O的x值(3.44)；(3)从P和N的x值大小可看出，N原子吸引电子的能力比P原子的强，在形成的分子中N原子带负电荷，故共用电子对偏向N原子一方；(4)根据规律，Br的x值小于Cl的x值(3.16)，AlCl3中的Δx＝3.16－1.61＝1.55，所以AlBr3中的化学键为共价键；(5)元素周期表中，非金属性最强的元素是F，推测x值最大的应为F。 ▌题型07 元素推断 1．元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 (1)结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”； b.各周期元素种类； c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置； d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 (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、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。 ③地壳中含量最多的元素：O。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2.、Na2O2.双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。 ⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 (3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同，与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 3．由基态原子的价电子排布式给元素定位 ①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝价电子数 ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2，族序数=ns能级上的电子数。 【典例07】(25-26·浙江杭州西湖区高二期中)W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，其中W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，则下列说法不正确的是( ) Y Z X W A．X、Y、Z三种元素对应原子的半径依次减小 B．高纯度的X单质，是制作芯片的主要材料 C．HYO3的酸性强于H2WO3，但不能说明W元素的非金属性弱于Y D．X和Y可分别与Z形成XZ2和YZ2，它们的结构和化学性质相似 【答案】D 【解析】四种均为短周期元素，由位置可知：Y、Z位于第二周期，X、W位于第三周期，且Z与W同主族。设Z的原子序数为a，同主族相邻元素原子序数差8，则W原子序数为a+8，由题意2a=a+8，得a=8，因此： Z为O，W为S，Y为N，X为Si。A项，原子半径Si(X)＞N(Y)＞O(Z)，电子层越多半径越大，同周期从左到右半径减小，A正确，不符合题意；B项，高纯度晶体硅是制作芯片、半导体的主要材料，B正确，不符合题意；C项，HYO3为HNO3，H2WO3为H2SO3，比较非金属性必须对应最高价含氧酸的酸性，H2SO3不是S的最高价含氧酸，因此不能得出非金属性S(w)＜n(Y)，C正确，不符合题意；D项，XZ2是SiO2，YZ2是NO2：SiO2是原子晶体，为空间网状结构，不与水反应；NO2是分子晶体，可与水反应，二者结构和化学性质均不相似，D错误，符合题意；故选D。 【变式7-1】(24-25·浙江台州高二期末)元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，元素W在地壳中含量最高，X元素原子的L层电子数是M层的4倍；Y的价电子中，s能级电子数等于p能级的电子数；Z元素基态原子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。则下列说法正确的是( ) A．原子半径：X＞W＞Y B．Y单质具有良好的导电性 C．Z的最高价氧化物对应的水化物是强碱 D．X元素的第一电离能比同周期相邻的两元素都要大 【答案】D 【解析】W地壳中含量最高，为O；X的L层有8个电子，是M层的4倍，故M层有2个电子，X为Mg；Y原子序数大于Mg，价电子s能级电子数等于p能级，价电子排布为3s23p2，Y为Si；Z最外层1个电子，次外层所有轨道电子均成对，电子排布为 [Ar]3d104s1 ，Z为C。A项，同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，原子半径顺序为Mg＞Si＞O，即X＞Y＞W，A错误；B项，Y单质为晶体硅，属于半导体，导电性差，B错误；C项，Z的最高价氧化物对应水化物为Cu(OH)2，是弱碱，C错误；D项，X为Mg，价电子排布为3S2，全充满结构稳定，第一电离能大于同周期相邻的Na和Al，D正确；故选D。 【变式7-2】(24-25·浙江舟山高二期末)X、Y、Z、W、R是周期表中的短周期主族元素，原子序数依次增大。X在所有元素中原子半径最小，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，W元素基态原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍，R是短周期金属性最强的元素。下列说法正确的是( ) A．原子半径：r(R)＞r(W)＞r(Z) B．元素第一电离能：Y<Z<W C．Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Z D．X2W2中含有极性键和非极性键 【答案】D 【解析】X是原子半径最小的元素，则X为H；Y基态原子电子占据3种能量轨道且各轨道电子数相同，符合条件的电子排布为1s22s22p2，则Y为C；W基态原子成对电子数是未成对电子数的3倍，符合条件的电子排布为1s22s22p4，则W为O；X、Y、Z、W、R原子序数依次增大，故Z为N；R是短周期金属性最强的元素，则R为Na。A项，电子层数越多原子半径越大，同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小，故原子半径：Na>N>O，A错误；B项，同周期主族元素第一电离能随原子序数增大而增大，N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能大于O，故第一电离能：C<O<N，B错误；C项，同周期主族元素非金属性随原子序数增大而增大，非金属性越大，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：N>C，故酸性HNO3＞H2CO3，C错误；D项，X2W2为H2O2，结构式为H-O-O-H，O-H为极性共价键，O-O为非极性共价键，故既含有极性键又含有非极性键，D正确；故选D。 【变式7-3】(24-25·浙江湖州高二期末)X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：Y＞Z＞X B．简单气态氢化物的稳定性：X＜Y＜Z C．化合物WZ中两种离子半径的大小关系：W＜Z D．电负性：Z＞Y＞X＞W 【答案】A 【解析】W为短周期同周期原子半径最大的主族元素，故W为Na；X、Y、Z原子序数小于W且同周期，故X、Y、Z位于第二周期；X基态原子核外有2个未成对电子，则X的电子排布为1s22s22p2(C)或1s22s22p4(O)，结合只有X、Y相邻的条件，推得X为C，Y为N，Z为F。A项，同周期主族元素第一电离能总体呈递增趋势，N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能高于相邻的O，但仍小于F，故第一电离能顺序为地F(Z)＞N(Y)＞C(X)，A错误；B项，非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，同周期非金属性F(Z)＞N(Y)＞C(X)，故稳定性CH4(X)＜NH3(Y)＜HF(Z)，B正确；C项，Na+(W)与F-(Z)核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na+(W)＜F-(Z)，C正确；D项，同周期主族元素电负性从左到右递增，金属元素电负性小于非金属元素，故电负性性F(Z)＞N(Y)＞C(X)＞Na(W)，D正确；故选A。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 原子结构与元素的性质 ▌题型01 原子结构与元素周期表结构 【典例01】D 【变式1-1】C 【变式1-2】C 【变式1-3】B ▌题型02 元素周期表的分区 【典例02】B 【变式2-1】D 【变式2-2】C 【变式2-3】A ▌题型03 元素周期律 【典例02】A 【变式3-1】A 【变式3-2】A 【变式3-3】B ▌题型04 微粒半径大小比较 【典例04】C 【变式4-1】D 【变式4-2】C 【变式4-3】C ▌题型05 电离能 【典例05】A 【变式5-1】A 【变式5-2】(1) 26 5 (2)     哑铃 (3)AD (4)d 由于Mn2+的电子排布式为3d5，3d轨道半充满，比Fe2+(3d6)稳定，再失去电子吸收能量高。 【变式5-3】(1)O>H>Mg (2) 乙 镁价电子为3s2，3s能级处于全满稳定状态，其第一电离能大于Al ① (3)3 (4)Fe2+的价电子是3d6，Fe3+的价电子是3d5，3d5是3d轨道半充满的结构，比较稳定，因此Fe2+易失去电子被氧化 ▌题型06 电负性 【典例06】B 【变式6-1】B 【变式6-2】C 【变式6-3】(1)原子半径越小，x值越大　周期性 (2)0.93　1.57　2.25　3.44 (3)氮　(4)共价键　(5)F (6)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物　将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物 ▌题型07 元素推断 【典例07】D 【变式7-1】D 【变式7-2】D 【变式7-3】A 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $