2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu) 第3節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)教學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第3節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 第1課時　 電離能及其變化規(guī)律 [課標(biāo)要求] 1．能說出元素電離能的涵義。 2．能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。 1.電離能：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的最小能量。符號：I，單位：kJmol－1。 2．第一電離能：氣態(tài)原子失去一個電子形成＋1價氣態(tài)陽離子所需最低能量。符號：I1。 3．同周期從左到右，元素的第一電離能有增大趨勢，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，ⅤA族元素大于ⅥA族元素；同主族從上而下，元素的第一電離能逐漸減小。 4．第一電離能越小，越易失去電子，金屬性越強(qiáng)；第一電離能越大，越難失去電子，金屬性越弱。 1．電離能及其分類 (1)電離能 ①概念：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的最小能量。 ②符號：I，單位：kJmol－1。 (2)電離能的分類 M(g)M＋(g) 2．電離能的意義 電離能越小，該氣態(tài)原子越容易失去電子； 電離能越大，該氣態(tài)原子越難失去電子。 [特別提醒]　 (1)理解電離能的概念時要把握兩點(diǎn)：一是氣態(tài)(原子或離子)；二是最小能量。 (2)對于同一元素：I3＞I2＞I1。 (3)運(yùn)用電離能的數(shù)值可以判斷金屬原子在氣態(tài)時失去電子的難易程度。 1．元素原子得失電子的能力與元素在元素周期表中的位置存在著一定的聯(lián)系。在元素周期表中，最容易失電子的元素的位置在(　　) A．右下角　　　　　　 B．左上角 C．右上角 D．左下角 解析：選D　同周期主族元素，從左向右原子失電子能力逐漸減弱；同主族元素，從上到下原子失電子能力逐漸增強(qiáng)。 2．在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯誤的是(　　) A．最易失去的電子能量最高 B．電離能最小的電子能量最高 C．p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量 D．在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的電子能量最低 解析：選C　原子易失去的電子應(yīng)是離核最遠(yuǎn)的外層電子，其能量最高，A正確；B項(xiàng)，電離能最小的電子離原子核最遠(yuǎn)，受原子核的吸引力最小，能量最高，B正確；處于較高電子層中的 s 軌道電子的能量要比處于較低電子層中 p 軌道電子的能量高，C錯誤；能量越低的電子盡量排布在離原子核越近的軌道上，D正確。 1．第一電離能－原子序數(shù)圖 2．元素第一電離能的變化規(guī)律 同周期 堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大，從左到右，第一電離能總體呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢 同主族 從上到下第一電離能逐漸減小 3．影響因素 1．同一周期自左至右元素的第一電離能是否逐漸增大？ 提示：否。 2．為什么一種元素的各級電離能是逐漸增大的？ 提示：氣態(tài)陽離子所帶正電荷多，比不帶電荷的氣態(tài)原子或所帶正電荷少的氣態(tài)陽離子對電子的吸引力要大。 1．元素第一電離能周期性變化規(guī)律中的特例 ⅡA族元素原子最外電子層的s軌道處于全充滿狀態(tài)，p軌道處于全空狀態(tài)，ⅤA族元素原子最外電子層的p軌道處于半充滿狀態(tài)，根據(jù)洪特規(guī)則的特例，二者均屬于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，故這兩個主族的元素原子相對較難失去第一個電子，第一電離能分別比同周期相鄰元素的第一電離能都高，屬于電離能周期性變化的特例。例如I1(Na)＜I1(Mg)、I1(Mg)＞I1(Al)；I1(Si)＜I1(P)、I1(P)＞I1(S)。 2．電離能的應(yīng)用 (1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布。如Li：I1≤I2＜I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個電子層上(K、L電子層)，且最外層上只有一個電子。 (2)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價。如K：I1≤I2＜I3，表明K原子易失去一個電子形成＋1價陽離子。 (3)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱：I1越大，元素的非金屬性越強(qiáng)；I1越小，元素的金屬性越強(qiáng)。 1．比較下列各元素第一電離能的大小。 (1)N、O、F　　　　　　　 (2)Be、Mg、Ca (3)Na、Mg、Al (4)Li、Be、B 答案：(1)F＞N＞O (2)Be＞Mg＞Ca (3)Mg＞Al＞Na (4)Be＞B＞Li 2．按第一電離能遞增的順序排列的是(　　) A．Li、Na、K B．Na、Al、S C．P、Si、Al D．Cl、Br、I 解析：選B　同周期元素從左到右，第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢，同主族元素，從上到下，第一電離能逐漸減小。 3．某主族元素原子的第一、二、三、四各級電離能依次為：899 kJmol－1、1 757 kJmol－1、14 840 kJmol－1、18 025 kJmol－1，試分析該元素所在的族序數(shù)為(　　) A．ⅠA族 B．ⅡA族 C．ⅢA族 D．ⅣA族 解析：選B　根據(jù)該元素的第一、二、三、四各級電離能數(shù)據(jù)大小可知，第二和第三電離能相差最大，發(fā)生突躍現(xiàn)象，說明該原子失去兩個電子時較易，即最外層有2個電子，故為ⅡA族元素。 [方法技巧] 　　元素原子的電離能逐級升高，并有突躍現(xiàn)象，如下表： 鈉、鎂、鋁的電離能(kJmol－1) 　元素 電離能　 　 Na Mg Al I1 496 738 577 I2 4 562 1 451 1 817 I3 6 912 7 733 2 745 I4 9 543 10 540 11 575 　　當(dāng)電離能發(fā)生突躍時，說明所失電子的電子層數(shù)發(fā)生變化，即發(fā)生突躍之前所對應(yīng)的電離能反映了元素原子的價電子和主要化合價。如Na、Mg、Al的電離能分別在I2、I3、I4發(fā)生突躍，說明Na、Mg、Al的價電子數(shù)分別為1、2、3，主要化合價分別為＋1、＋2、＋3。 [三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列原子中，第一電離能最大的是(　　) A．B　　　　　　　 B．C C．Al D．Si 解析：選B　B、C屬于同周期元素，故I1(C)＞I1(B)，Al、Si屬于同周期元素，故I1(Si)＞I1(Al)；C、Si屬于同主族元素，故I1(C)＞I1(Si)，B、Al屬于同主族元素，故I1(B)＞I1(Al)。綜上所述知I1(C)最大。 2．在第2周期中，B、C、N、O四種元素的第一電離能由大到小的排列順序是(　　) A．I1(N)＞I1(C)＞I1(O)＞I1(B) B．I1(N)＞I1(O)＞I1(B)＞I1(C) C．I1(N)＞I1(O)＞I1(C)＞I1(B) D．I1(O)＞I1(N)＞I1(C)＞I1(B) 解析：選C　B、C、N、O屬于同周期元素，同一周期元素隨原子序數(shù)遞增，第一電離能有增大的變化趨勢，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，ⅤA族元素大于ⅥA族元素。 3．具有下列電子構(gòu)型的元素中，第一電離能最小的是(　　) A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6 解析：選B　ns2np3的為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能為ns2np3＞ns2np4，對于題給四個選項(xiàng)，其第一電離能由小到大順序?yàn)閚s2np4＜ns2np3＜ns2np5＜ns2np6，即第一電離能最小的電子構(gòu)型為ns2np4的元素。 4．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJmol－1。根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷錯誤的是(　　) 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4 600 6 900 9 500 Y 580 1 800 2 700 11 600 A．元素X的常見化合價是＋1價 B．元素Y是ⅢA族的元素 C．元素X與氯形成化合物時，化學(xué)式可能是XCl D．若元素Y處于第3周期，它可與冷水劇烈反應(yīng) 解析：選D　根據(jù)各級電離能的變化，知道元素X的I1、I2差別很大，常顯＋1價，A、C正確；元素Y的I3、I4有較大變化，所以Y應(yīng)是ⅢA族的元素，B正確；若Y在第3周期，則Y為Al，不能與冷水劇烈反應(yīng)，D錯誤。 5．現(xiàn)有核電荷數(shù)小于18的元素A，其電離能數(shù)據(jù)如表所示(I1表示失去第1個電子的電離能，In表示失去第n個電子的電離能，單位為eV) 序號 I1 I2 I3 I4 I5 I6 電離能 7.644 15.03 80.12 109.3 141.2 186.5 序號 I7 I8 I9 I10 I11 … 電離能 224.9 266.0 327.9 367.4 1 761 … (1)電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，電離能越________(填“大”或“小”)；陽離子核電荷數(shù)越高，再失去電子時，電離能越________(填“大”或“小”)。 (2)上述11個電子分屬________個電子層。 (3)去掉11個電子后，該元素還有________個電子。 (4)該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是________。　 (5)該元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比核外電子排布式為1s22s22p63s1的元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 解析：(1)電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，受原子核的引力越小，失去電子越容易，則電離能越小。陽離子核電荷數(shù)越高，離子半徑越小，原子核對核外電子的引力越大，失電子越難，則電離能越大。 (2)據(jù)題目數(shù)據(jù)，I1、I2較小，I3突然增大，說明最外層有2個電子，I3到I10變化較小，但I(xiàn)11突然增大，說明次外層有8個電子，又由于核電荷數(shù)小于18，所以A為Mg。 (3)Mg原子去掉11個電子后，還有1個電子。 (4)Mg元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為 Mg(OH)2。 (5)電子排布為1s22s22p63s1的元素為鈉，與Mg同周期且在Mg的左邊，所以堿性NaOH>Mg(OH)2。 答案：(1)小　大　(2)3　(3)1　(4)Mg(OH)2　(5)弱 1．下列元素中哪一個基態(tài)原子的第一電離能最大(　　) A．Be　　　　　　　　　 B．B C．C D．N 解析：選D　同一周期從左向右，元素的第一電離能呈增大的趨勢，其中ⅡA族與ⅢA族、ⅤA族與ⅥA族出現(xiàn)反常。 2．下列各組元素中，第一電離能依次減小的是(　　) A．F　O　N　C B．Na　Mg　Al　Si C．I　Br　Cl　F D．H　Li　Na　K 解析：選D　A項(xiàng)，I1(F)＞I1(N)＞I1(O)＞I1(C)；B項(xiàng)，I1(Si)＞I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(Na)；C項(xiàng)，I1(F)＞I1(Cl)＞I1(Br)＞I1(I)。 3．下列原子的電子排布中，第二電離能最大的是(　　) A．1s2 B．1s22s1 C．1s22s2 D．1s22s22p1 解析：選B　核外電子排布為1s22s1的原子失去一個電子后變成1s2(與He原子電子排布相同)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去一個電子更困難。 4．元素周期表第3周期所含主族元素中，第一電離能最大和最小的兩元素形成的化合物是(　　) A．Na2S B．MgCl2 C．NaCl D．AlCl3 解析：選C　第3周期主族元素中，第一電離能最大的元素為Cl，第一電離能最小的元素為Na，二者形成的化合物為NaCl。 5下列原子的價電子排布中，對應(yīng)于第一電離能最大的是(　　) A．3s23p1 B．3s23p2 C．3s23p3 D．4s24p4 解析：選C　由上述各項(xiàng)元素原子的價電子排布式可知C項(xiàng)中3p3處于半充滿狀態(tài)，電子能量低，原子較穩(wěn)定，故第一電離能最大。 6．下列有關(guān)微粒性質(zhì)的排列順序中，錯誤的是(　　) A．原子半徑：Na＞S＞O B．穩(wěn)定性：PH3＜H2S＜H2O C．離子半徑：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋ D．第一電離能：O＜F＜Ne 解析：選C　A項(xiàng)，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半徑Na＞S＞O，正確；B項(xiàng)P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氫化物穩(wěn)定性，PH3＜H2S＜H2O，正確；C項(xiàng)應(yīng)為Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；D項(xiàng)正確。 7．下列說法中正確的是(　　) A．第3周期所含元素中鈉的第一電離能最小 B．鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大 C．在所有的元素中，F(xiàn)的第一電離能最大 D．鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大 解析：選A　B項(xiàng)，I1(Mg)＞I1(Al)；C項(xiàng)，在所有元素中，He的第一電離能最大；D項(xiàng)，I1(Na)＞I1(K)，I1(Mg)＞I1(Na)，故I1(Mg)＞I1(K)。 8．下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是(　　) A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強(qiáng)于鈉 B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大 C．最外層電子排布為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大 D．對于同一元素而言，原子的電離能I1＜I2＜I3＜… 解析：選B　A項(xiàng)，同一主族，從上到下元素的第一電離能越來越小，活潑性越來越強(qiáng)；B項(xiàng)，同周期的第ⅡA與第ⅢA族，第ⅤA與第ⅥA族，第一電離能出現(xiàn)了反常；C項(xiàng)，ns2np6的原子為稀有氣體原子， 第一電離能較大；D項(xiàng)，同一元素的原子，I1＜I2＜I3。 9.(1)第一電離能介于B、N之間的第2周期元素有______種。 (2)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。 (3)N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下： I1 I2 I3 I4 … Im/kJmol－1 578 1 817 2 745 11 578 … 則該元素是________(填元素符號)。 (4)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______________。 解析：(1)第二周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢，但是由于氮原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，其第一電離能比氧的大，鈹原子的2s軌道處于全充滿狀態(tài)，鈹元素的第一電離能比硼的大，所以第一電離能介于硼和氮之間的元素有鈹、碳、氧3種。(2)由(1)可標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。(3)從表中原子的第一至第四電離能可以看出，元素的第一、第二、第三電離能都較小，而第四電離能遠(yuǎn)大于第三電離能，所以原子最外層有3個電子，應(yīng)為鋁元素。(4)同主族元素從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，故第一電離能O>S>Se。 答案：(1)3　(2)如圖所示 (3)Al　(4)O>S>Se 10．根據(jù)下表中五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位：kJmol－1)，回答下面各題： 元素代號 I1 I2 I3 I4 Q 2 080 4 000 6 100 9 400 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 500 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 (1)在周期表中，最可能處于同一族的是________。 A．Q和R B．S和T C．T和U D．R和T E．R和U (2)下列離子的氧化性最弱的是________。 A．S2＋ B．R2＋ C．T3＋ D．U＋ (3)下列元素中，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像Q元素的是________。 A．硼 B．鈹 C．氦 D．氫 (4)如果R、S、T是同周期的三種主族元素，則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是________，其中元素________的第一電離能反常高的原因是______________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在周期表中，最可能處于同一族的元素是電離能突變位置類似的元素，R和U的第二電離能突然增大，說明它們的最外層上只有一個電子，同屬于第ⅠA族。 (2)電離能越大，越難失去電子，相應(yīng)離子越易得到電子，氧化性越強(qiáng)，反之，電離能越小相應(yīng)離子的氧化性越弱。對于S2＋，I2＝1 500 kJmol－1；對于R2＋，I2＝4 600 kJmol－1；對于T3＋，I3＝2 700 kJmol－1；對于U＋，I1＝420 kJmol－1，電離能最小的是420 kJmol－1，即U＋的氧化性最弱。 (3)Q元素的各級電離能都很大，且各級電離能之間的差值非常接近，因此，可能是第ⅣA族的元素或零族元素，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像Q元素的是氦元素。 (4)由電離能的數(shù)值分析可得，R為第ⅠA族，S為第ⅡA族，T為第ⅢA族，若R、S、T是同周期的三種主族元素，則它們的原子序數(shù)由小到大的順序必然是RB>C>D B．原子序數(shù)：d>c>b>a C．離子半徑：C3－>D－>B＋>A2＋ D．元素的第一電離能：A>B>D>C 解析：選C　本題既可以用相關(guān)規(guī)律判斷，又可以用具體元素進(jìn)行判斷。方法一：A、B、C、D四種元素在周期表中的相對位置關(guān)系為 …… C D B A …… 。由此得出A、B、C、D的原子半徑大小為B>A>C>D，A選項(xiàng)錯誤；它們的原子序數(shù)關(guān)系為：a>b>d>c，B選項(xiàng)錯誤；依據(jù)“電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，原子序數(shù)越大，半徑越小”的規(guī)律來判斷，C選項(xiàng)正確；元素第一電離能的關(guān)系為D>C>A>B，D選項(xiàng)錯誤。方法二：找出相應(yīng)的元素符號，如12Mg2＋、11Na＋、7N3－、9F－，可迅速作出判斷。 9．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一種化學(xué)元素。 (1)上述第3周期中第一電離能(I1)最大的是______，c和f的I1大小關(guān)系是________大于________(用字母表示)。 (2)上述元素中，原子中未成對電子數(shù)最多的是______，寫出該元素的電子排布式：____________。 (3)根據(jù)下表所提供的電離能數(shù)據(jù)，回答下列問題。 鋰 X Y I1 520 502 580 I2 7 299 4 570 1 820 I3 11 816 6 920 2 750 I4 9 550 11 600 ①表中X可能為以上13種元素中的________(填寫字母)元素。用元素符號表示X和j形成的化合物的化學(xué)式____________。 ②Y是周期表中的________族的元素。 解析：(1)周期表中所列13種元素分別是：Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar屬于第3周期，原子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外電子排布分別為1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2為全滿狀態(tài)，故其I1比Al的I1大。 (2)i元素最外層電子排布為3s23p3，有3個未成對電子，是最多的。 (3)由表中數(shù)據(jù)可以看出，鋰和X的I1均比I2、I3小很多，說明X與Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，說明X的金屬性比鋰更強(qiáng)，則X為Na(即a)；由Y的電離能數(shù)據(jù)可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y原子屬于ⅢA族元素。 答案：(1)m　c　f　(2)i　1s22s22p63s23p3 (3)①a　Na2O(或Na2O2)?、冖驛 10．不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(設(shè)其為E)如下圖所示。 試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點(diǎn)，并回答下列問題： (1)同主族內(nèi)不同元素的E值變化的特點(diǎn)是______________________________。各主族中E值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________變化規(guī)律。 (2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，E值增大，但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是________(填寫編號)。 ①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒) ③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒) (3)估計1 mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍：________＜E＜________。 (4)10號元素E值較大的原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)從H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大，E值變??；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈現(xiàn)明顯的周期性。 (2)從第2、3周期可以看出，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相鄰兩種元素E值都低。由此可以推測： E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒)。 (3)根據(jù)同主族、同周期規(guī)律可以推測： E(K)＜E(Ca)＜E(Mg)。 (4)10號元素是稀有氣體氖，該元素原子的最外層2s、2p軌道全充滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 答案：(1)隨著原子序數(shù)增大，E值變小　周期性 (2)①③　(3)485　738 (4)10號元素為氖，該元素原子最外層2s、2p軌道全充滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 第2課時　 元素的電負(fù)性及其變化規(guī)律 [課標(biāo)要求] 1．能說出元素電負(fù)性的涵義。 2．了解電負(fù)性的應(yīng)用。 3．知道元素化合價的判斷方法。 　1.電負(fù)性是元素的原子在化合物中吸引電子能力的標(biāo)度。 2．同周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大；同主族從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小(稀有氣體除外)。 3．周期表中電負(fù)性最大的是氟，電負(fù)性最小的是鈁。 4．電負(fù)性的應(yīng)用： (1)判斷元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱。 (2)判斷化合物中元素化合價的正負(fù)。 (3)判斷化學(xué)鍵的類型。 1．電負(fù)性 (1)概念：元素的原子在化合物中吸引電子能力的標(biāo)度。 (2)標(biāo)準(zhǔn)：指定氟的電負(fù)性為 4.0，并以此為標(biāo)準(zhǔn)確定其他元素的電負(fù)性。 2．電負(fù)性的變化規(guī)律 (1)同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性遞增； (2)同一主族，自上而下，元素的電負(fù)性遞減。 [特別提醒]　 (1)決定元素電負(fù)性大小的因素：質(zhì)子數(shù)、原子半徑、核外電子排布。 (2)同一周期從左到右，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)增大，原子半徑遞減，原子核對外層電子的吸引能力逐漸增強(qiáng)，因而電負(fù)性遞增。 (3)同一主族自上而下，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對外層電子的吸引能力逐漸減弱，因而電負(fù)性遞減。 (4)在周期表中，右上方氟的電負(fù)性最大(稀有氣體除外)，左下方鈁的電負(fù)性最?。煌恢芷?，堿金屬元素的電負(fù)性最小，鹵族元素的電負(fù)性最大。 3．電負(fù)性的應(yīng)用 (1)判斷金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱 通常，電負(fù)性小于2的元素為金屬元素(大部分)；電負(fù)性大于2的元素為非金屬元素(大部分)。 (2)判斷化合物中元素化合價的正負(fù) 化合物中，電負(fù)性大的元素易呈現(xiàn)負(fù)價；電負(fù)性小的元素易呈現(xiàn)正價。 (3)判斷化學(xué)鍵的類型 電負(fù)性差值大的元素原子之間主要形成離子鍵；電負(fù)性差值小的元素原子之間主要形成共價鍵。 [特別提醒]　 (1)元素的金屬性與非金屬性沒有明顯的界線，不能把電負(fù)性的大小作為衡量金屬和非金屬的絕對標(biāo)準(zhǔn)。 (2)電負(fù)性差值較大的元素之間易形成離子鍵，并不是一定形成離子鍵，如AlCl3、HF均為共價化合物。 (3)元素周期表中處于對角線位置的元素電負(fù)性數(shù)值相近，性質(zhì)相似。 1．下列原子的價電子排布中，電負(fù)性最小的是(　　) A．3s2　　　　　　　　　 B．3s23p3 C．3s23p4 D．3s23p5 解析：選A　同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，A、B、C、D分別為Mg、P、S、Cl，故Mg的電負(fù)性最小，選A。 2．下列關(guān)于元素電負(fù)性大小的比較中，不正確的是(　　) A．O＜S＜Se＜Te B．C＜N＜O＜F C．P＜S＜O＜F D．K＜Na＜Mg＜Al 解析：選A　同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小。 3．比較下列元素電負(fù)性的大小。 (1)Li____Na　(2)O____F　(3)Si____P (4)K____Ca　(5)Mg____Al　(6)N____O 答案：(1)＞　(2)＜　(3)＜　(4)＜　(5)＜　(6)＜ 4．按要求回答下列問題。 (1)標(biāo)出下列化合物中元素的化合價。 ①M(fèi)gO?、贐eCl2?、跜O2?、躆g3N2　⑤IBr?、轘OCl2 (2)判斷下列化合物類型：NaF、HCl、NO2、MgO、CaCl2、CH4 ①離子化合物：__________________________________________________________； ②共價化合物：________________________________________________________。 答案：(1)①M(fèi)?、贐?、邸、? ⑤B?、? (2)①NaF、MgO、CaCl2　②HCl、NO2、CH4 [方法技巧] 判斷元素電負(fù)性大小的方法 (1)利用非金屬電負(fù)性＞金屬電負(fù)性判斷；(2)利用同周期、同主族電負(fù)性變化規(guī)律判斷；(3)利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性判斷；(4)利用最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸、堿性強(qiáng)弱判斷；(5)利用單質(zhì)與H2化合的難易判斷；(6)利用單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換氫的難易判斷；(7)利用化合物中所呈現(xiàn)的化合價判斷；(8)利用置換反應(yīng)判斷。 1．元素化合價的決定因素 元素的化合價與原子的核外電子排布尤其是價電子排布有著密切的關(guān)系。 2．化合價規(guī)律 (1)元素的最高化合價等于它所在的族的序數(shù)(ⅠB、0族、氧、氟以及Ⅷ族的某些元素除外)。 (2)非金屬元素的最高化合價和它的負(fù)化合價的絕對值之和等于8(氫元素除外)。 (3)稀有氣體元素的化合價通常為 0，過渡金屬元素的價電子較多，且各級電離能相差不大，因此具有多種價態(tài)。 (4)金屬元素在化合物中只表現(xiàn)正價，非金屬元素既可顯正價，也可顯負(fù)價。 (5)氟無正價，氧無最高正價。 1．價電子與原子結(jié)構(gòu)的哪一部分有關(guān)？元素周期表中原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)什么變化？ 提示：對于主族元素，價電子是最外層上的電子，副族及第Ⅷ族，除最外層電子外往往涉及次外層電子(如d電子)；周期性變化。 2．元素周期表中，因原子結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致元素的哪些性質(zhì)發(fā)生什么樣的變化？ 提示：原子半徑，元素的主要化合價，元素的金屬性和非金屬性，元素的第一電離能，元素的電負(fù)性發(fā)生周期性變化。 1．關(guān)于元素化合價的下列敘述中正確的是(　　) A．化合價是元素性質(zhì)的一種重要體現(xiàn) B．元素的化合價與價電子的排布無關(guān) C．元素的最高化合價等于它所在的族的族序數(shù) D．非金屬元素的最高化合價與最低化合價的代數(shù)和等于8(氫除外) 解析：選A　化合價是價電子排布的一種表現(xiàn)，是元素性質(zhì)的體現(xiàn)；元素的最高化合價等于族序數(shù)，只對全部主族元素成立，副族及Ⅷ族元素有的不成立；D項(xiàng)應(yīng)是絕對值之和等于8。 2．具有下列特征的元素，一定是非金屬元素的是(　　) A．對應(yīng)的氫氧化物是兩性氫氧化物 B．具有負(fù)化合價 C．最高價氧化物對應(yīng)的水化物是酸 D．具有可變化合價 解析：選B　金屬元素和非金屬元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物都有可能是酸，二者均可具有可變化合價，對應(yīng)的氫氧化物是兩性化合物的元素是金屬元素；只有非金屬元素才有負(fù)化合價，金屬元素沒有負(fù)化合價。 1．解題思路 根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及相關(guān)已知條件，可推算原子序數(shù)，判斷元素在周期表中的位置等，基本思路如下： 2．解題方法 (1)利用稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性 稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬元素的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，與下一周期的金屬元素的陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。 ①與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子：H－、Li＋、Be2＋； ②與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子：F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋； ③與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子：Cl－、S2－、K＋、Ca2＋。 (2)利用常見元素及其化合物的特征 ①形成化合物種類最多的元素之一、單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素是C。 ②空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素是N。 ③地殼中含量最多的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素是O。 ④單質(zhì)最輕的元素是H；單質(zhì)最輕的金屬元素是Li。 ⑤單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素是Br；金屬元素是Hg。 ⑥最高價氧化物及其對應(yīng)的水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素是Be、Al。 ⑦元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能起化合反應(yīng)的元素是N；能起氧化還原反應(yīng)的元素是S。 ⑧元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素是Li、Na、F。 (3)利用一些規(guī)律 ①元素周期表中的遞變規(guī)律(“三角”規(guī)律)： 若A、B、C三元素位于元素周期表中如圖所示位置，則有關(guān)的各種性質(zhì)均可排出順序(但D不能參與排列)。如原子半徑：C＞A＞B；金屬性：C＞A＞B；非金屬性：B＞A＞C。 ②元素周期表中的相似規(guī)律： a．同主族元素性質(zhì)相似(因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)均相同)； b．元素周期表中位于對角線位置(圖中A、D位置)的元素性質(zhì)相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等； c．相鄰元素性質(zhì)差別不大。 1．(2015全國卷Ⅰ)W、X、Y、Z均為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增加，且原子核外L電子層的電子數(shù)分別為0、5、8、8，它們的最外層電子數(shù)之和為18。下列說法正確的是(　　) A．單質(zhì)的沸點(diǎn)：W>X B．陰離子的還原性：W>Z C．氧化物的水化物的酸性：YH2，A不正確；B.Cl元素的非金屬性強(qiáng)于H元素，元素得電子能力越強(qiáng)，其對應(yīng)陰離子越不容易失去電子，故對應(yīng)陰離子的還原性：Cl－弱于H－；B正確。C.P元素的非金屬性弱于Cl元素的非金屬性，元素非金屬性越弱，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越弱，故酸性： H3PO4b>a B．a(chǎn)和其他3種元素均能形成共價化合物 C．d和其他3種元素均能形成離子化合物 D．元素a、b、c各自最高和最低化合價的代數(shù)和分別為0、4、6 解析：選B　由a的最外層電子數(shù)為1，a－的電子層結(jié)構(gòu)與氦相同可知，a為H。b和c的次外層有8個電子，則b、c處于第三周期，又知b、c的最外層電子數(shù)分別為6、7，從而推知，b、c分別為S、Cl。由c－和d＋的電子層結(jié)構(gòu)相同可知，d為K。A項(xiàng)，S、Cl處于第三周期，Cl的原子序數(shù)大于S，則Cl的非金屬性強(qiáng)于S；由H2S中S元素顯－2價、H元素顯＋1價可知，S的非金屬性強(qiáng)于H，因此三種元素的非金屬性順序?yàn)镃l＞S＞H；B項(xiàng)，H和S、Cl可形成共價化合物H2S和HCl，而H與K則形成離子化合物KH；C項(xiàng)，K和H、S、Cl均可形成離子化合物，分別為KH、K2S和KCl；D項(xiàng)，H、S、Cl的最高化合價分別為＋1、＋6和＋7，最低化合價分別為－1、－2和－1，因此三種元素各自最高和最低化合價的代數(shù)和分別為0、4、6。 3．(2015福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如右所示，其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍。下列說法不正確的是(　　) A．原子半徑：W＞Z＞Y＞X B．最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：X＞W(wǎng)＞Z C．最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y＞X＞W(wǎng)＞Z D．元素X、Z、W的最高化合價分別與其主族序數(shù)相等 解析：選A　從元素周期表的局部圖可知X、Y、Z、W為二、三周期元素，W位于第三周期，W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，故W是P元素，據(jù)此推出X、Y、Z分別是氮、氧、硅。根據(jù)四種元素在周期表中的位置關(guān)系可知，原子半徑：Z>W>X>Y，A項(xiàng)錯誤；非金屬性：O>N>P>Si，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，B、C項(xiàng)正確；主族元素除O、F外，其他元素最高化合價都等于其主族序數(shù)，D項(xiàng)正確。 [三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列元素的電負(fù)性最大的是(　　) A．Na　　　　　　　　 B．S C．O D．C 解析：選C　據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律可知電負(fù)性大小為：O＞S＞C＞Na。 2．下列原子的價電子排布中，對應(yīng)元素電負(fù)性最大的是(　　) A．3s23p1 B．3s23p2 C．3s23p3 D．3s23p4 解析：選D　由原子的價電子排布式知A～D中元素分別為Al、Si、P、S四種元素，其中S元素非金屬性最強(qiáng)，電負(fù)性最大。 3．下列不是元素電負(fù)性應(yīng)用的是(　　) A．判斷化合物溶解度 B．判斷化合物中元素正負(fù)價 C．判斷化學(xué)鍵類型 D．判斷一種元素是金屬還是非金屬 解析：選A　元素電負(fù)性的應(yīng)用：(1)判斷化合物中元素化合價的正負(fù)；(2)判斷化學(xué)鍵類型；(3)判斷金屬元素和非金屬元素。 4.短周期主族元素X、Y、Z在周期表中的位置如右圖。下列說法正確的是(　　) A．Z元素的最高化合價一定高于X元素 B．三種元素原子半徑由大到小的順序一定是Y>X>Z C．若它們的原子最外層電子數(shù)之和為11，則X為金屬元素 D．若它們均為金屬元素，則Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng) Z X Y 解析：選C　Z元素的最高化合價未必高于X元素，如果Z為F元素，則無正價，故A錯誤；根據(jù)原子半徑的變化規(guī)律，由大到小的順序?yàn)閄>Y>Z，B錯誤；若它們的原子最外層電子數(shù)之和為11，設(shè)X的最外層電子數(shù)為a、則Y的最外層為a＋1、Z的最外層電子數(shù)為a＋1。計算得到a＝3，根據(jù)在元素周期表中的位置判斷X為Al元素，C正確；如果都是金屬元素，由位置判斷X的金屬性最強(qiáng)，則X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)，D錯誤。 5．下面給出15種元素的電負(fù)性 元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si H 電負(fù)性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 2.1 已知：一般來說，兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時，形成離子鍵；兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時，形成共價鍵。 (1)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是__________。 (2)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物： Mg3N2____________，BeCl2____________， AlCl3____________，SiC____________。 解析：(1)把表中元素按原子序數(shù)遞增的順序排序，然后對應(yīng)寫出它們的電負(fù)性數(shù)值，從Li→F電負(fù)性增大，到Na時電負(fù)性又突然變小，從Na→Cl又逐漸增大，所以隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化。 (2)根據(jù)已知條件及表中數(shù)值，Mg3N2中兩元素電負(fù)性差值為1.8，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC中兩元素電負(fù)性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物。 答案：(1)隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化　(2)離子化合物　共價化合物　共價化合物　共價化合物 1．下列各組元素中，電負(fù)性依次減小的是(　　) A．K、Na、Al　　　　　　 B．O、Cl、H C．As、P、H D．O、S、Cl 解析：選B　A項(xiàng)，電負(fù)性：Al＞Na＞K；B項(xiàng)，電負(fù)性：O＞Cl＞H；C項(xiàng)，電負(fù)性：P＞As＞H；D項(xiàng)，電負(fù)性：O＞Cl＞S。 2．元素電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增而增大的是(　　) A．Li、Na、K B．N、P、As C．O、S、Cl D．Si、P、Cl 解析：選D　同周期，從左向右，電負(fù)性越來越大；同主族，自上而下，電負(fù)性越來越小。A、B中均為同一主族，電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小；C中，O、S同主族，電負(fù)性O(shè)>S，S、Cl同周期，電負(fù)性Cl>S；D中為同一周期元素，電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增而增大。 3．對價電子構(gòu)型為2s22p5的元素描述正確的是(　　) A．原子半徑最小 B．原子序數(shù)為7 C．第一電離能最大 D．電負(fù)性最大 解析：選D　該元素為氟元素，因F為非金屬性最強(qiáng)的元素，所以電負(fù)性最大。 4．下列各組元素的電負(fù)性大小順序正確的是(　　) A．SN；C中Si電負(fù)性最大；D中應(yīng)Zn1.7時，一般為離子鍵；Δx<1.7，一般為共價鍵。試推斷：AlBr3中化學(xué)鍵類型是________。 (5)推測元素周期表中，x值最大的元素是________。 (6)從電負(fù)性角度，判斷AlCl3是離子化合物，還是共價化合物的方法是：________________________________________________________________________ (寫出判斷的方法)；請設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論：__________________。 解析：(1)表中同一周期的元素從Li→F，x值越來越大。而我們已知的同一周期元素從Li→F，原子半徑越來越小，故原子半徑越小，x值越大。 (2)根據(jù)(1)中的規(guī)律，Mg的x值應(yīng)大于N