第03講L3元素周期律（含答案）?2024年高中化學(xué)同步精品

講義（選擇性必修二）第3課元素周期律

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性

變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。

2.能說出元素電離能、電負(fù)性的含義，能描述主族元素第一電離能、電負(fù)性變化的一股規(guī)律，能從電子排布

的角度對這一規(guī)律進(jìn)行解釋。

知識(shí)梳理

一、原子半徑

1.原子半徑的種類（根據(jù)原子之叵的作用力不同，將原子半徑分為半徑、半徑、半徑）

（1）共價(jià)半徑：同種元素的兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵結(jié)合時(shí)，它們咳間距的即是該原子的共價(jià)半徑。

CI的共價(jià)半徑99PmBr的共價(jià)丫:徑114Pm

（2）金屬半徑：金屬單質(zhì)的晶體中，兩個(gè)最相鄰的金屬原子核間距的.即是該金屬原子的金屬半徑。

（3）范德華半徑：稀有氣體原子之間以范德華力相互接近，低溫下稀有氣體單質(zhì)在以晶體存在時(shí)，兩個(gè)相

鄰原子核間距的即是范德華半徑。

D=2r

能層數(shù)：能層數(shù)越多，原子半徑越大

2.影響原子半徑大小的因素：

核電荷數(shù)：能層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小

3.影響方式:

注：因?yàn)橄∮袣怏w元素與其他元素的原子半徑的判定依據(jù)不同，一般不將其原子半徑與其他原子的半徑相

比較。

3.微粒半徑大小比較

①同種元素的微粒：陰離子原子陽離子；低價(jià)離子高價(jià)離子。

②電子層數(shù)越多，半徑越_______(一般情況下)；特例：堿金屬元素的原子半徑比其下一周期的大多數(shù)非

堿金屬元素的原子半徑要大。

③電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越，半徑越，即“序小徑大”。

【名師點(diǎn)撥】比較微粒半徑的一般思路

⑴“一層”：先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，微粒半徑一般越大。

(2)“二核”:若電子層數(shù)相同則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大微粒半徑越小。

(3)“三電子”:若電子層數(shù)、核電荷數(shù)均相同，則看核外電子數(shù),電子數(shù)多的半徑大。

【思考與討論p23］參考答案：

(1)同主族元素，從上到下，電子能層數(shù)逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增大，但電子的能層數(shù)成為影響原子半

徑的主要因素，所以從上到下原子半徑逐漸增大；

(2)同周期元素，從左到右，電子能層數(shù)不變，，但隨著核電荷數(shù)增大，原子核對電子的吸引作用增大，

從而使原子半徑逐漸減小。

二、電離能

1.第一電離能

(1)定義：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫做第一電離能。

【特別提醒】第一電離能概念的囚個(gè)限定條件：氣態(tài)、電中性基態(tài)、一個(gè)電子、最低能量。

(2)符號(hào)和單位：常用符號(hào)I表示，常用單位是klmoH

（3）意義：衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。即第一電離能數(shù)值越______,原子越失去

一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越,原子越失去一個(gè)電子。

（4）變化規(guī)律

①一般規(guī)律：同周期：隨原子序數(shù)的遞增而增:同周期中，第一電離能最小的是第一主族的元素,

最大的是稀有氣體元素；第一電離能最大的元素是鈕。同主族：隨原子序數(shù)的遞增而減。

②特例：具有、及的電子構(gòu)型的原子穩(wěn)定性較,其電離能數(shù)值較。

例如：第IIA族〉第mA族；第VA族〉笫VIA族

③過渡元素的第?電離能的變化不太規(guī)則，同周期元素中隨著元素原子核電荷數(shù)的增加，第?電離能略有

增加。

總之，第一電離能的周期性遞變是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果。

【特別提醒】第二、三、四周期中，第HA族、第VA族元素的第一電離能比相鄰元素都大。

2、逐級(jí)電離能

（1）含義：原子的+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)離子再失去1個(gè)電子所需要的最低能量叫做第二電離能，依次類推?？梢?/p>

表示為M（g）^M+（g）+e*h（第一電離能）

M+（g）=M2+（g）+C以第二電離能）

M2+（g）=M3+（g）+e-13（第三電離能）

（2）變化規(guī)律

①同一元素的逐級(jí)電離能是逐漸增的，即Ii<I2<I3<...

②當(dāng)相鄰逐級(jí)電離能突然變時(shí)，說明失去的電子所在電子層發(fā)生了,即電離能的差別大小

反映了電子的分層排布。

3、電離能的應(yīng)用

（1）推斷元素原子的排布

例如：Li的逐級(jí)電離能h《12V0表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層（K、L能層）上，且最外層上

只有一個(gè)電子

（2）判斷主族元素的正億合價(jià)或最外層

如果電離能在I”與【㈤之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成+n價(jià)離子而不易形成+（n+l）價(jià)離。如果是主族

元素，則其最外層有n個(gè)電子，最高正化合價(jià)為+n（0、F除外）。

（3）判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱

h越大，元素的非金屬性越（稀有氣體元素除外）；h越小，元素的金屬性越。

【特別提醒】記住下列元素原子第一電離能大小關(guān)系中的特例：Be>B;N>O;Mg>Al;P>S,在考試中經(jīng)常出現(xiàn)。

【思考與討論p24］參考答案：

⑴減金屬的第一電離能越小，堿金屬越活潑。

⑵因?yàn)槭紫仁サ碾娮邮悄芰孔罡叩碾娮?，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能量較低的電子，

所需要的能量較多；同時(shí)，失去目子后離子所帶正電荷對電子的吸引力更強(qiáng)，從而使電囹能越來越大。從

表中數(shù)據(jù)可以看出，Na的第一電離能較小，第二電離能突然增大（約為第一電離能的10倍），故Na的化

合價(jià)為+1。而Mg的第三電離能、A1的第四電離能發(fā)生突變，故Mg、Al的化合價(jià)分別為+2、+3。

三、電負(fù)性

1、鍵合電子：元素相互化合時(shí)，原子中用于形成的電子稱為鍵合電子

2、電負(fù)性

（1）定義：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的。

（2）意義：電負(fù)性越______的原子，對鍵合電子的吸引力越_______o

（3）大小的標(biāo)準(zhǔn)：以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。

（4）變化規(guī)律：一般來說，同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變；同族元素從上到下，元

素的電負(fù)性逐漸變o金屬元素的電負(fù)性較,非金屬元素的電負(fù)性較。電負(fù)性最大的

是，最小的是o

【易錯(cuò)提醒】①電負(fù)性的值是相對值，沒有單位；②不同元素的電負(fù)性可能相等（如C、S、1的電負(fù)性都

是2.5）。

（5）應(yīng)用

①判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱

I、金屬元素的電負(fù)性一般小于，非金屬元素的電負(fù)性一般大，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類

金屬”（元素性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的元素，如銘、鋪等）的電負(fù)性則在左右，它們既有金屬性，

又有非金屬性。

【易錯(cuò)提醒】不能把電負(fù)性L8作為劃分金屬元素和非金屬元素的絕對標(biāo)準(zhǔn)

0、金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越_______；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越_______。

②判斷化學(xué)鍵的類型

I、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值大于,它們之間通常形成離子健，但也有特例（如HF）。

H、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值小于,它們之間通常形成共價(jià)鍵，但也有特例（如NaH）。

③判斷元素的化合價(jià)

I、電負(fù)性小的元素易呈現(xiàn)______價(jià)

II、電負(fù)性大的元素易呈現(xiàn)價(jià)

④解釋對角線規(guī)則

利用電負(fù)性可以解釋對角線規(guī)則，如Li-Mg、Bc-AKB-Si,由于它們的電負(fù)性分別接,對鍵合電子的

吸引力相當(dāng)，故表現(xiàn)出的性質(zhì)。

（6）電負(fù)性與第一電離能的關(guān)系

電負(fù)性用于衡量原子吸引鍵合電子的能力，電負(fù)性的原子吸引電子的能力強(qiáng)，所以一般來說，電負(fù)

性大的原子對應(yīng)元素的第一電離能也_______。

【探究p26】【比較與分析】參考答案：

同周期土族元素隨著原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性逐漸增大，第一電高能總的變化趨勢是逐斷增大的，但有如

l1(Be)>Ii(B)sL(N)>L(O)這樣的“異?！爆F(xiàn)象，其中的原因分析如下：

(1)電負(fù)性是指不同元素的原子對健合電子的吸引能力，美國化學(xué)家鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計(jì)算，

以菽的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性(不包括稀有氣體)。由此

可知，元素電負(fù)性的大小與原子結(jié)構(gòu)無關(guān)。

(2)第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。由此可

知，第一電離能的大小、與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系明顯。例如，基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布的軌道表示式是

2s2P_________

叵III'」這樣一個(gè)相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),能量較低，基態(tài)0原子的價(jià)層電子排布的軌道表示式是

2s2P

回血匚H這樣一個(gè)相對不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，能量較高，所以h(N)>h(O)。

問題探究

A問題一微粒半徑的大小比較

【典例I】下列有關(guān)微粒半徑大小關(guān)系比較中，正確的是

A.微粒X+與Y-的核外電子排布相同，則離子半徑：X+>Y

B.原子X與Y的原子序數(shù)X>Y,則原子半徑一定是XvY

C.r(Cu)>r(Cu+)>r(Cu2+)

D.同一主族非金屬原子半徑X>Y,則非金屬性：X>Y

【解題必備】微粒半徑的大小比較技巧一“三看”：一看電子層數(shù)，二看核電荷數(shù)，三看電子數(shù)，一般規(guī)律:

(1)電子層數(shù)越多：半徑越大。

(2)電子層數(shù)相同時(shí)：核電核數(shù)越大，半徑越小，即“序大徑小”、“價(jià)高徑小”。

(3)電子層數(shù)、核電荷數(shù)都相同時(shí)：電子數(shù)越多，半徑越大。

【變式1?1】具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是

A.Is22522P63sl

B.Is22s22P63s23P64sl

C.Is22s22P63s2

D.Is22s22P63s23P63d64s2

【變式1-2］下列所述的粒子(均為36號(hào)以前的元素)，按半徑由大到小的順序排列止確的是

②基態(tài)Y-的價(jià)電子排布式為3s23P6

Is2s2p3s3p

③基態(tài)才的軌道表示式為固因[WW10[WW]

④基態(tài)E+的最高能級(jí)的電子對數(shù)等于其最高能層的電子層數(shù)

A.②>③>0B.④，③>②C.③，②,④D.④〉②:⑥

A問題二電離能及其應(yīng)用

【典例2】如表是同周期三種主族元素X、Y、Z的電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ-mol-'）o下列判斷錯(cuò)誤的是

元素代號(hào)11h1314

X496456269129543

Y5781817274511575

Z7381451773310540

A.X為第IA族元素

B.Y的價(jià)電子排布式為ns2npi

C.Z位于元素周期表s區(qū)

D.金屬性：X>Y>Z

【解題必備】電離能的應(yīng)用

（1）推斷元素原子的核外電子排布

例如：Li的逐級(jí)電離能h《12Vh表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層（K、L能層）上，且最外層上

只有一個(gè)電子

（2）判斷主族元素的最高正化合價(jià)或最外層電子數(shù)

如果電離能在1與1叔之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成+n價(jià)離子而不易形成+（n+l）價(jià)離。如果是主族

元素，則其最外層有n個(gè)電子，最高正化合價(jià)為+n（0、F除外）。

（3）判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱

h越大，元素的非金屬性越強(qiáng)（稀有氣體元素除外）；L越小，元素的金屬性越強(qiáng)。

【變式2-1】X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增大，X和Y位于同一周期、且兩種基態(tài)原子

中的未成對電子數(shù)均等于次外層的電子數(shù),Z和W為位于同一周期的金屬元素,Z元素的逐級(jí)電離能（kJ/mol）

依次為738、1451、7733、10540、13630……。下列有關(guān)說法正確的是

A.簡單離子的半徑：X>W>Z

B.電負(fù)性：W>X>Y

C.X的氫化物沸點(diǎn)一定高于Y的氫化物

D.X、Y兩種元素形成的化合物一定為非極性分子

【變式2-2］在下列各組元素中，有一■組原子的第一電離能分別是1086kJmol\1402kJ-mol1J3I3kJmol',

那么這組元素可能是

A.C、N、OB.F、Ne、NaC.Be、B、CD.S、Cl、Ar

A問題二電負(fù)性及其應(yīng)用

【典例3】己知：元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)；兩成鍵元素間電負(fù)性差值

大于1.7時(shí):通常形成離子鍵，法成鍵元素間電負(fù)性差值小于L7時(shí)，通常形成共價(jià)鍵。下表給出了14種

元素的電負(fù)性，則下列說法錯(cuò)誤的是

元素A1BBeCClFLi

電負(fù)性1.52.01.52.53.04.01.0

元素MgNNa0PSSi

電負(fù)性1.23.00.93.52.12.51.8

A.隨著原子序數(shù)遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化

B.元素電負(fù)性越大，其非金屬性越強(qiáng)

C.根據(jù)電負(fù)性數(shù)據(jù)可知Mg3N2中含有離子鍵

D.BeCb含金屬元素鍍，故屬于離子化合物

【解題必備】電負(fù)性的應(yīng)用

①判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱

1、金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬元素的電負(fù)性一般大1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”（元

素性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的元素，如錯(cuò)、睇等）的電負(fù)性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬

性。

【易錯(cuò)提醒】不能把電負(fù)性1.8作為劃分金屬元素和非金屬元素的絕對標(biāo)準(zhǔn)

H、金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。

②判斷化學(xué)鍵的類型

I、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值大于L7,它們之間通常形成離子鍵，但也有特例（如HF）。

II、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值小于17它們之間通常形成共價(jià)鍵，但也有特例（如NaH）。

③判斷元素的化合價(jià)

I、電負(fù)性小的元素易呈現(xiàn)正價(jià)

H、電負(fù)性大的元素易呈現(xiàn)負(fù)價(jià)

④解釋對角線規(guī)則

利用電負(fù)性可以解釋對角線規(guī)則，如Li-Mg、Bc-AKB-Si,由于它們的電負(fù)性分別接近，對鍵合電子的吸引

力相當(dāng)，故表現(xiàn)出相似的性質(zhì)。

【變式3-1]下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)，下列判斷正確的是

元素ABCDE

最低化合價(jià)-4-2-1-2-1

電負(fù)性2.52.53.03.54.0

A.元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子

B.與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質(zhì)和E單質(zhì)均能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)

C.元素B、C之間不可能形成化合物

D.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性：E>C>D

【變式3?2】下列事實(shí)不能說明X的電負(fù)性比Y大的是

A.與H?化合：X單質(zhì)比Y單質(zhì)容易

B.X單質(zhì)可以把Y從其氫化物中置換出來

C.最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：X比Y強(qiáng)

D.最外層電子數(shù)：X原子比Y原子多

強(qiáng)化訓(xùn)練

1.將AL(SO“3溶液、K2s04溶液按一定比例混合后，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可制得凈水劑明破

[KA1(SO4)212H2O]O下列說法正確的是

A.半徑大?。簉(A13+)>r(O2-)

B.電負(fù)性大?。簒(0)<x(S)

C.電離能大小：h(S)〈h(Al)

D.堿性強(qiáng)弱:KOH>AI(OH)3

2.高鐵酸鉀(KzFeCM是一種高效綠色水處理劑，工業(yè)上可由KCI0在堿性條件下氧化Fe(0H)3制得，下列

說法正確的是

A.半徑大?。簉(Cl-)>r(K+)

B.0和Cl的電負(fù)性大小：CI>0

C.第一電離能大?。篒i(O)<I,(K)

D.堿性強(qiáng)弱：KOH<Fe(OH)3

3.黑火藥是中國古代四大發(fā)明之一，其爆炸反應(yīng)為2KNO,3+S+3C=K?S+N2個(gè)+3cOJ,下列說法正確的是

A.半徑大?。簉(S2)<r(K+)B.電負(fù)性大?。簒（C）<x（O）

C.電離能大?。篖（N）〈L（O）D.酸性強(qiáng)弱：HNO3<H2CO3

4.下表列出了W、X、Y三種短周期元素的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)（用L、I,.....表示）。關(guān)于W、X、Y三種

元素的下列推斷中，不正確的是

電離能

元素

12L........

W496456269129543

X7381451773310540

Y5781817274511575

A.W元素單質(zhì)的還原性最強(qiáng)

B.X元素位于元素周期表第IIA族

C.最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性：X>w

D.Y元索的最高正化合價(jià)為+3價(jià)

5.元素Li、Na、K的某種性質(zhì)Y隨核電荷數(shù)的變化趨勢如圖所示，則坐標(biāo)軸Y不可以代表的是

A.元素的電負(fù)性

C.元素的第一電離能D.單質(zhì)的熔沸點(diǎn)

6.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式：①Is22s22P63s23P2②Is22s22P63s23P3③Is22s22P3④Is22s22P4。

則下列有關(guān)比較正確的是

A.原子半徑：③〉②》①B.電負(fù)性：④>③>②>①

C.第一電離能：④①D.最高正化合價(jià)：④〉③，②》①

7.下表為長式周期表的一部分，其中的編號(hào)代表對應(yīng)的元素。

請回答下列問題:

⑴表中元素⑩的二價(jià)離子的外圍電子排布圖為:,該元素屬于.區(qū)元素。

(2)基態(tài)原子⑦核外電子總共有種能量，電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)符號(hào)為o

(3)在標(biāo)號(hào)的主族元素中，第一電離能最小的是(填元素符號(hào)，下同)，電負(fù)性最大的是o

(4)寫出由①④⑨三種元素組成的化合物的電子式,將該化合物溶于水，破壞的作汨力

有o

(5)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如上表中元素②與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出

元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

8.Ti、Na、Mg、C、N、0、Fe等元素單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用?！究纱鹣铝袉栴}：

(1)鈉在火焰上灼燒產(chǎn)生的黃光是一種(填字母)。

A.吸收光譜B.發(fā)射光譜

(2)下列Mg原子的核外電子排布式中，能量最高的是,能量最低的是(填序號(hào))。

a.Is22s22P43sl3P：3p；3p!b.Is22s22P33s23p；3p；3p；

c.Is22s22P63sl3p；d.Is22s22P63s2

(3)基態(tài)Ti原子核外共有種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,最高能層電子的電子云輪廓形狀為，

其價(jià)電子軌道表示式為o

(4)N、O、Mg元素的前3級(jí)電離能如下表所示:X、Y、Z中為N元素的是,判斷理由是

—力A/■

兀系

kJinol_1kJmol-1kJ-rnor1

X737.71450.77732.7

Y1313.93388.35300.5

Z1402.32856.04578.1

⑸用琥珀酸亞鐵片是用于缺鐵性貧血的預(yù)防和治療的常見藥物，臨床建議服用維生素C促進(jìn)“亞鐵”的吸收,

避免生成Fe*,從結(jié)構(gòu)角度來看，F(xiàn)e?+易被氧化成Fe?“的原因是。Fe撲與Fe"的離子半徑大小

關(guān)系為：Fe*

能力提升

1.下列各組元素性質(zhì)的比較錯(cuò)誤的是

A.第一電離能：N>O>CB.電負(fù)性：F>O>N

C.最高正價(jià)：O>N>CD.原子半徑：P>N>O

2.已知1~18號(hào)元素的4種簡單離子W"、X'、丫2-、乙都具有相同電子層結(jié)構(gòu)，下列關(guān)系正確的是

A.原子半徑：X<WB.電負(fù)性：Z>Y>W

C.氫化物的穩(wěn)定性：H2Y>HZD.第一電離能：X>W

3.下列說法正確的是

A.電離能大的元素，不易失電子，易得到電子

B.電離能大的元素其電負(fù)性必然也大

C.電負(fù)性最大的非金屬元素形成的最高價(jià)含氧酸的酸性最強(qiáng)

D.第二周期元素中第一電離能介于B與N之間的有3種元素

4.四種元素基態(tài)原子的電子排布式如下：

①Is22s22P63s23Pl②Is22s22P63s23P3③Is22522P5④Is22s22P3

則下列有關(guān)比較中正確的是

A.笫一電離能：④>③>②>①B.電負(fù)性：③>④>①>②

C.簡單離子半徑：②〉①，③〉④D.最高正化合價(jià)：③〉④:②,①

5.根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ-mol1),判斷下列說法不正確的是

元素代號(hào)IihhU

Q20804(X)061009400

R500460069009500

S7401500770010500

T5801800270011600

U420310044005900

A.元素的第一電離能最大的可能是Q元素

B.R和S均可能與U在同一主族

C.U元素可能在元素周期表的s區(qū)

D.原子的價(jià)電子排布為n^np1的可能是T元素

6.下列說法中正確的是

A.N、0、F的第一電離能依次增大

B.在所有的元素中，氟的電負(fù)性最大

C.同主族元素中，隨原子序數(shù)增大第一電離能增大

D.隨原子序數(shù)的遞增，同周期元素的電負(fù)性逐漸減小

7.太陽能的開發(fā)利用在新能源研究領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。單晶硅太陽能電池片在加工時(shí)，一般摻雜微量的

銅、硼、錢、硒、鈦、磯等?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)鋼原子的電子排布式為，其中能量最高的電子所占據(jù)能級(jí)的原子軌道有個(gè)伸

展方向。

CH,CH,

⑵V02+與可形成配合物。中，第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/p>

（用元素符號(hào)表示）。

（3）像與硒相比，電負(fù)性更大的是（填元素符號(hào)）。

（4）已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定，試從銅原子核外電子結(jié)構(gòu)角度解釋其原因：。

（5）與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的有（填元素符號(hào)，下同）。

（6）在第二周期元素中，第一電離能介于B和N兩元素之間的有。

⑺硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物，若“Si—H”中共用電子對偏向氫元素，氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧

化劑，則硒與硅的電負(fù)性相對大小為Se（填”>"或“<）Si。與Si同周期的部分元素的電離能如

圖所示，其中a、b和c分別代表（填字母）。

1112131415161711121314151617

原子序數(shù)原子序數(shù)

ab

A.a為L,b為I,c為hB.a為h,b為I），c為L

C.a為I,b為L,c為hD.a為L，b為h,c為h

8.根據(jù)信息回答下列問題：

⑴如圖是部分元素原子的第一電離能L隨原子序數(shù)變化的曲線圖（其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失）。

①認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na?Ar元素中，A1的第一電離能的大小范圍為_

<A1<（填元素符號(hào)）；②圖中Ge元素中未成對電子有個(gè)；③圖中的C和N可以形

成分子（CN”，該分子中鍵與鍵之間的夾角為180。，并有對稱性，分子中每個(gè)原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定

結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為，1個(gè)分子中含有個(gè)兀鍵。

（2）已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出部分元素的電負(fù)性：

元素AIBBeCClFLi

①通過分析電負(fù)性值變化規(guī)律，確定A1元素電負(fù)性值的最小范的一；

②判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物：

A.LijNB.PCI?C.MgChD.SiC

I.屬于離子化合物的是—;H.屬于共價(jià)化合物的是一；

第3課元素周期律

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性

變化是導(dǎo)致元索性質(zhì)周期性變化的原因。

2.能說出元素電離能、電負(fù)性的含義，能描述主族元素第一電離能、電負(fù)性變化的一般規(guī)律，能從電子排布

的角度對這一規(guī)律進(jìn)行解釋。

知識(shí)梳理

一、原子半徑

1.原子半徑的種類（根據(jù)原子之間的作用力不同，將原子半徑分為共位半徑、金屬半徑、范德華半徑）

（1）共價(jià)半徑：同種元素的兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵結(jié)合時(shí)，它們核間距的一半即是該原子的共價(jià)半徑。

CI的共價(jià)半徑99PmBr的共價(jià)不存114pm

（2）金屬半徑：金屬單質(zhì)的晶體中，兩個(gè)最相鄰的金屬原子核間距的一半即是該金屬原子的金屬半徑。

(3)范德華半徑：稀有氣體原子之間以范德華力相互接近，低溫下稀有氣體單質(zhì)在以晶體存在時(shí)，兩個(gè)相

鄰原子核間距的一半即是范德華半徑。

能層數(shù)：能層數(shù)越多，原子半徑越大

2影.響原子半徑大小的因素；

核電荷數(shù)：能層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小

3.影響方式:

注：因?yàn)橄∮袣怏w元素與其他元素的原子半徑的判定依據(jù)不同，一般不將其原子半徑與其他原子的半徑相

比較。

3.微粒半徑大小比較

①同種元素的微粒：陰離子N原子2陽離子；低價(jià)離子之高價(jià)離子。

②電子層數(shù)越多，半徑越大(一般情況下)；特例：堿金屬元素的原子半徑比其下一周期的大多數(shù)非堿金屬

元素的原子半徑要大。

③電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越小，半徑越大，即“序小徑大”。

【名師點(diǎn)撥】比較微粒半徑的一般思路

(I廣一層“：先看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多,微粒半徑一般越大。

(2)“二核”:若電子層數(shù)相同則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小。

(3)“三電子”:若電子層數(shù)、核電荷數(shù)均相同，則看核外電子數(shù),電子數(shù)多的半徑大。

【思考與討論p23］參考答案：

(1)同主族元素，從上到下，電子能層數(shù)逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增大，但電子的能層數(shù)成為影響原子半

徑的主要因素，所以從上到下原子半徑逐漸增大；

（2）同周期元素，從左到右，電子能層數(shù)不變，，但隨著核電荷數(shù)增大，原子核對電子的吸引作用增大，

從而使原子半徑逐漸減小。

二、電離能

1.第一電離能

（1）定義：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。

【特別提醒】第一電離能概念的四個(gè)限定條件：氣態(tài)、電中性基態(tài)、一個(gè)電子、最低能量。

（2）符號(hào)和單位：常用符號(hào)I表示，常用單位是kJnod

（3）意義：衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。即第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個(gè)電子；

第一電離能數(shù)值越大，原子越雕失去一個(gè)電子。

（4）變化規(guī)律

①一般規(guī)律：同周期：隨原子序數(shù)的遞增而增大；同周期中，第一電離能最小的是第一主族的元素，最大

的是稀有氣體元素；第一電離能最大的元素是氮。同主族：隨原子序數(shù)的遞增而減小。

②特例：具有全充滿、半充滿及全空的電子構(gòu)型的原子穩(wěn)定性較高,其電離能數(shù)值較大。

例如：第山\族>第11從族；第VA族,第VIA族

③過渡元素的第一電離能的變化不太規(guī)則，同周期元素中隨著元素原子核電荷數(shù)的增加，第一電離能略有

增加。

總之，第一電離能的周期性遞變是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果。

【特別提醒】第二、三、四周期中，第HA族、第VA族元素的第一電離能比相鄰元素都大。

2、逐級(jí)電離能

（1）含義：原子的+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)離子再失去1個(gè)電子所需要的最低能量叫做笫二電離能，依次類推。可以

表示為M（g）=M+（g）+eh（第一電離能）

M+（g）=M2+（g）+e-L（第二電離能）

M2+（g）=M3+（g）+e-卜（第三電離能）

（2）變化規(guī)律

①同一元素的逐級(jí)電離能是逐漸增大的，即Ii<I2<h<...

②當(dāng)相鄰逐級(jí)電離能突然變大時(shí)，說明失去的電子所在電子層發(fā)生了變化，即電離能的差別大小反映了電

子的分層排布。

3、電離能的應(yīng)用

（1）推斷元素原子的核外電子排布

例如：Li的逐級(jí)電離能h《12Vh表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層（K、L能層）上，且最外層上

只有一個(gè)電子

（2）判斷主族元素的最高正化合價(jià)或最外層虹數(shù)

如果電離能在In與之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成+n價(jià)離子而不易形成+（n+l）價(jià)離。如果是主族

元素，則其最外層有n個(gè)電子，最高正化合價(jià)為5（0、F除外）。

（3）判斷元素的金星在、非金屬性強(qiáng)弱

h越大，元素的非金屬性越強(qiáng)（稀有氣體元素除外）；h越小，元素的金屬性越強(qiáng)。

【特別提醒】記住下列元素原子第一電離能大小關(guān)系中的特例：Be>B;N>O;Mg>Al;P>S,在考試中經(jīng)常出現(xiàn)。

【思考與討論p24】參考答案：

（1）臧金屬的第?電離能越小，堿金屬越活潑。

⑵因?yàn)槭紫仁サ碾娮邮悄芰孔罡叩碾娮?，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能量較低的電子，

所需要的能量較多；同時(shí)，失去巨子后離子所帶正電荷對電子的吸引力更強(qiáng)，從而使電離能越來越大。從

表中數(shù)據(jù)可以看出，Na的第一電離能較小，第二電離能突然增大（約為第一電離能的10倍），故Na的化

合價(jià)為+1。而Mg的第三電離能、A1的第四電離能發(fā)生突變，故Mg、Al的化合價(jià)分別為+2、+3。

三、電負(fù)性

1、鍵合電子：元素相互化合時(shí)，原子中用于形成化姿鍵的電子稱為鍵合電子

2、電負(fù)性

（1）定義：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小

（2）意義：電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。

（3）大小的標(biāo)準(zhǔn)：以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為典標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。

（4）變化規(guī)律：一般來說，同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大；同族元素從上到下，元素的電

負(fù)性逐漸變小。金屬元素的電負(fù)性較小，非金屬元素的電負(fù)性較大。電負(fù)性最大的是氯，最小的是地。

【易錯(cuò)提醒】①電負(fù)性的值是相對值，沒有單位；②不同元素的電負(fù)性可能相等（如C、S、I的電負(fù)性都

是2.5）。

（5）應(yīng)用

①判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱

I、金屬元素的電負(fù)性一般小于府,非金屬元素的電負(fù)性一般大庭,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”（元

素性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的元素，如褚、睇等）的電負(fù)性則在L幺左右，它們既有金屬性，乂有非金屬

性。

【易錯(cuò)提醒】不能把電負(fù)性L8作為劃分金屬元素和非金屬元素的絕對標(biāo)準(zhǔn)

II、金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑.

②判斷化學(xué)鍵的類型

I、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值大于L2,它們之間通常形成離子鍵，但也有特例（如HF）。

H、如果兩種成鍵元素的電負(fù)性差值小「LZ，它們之間通常形成共價(jià)鍵，但也有特例（如NaH）。

③判斷元素的化合價(jià)

I、電負(fù)性小的元素易呈現(xiàn)正價(jià)

II、電負(fù)性大的元素易呈現(xiàn)魚價(jià)

④解釋對角線規(guī)則

利用電負(fù)性可以解釋對角線規(guī)則，如Li-Mg、Bc-ALB-Si,由于它們的電負(fù)性分別接近，對鍵合電子的吸引

力相當(dāng)，故表現(xiàn)出的性質(zhì)。

(6)電負(fù)性與第一電離能的關(guān)系

電負(fù)性用于衡量原子吸引鍵合電子的能力，電負(fù)性大的原子吸引電子的能力強(qiáng)，所以一般來說，電負(fù)性大

的原子對應(yīng)元素的第一電離能也太。

【探究p26】【比較與分析】參考答案：

同周期主族元素隨著原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性逐漸增大，第一電高能總的變化趨勢是逐斷增大的，但有如

h(Be)>h(B)、h(N)>h(O)這樣的“異?！爆F(xiàn)象，其中的原因分析如下：

(1)電負(fù)性是指不同元素的原子對健合電子的吸引能力，美國化學(xué)家鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計(jì)算，

以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.()作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性(不包括稀有氣體)。由此

可知，元素電負(fù)性的大小與原子結(jié)構(gòu)無關(guān)。

(2)第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。由此可

知，第一電離能的大小、與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系明顯。例如，基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布的軌道表示式是

2s2p

叵］ItI1I，I這樣一個(gè)相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),能量較低，基態(tài)0原子的價(jià)層電子排布的軌道表示式是

2s2P

叵］II”'I1I這樣一個(gè)相對不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),能量較高，所以h(N)>h(O)。

問題探究

A問題一微粒半徑的大小匕戚

【典例I］下列有美微粒半徑大小關(guān)系比較中，正確的是

A.微粒X+與Y-的核外電子排布相同，則離子半徑：X+>Y-

B.原子X與Y的原子序數(shù)X>Y.則原子半徑一定是XvY

C.r(Cu)>r(Cu+)>r(Cu2+)

D.同一主族非金屬原子半徑X>Y,則非金屬性：X>Y

【解析】核外電子排布相同的陰、陽離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故離子半徑X+vY,A正確：同一

周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越??；但若位于不同周期，則原子序數(shù)越大，原子半徑可能越大，B

錯(cuò)誤；原子失去電子后生成陽離子，半徑變小，失去電子越多，半徑越小，故r(Cu)>r(CiT)>r(Cu2+)，C正

確；同一主族元素，電子層數(shù)越多，半徑越大，非金屬性越弱，D錯(cuò)誤；故選C。

【答案】C

【解題必備】微粒半徑的大小比較技巧——“三看”：一看電子層數(shù)，二看核電荷數(shù)，三看電子數(shù)，一般規(guī)律:

(1)電子層數(shù)越多：半徑越大。

(2)電子層數(shù)相同時(shí)：核電核數(shù)越大，半徑越小，即“序大徑小”、“價(jià)高徑小”。

(3)電子層數(shù)、核電荷數(shù)都相同時(shí)：電子數(shù)越多，半徑越大。

【變式1-1］具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是

A.Is22s22P63slB.Is22822P63s23P64sl

C.Is22s22P63s2D.Is22s22P63s23P63d64s2

【答案】B

【解析】Is22822P63sl、Is22s22Ps3s2均只有三個(gè)電子層,Is2*2P63s23P64j、k22822P63s23P63d64s2擁有

四個(gè)電子層，Is22822P63s23P63d64s2的質(zhì)子數(shù)大于Is22s22P63s23P64sl最外層電子離原子核更近，故原子半

徑更大的應(yīng)為IS22s22P63s23P64slK原子，故選B°

【變式1-2］下列所述的粒子（均為36號(hào)以前的元素），按半徑由大到小的順序排列正確的是

①基態(tài)x原子的結(jié)構(gòu)示意圖為黔〉〉

②基態(tài)Y-的價(jià)電子排布式為3shp6

Is2s2p3s3p

③基態(tài)z2-的軌道表示式為回回迎

④基態(tài)E,的最高能級(jí)的電子對數(shù)等于其最高能層的電子層數(shù)

A.②>③>（DB.④②C.③，②〉④D.④》②彩

【答案】C

【解析】①X為F元素，②Y為C1-元素，③Z為S2-元素，④E為K+元素，F(xiàn)原子核外電子層數(shù)為2層，半

徑最小，電子層數(shù)相同的情況下原子序數(shù)越大半徑越小，所以S2->C「>K+>F,即③,②>④>①。故答

案選C。

A問題二電離能及其應(yīng)用

【典例2】如表是同周期三種主族元素X、Y、Z的電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ-mol'）o下列判斷錯(cuò)誤的是

元素代號(hào)1112h14

X496456269129543

Y5781817274511575

Z7381451773310540

A.X為第IA族元素

B.、.的價(jià)電子排布式為ns2npi

C.Z位于元素周期表s區(qū)

D.金屬性：X>Y>Z

【解析】A.根據(jù)表格中電離能的數(shù)據(jù)可知，X的h較小，卜突增，故X的價(jià)電子數(shù)應(yīng)為1,為第IA族元

素，選項(xiàng)A正確；B.Y的卜、313均較小，I突增，則Y的價(jià)電子數(shù)為3,為第HIA族元素，價(jià)電子排

布為ns2npl選項(xiàng)B正確：C.Z的h、1較小，I3突增，說明Z的價(jià)電子數(shù)為2,為第IIA族元素，處于元

素周期表s區(qū)，選項(xiàng)C正確；D.三種元素處于同一周期，同一周期中元素金屬性從左向右依次減弱，故金

屬性：X>Z>Y,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D,

【答案】D

【解題必備】電離能的應(yīng)用

（1）推斷元素原子的核外電子排布

例如：Li的逐級(jí)電離能h《表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層（K、L能層）上，且最外層上

只有一個(gè)電子

（2）判斷主族元素的最高正化合價(jià)或最外層電子數(shù)

如果電離能在In與之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成+n價(jià)離子而不易形成+（n+l）價(jià)離。如果是主族

元素，則其最外層有n個(gè)電子，最高正化合價(jià)為+n（0、F除外）。

（3）判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱

h越大，元素的非金屬性越強(qiáng)（稀有氣體元素除外）；L越小，元素的金屬性越強(qiáng).

【變式2-1】X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增大，X和Y位于同一周期、且兩種基態(tài)原子

中的未成對電子數(shù)均等于次外層的電子數(shù),Z和W為位于同一周期的金屬元素,Z元素的逐級(jí)電離能（kJ/mol）

依次為738、1451、7733、10540、13630……。下列有關(guān)說法正確的是

A.簡單離子的半徑：X>W>Z

B.電負(fù)性：W>X>Y

C.X的氫化物沸點(diǎn)一定高于Y的氫化物

D.X、Y兩種元素形成的化合物一定為非極性分子

【答案】A

【分析】X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增大，X和Y位于同一周期，且兩種基態(tài)原子中未

成對電子數(shù)均等于次外層電子數(shù)，則X和Y均有2個(gè)未成對電子，Y的原子半徑大于X,X的電子排布式

為Is22s22p，，X為O元素,Y的電子排布式為Is22s22P2,Y為C元素，Z和W為位于同一周期的金屬元素，

Z元素的逐級(jí)電離能（kJ/mol）依次為738、1451、7733、10540、13630...,Z的第三電離能劇增,說明Z最

外層有2個(gè)電子，則Z為Mg元素，W為金屬且原子半徑比Mg大，與Mg處于同一周期，W為Na元素;

【解析】A.由上分析可知，X為O元素，Z為Mg元素，W為、a元素，形成簡單離子分別為Mg2\

Nai這三種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，隨著原子序數(shù)的遞增，半徑減小，原子序數(shù)OVNaVMg,離子

半徑，（O2-）>/（Na+）>NMg2+）,即簡單離子的半徑X>W>Z,選項(xiàng)A正確；B.由上分析可知，X為O元

素，Y為C元素，W為Na元素，根據(jù)元素周期律，同一周期元素從左至右，元素的電負(fù)性依次增大，同

一主族元素從上至下，電負(fù)性依次減小，或非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以電負(fù)性O(shè)>C>Na,即X>Y

>W,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.由上分析可知，X為O元素，Y為C元素，X的氫化物有H2O和H2O2,但Y的

氫化物有許多燒，有些足為固態(tài)，沸點(diǎn)高于X的氫化物，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.由上分析可知，X為O元素，

Y為C元素，X、Y兩種元素形成的化合物C02為非極性分子，而CO為極性分子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選Ao

【變式2-2］在卜列各組元素中，有一組原子的第一電離能分別是1086kJmorM402kJmolL1313kJ-mol,,

那么這組元素可能是

A.C、N、OB.F、Ne、NaC.Be、B、CD.S、Cl、Ar

【答案】A

【分析】三種元素第一電離能有增大趨勢，但第二種元素第一電離能大于另外兩種元素；同周期從左往右

第一電離能呈增大趨勢，第HA族，第VA族大于同周期相鄰元素。

【解析】A.同周期從左往右第一電離能呈增大趨勢，N原子的核外電子排布式為Is22s22P3,由于2P軌道

處F半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),失去電子較難，因此其第一電離能大于C和0,故A符合:B.第一電離能NavFvNe,

故B不符合；C.第一電離能B<Be<C,故C不符合；D.第一電離能S<Cl〈Ar,故D不符合；故選：A。

?問題二電負(fù)性及其應(yīng)用

【典例3】已知：元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)；兩成鍵元素間電負(fù)性差值

大于1.7時(shí)，通常形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，通常形成共價(jià)鍵。下表給出了14種

元素的電負(fù)性，則下列說法錯(cuò)誤的是

元素A1BBeCClFLi

電負(fù)性1.52.01.52.53.04.01.0

元素MgNNa0PSSi

電負(fù)性1.23.00.93.52.12.51.8

A.隨著原子序數(shù)遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化

B.元素電負(fù)性越大，其非金屬性越強(qiáng)

C.根據(jù)電負(fù)性數(shù)據(jù)可知Mg：N2中含有離子鍵

D.BeCk含金屬元素被，故屬于離子化合物

【解析】A.由表中數(shù)據(jù)可知，第二周期元素從Li—