《元素周期律（第一課時）》教案[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.能從原子結構的角度理解原子半徑、元素第一電離能之間的遞變規(guī)律，能利用遞變規(guī)律比較原子(離子)半徑、元素第一電離能的相對大小。2.通過原子半徑、元素第一電離能遞變規(guī)律的學習，建立“結構決定性質”的認知模型，并能利用認知模型解釋元素性質的規(guī)律性和特殊性。一、原子半徑1．影響原子半徑大小的因素(1)電子的能層數(shù)：電子的能層越多，電子之間的排斥作用使原子半徑增大。(2)核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用就越大，使原子半徑減小。2．原子半徑的遞變規(guī)律(1)同周期：從左至右，核電荷數(shù)越大，半徑越小。(2)同主族：從上到下，核電荷數(shù)越大，半徑越大。3．原子或離子半徑的比較方法(1)同種元素的離子半徑：陰離子大于原子，原子大于陽離子，低價陽離子大于高價陽離子。例如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。(2)能層結構相同的離子：核電荷數(shù)越大，半徑越小。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(3)帶相同電荷的離子：能層數(shù)越多，半徑越大。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。(4)核電荷數(shù)、能層數(shù)均不同的離子：可選一種離子參照比較。例如：比較r(K＋)與r(Mg2＋)，可選r(Na＋)為參照，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。(1)能層數(shù)少的元素原子半徑一定小于能層數(shù)多的元素的原子半徑()(2)核外能層結構相同的單核粒子，半徑相同()(3)質子數(shù)相同的不同單核粒子，電子數(shù)越多，半徑越大()(4)各元素的原子半徑總比離子半徑大()(5)同周期元素從左到右，原子半徑、離子半徑均逐漸減小()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×1．下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是()A．Na、K、Rb B．F、Cl、BrC．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－答案C解析同主族元素，從上到下，原子半徑(離子半徑)逐漸增大，故A、B、D三項中的各微粒的半徑逐漸增大；電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大半徑越小，Mg2＋、Al3＋能層數(shù)相同但鋁的核電荷數(shù)大，所以Al3＋的半徑小，故C項微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的。2．下列化合物中陽離子半徑與陰離子半徑比值最小的是()A．NaF B．MgI2C．BaI2 D．KBr答案B解析題中陽離子半徑由小到大的順序為r(Mg＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Ba2＋)，陰離子半徑由大到小的順序為r(I－)＞r(Br－)＞r(F－)。要使r(陽)/r(陰)最小，應取r(陽)最小的與r(陰)最大的相比，即r(Mg2＋)/r(I－)最小。粒子半徑比較的一般思路(1)“一層”：先看能層數(shù)，能層數(shù)越多，一般微粒半徑越大。(2)“二核”：若能層數(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”：若能層數(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。二、元素的電離能1．元素第一電離能的概念與意義(1)概念①第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能，符號：I1。②逐級電離能：氣態(tài)基態(tài)一價正離子再失去一個電子成為氣態(tài)基態(tài)二價正離子所需的最低能量叫做第二電離能，第三電離能和第四、第五電離能依此類推。由于原子失去電子形成離子后，若再失去電子會更加困難，因此同一原子的各級電離能之間存在如下關系：I1<I2<I3……(2)意義：可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。2．元素第一電離能變化規(guī)律(1)每個周期的第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，即一般來說，隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈增大趨勢。(2)同一族，從上到下第一電離能逐漸減小。3．電離能的應用(1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素原子核外電子的排布及元素的化合價。如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上(K、L能層)，且最外層上只有一個電子，易失去一個電子形成＋1價陽離子。(2)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱：I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。特別提醒——電離能的影響因素及特例(1)電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的電子構型。(2)具有全充滿、半充滿及全空的電子構型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值較大，如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。一般情況，第一電離能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。(1)第一電離能越大的原子失電子的能力越強()(2)第三周期所含元素中鈉的第一電離能最小()(3)鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大()(4)H的第一電離能大于C的第一電離能()(5)在所有元素中，氟的第一電離能最大()(6)同一周期中，主族元素原子的第一電離能從左到右越來越大()(7)同一周期典型金屬元素的第一電離能總是小于典型非金屬元素的第一電離能()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√1．某主族元素的第一、二、三、四電離能依次為899kJ·mol－1、1757kJ·mol－1、14840kJ·mol－1、18025kJ·mol－1，則該元素在元素周期表中位于()A．第ⅠA族 B．第ⅡA族C．第ⅢA族 D．第ⅣA族答案B解析分析該元素的各級電離能可知，第一、二電離能較小，第三電離能劇增，說明該元素原子易失去2個電子，則該元素原子的最外層電子數(shù)為2，該元素位于第ⅡA族。2．根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，判斷下列說法不正確的是()元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A.Q元素可能是0族元素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．原子的價電子排布式為ns2np1的可能是T元素答案B解析根據(jù)第一電離能的數(shù)據(jù)可知，R的最外層應該有1個電子，S的最外電子層應該有2個電子，不屬于同一主族的元素，B項錯誤；U的最外層有1個電子，可能屬于s區(qū)元素，C項正確；T元素最外層有3個電子，價電子排布式為ns2np1，D項正確。電離能的應用(1)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。(2)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱：I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。1．(2019·揚州高二月考)下列化合物中陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是()A．LiI B．NaBrC．KCl D．CsF答案A解析堿金屬離子半徑：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Cs＋)，鹵素離子半徑：r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，顯然，陰離子半徑和陽離子半徑之比最大的是LiI。2．若aAm＋與bBn－的核外電子排布相同，則下列關系不正確的是()A．離子半徑：Am＋<Bn－B．原子半徑：A<BC．A的原子序數(shù)比B的大m＋nD．b＝a－n－m答案B解析因為aAm＋與bBn－的核外電子排布相同，即b＋n＝a－m，推知a－b＝m＋n，故A的原子序數(shù)比B的大m＋n；由上式可知b＝a－m－n；核外電子層結構相同時，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小，故離子半徑：Am＋<Bn－；比較原子半徑需要考慮兩原子的電子層數(shù)，故原子半徑：A>B。3．氣態(tài)原子生成＋1價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第一電離能。元素的第一電離能是衡量元素金屬性強弱的一種尺度。下列有關說法不正確的是()A．一般來說，元素的第一電離能越大，其金屬性越弱B．元素N的第一電離能大于元素O的第一電離能C．金屬單質跟酸反應的難易，只跟該金屬元素的第一電離能有關D．金屬單質跟酸反應的難易，除跟該金屬元素的第一電離能有關外，還與該單質中固態(tài)金屬原子以及該金屬原子失去電子后在水溶液里形成水合離子的變化有關答案C4．(2019·福建三明一中段考)短周期元素X的第一至第六電離能分別為I1＝578kJ·mol－1I2＝1817kJ·mol－1I3＝2745kJ·mol－1I4＝11575kJ·mol－1I5＝14830kJ·mol－1I6＝18376kJ·mol－1以下說法正確的是()A．X原子的最外層只有1個電子B．元素X常見化合價為＋3價C．X原子核外有3個未成對電子D．元素X的最高價氧化物對應的水化物為強堿答案B解析結合題給電離能數(shù)據(jù)可知，元素X的常見化合價為＋3價，應為Al元素，據(jù)此判斷各選項。5．不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的最低能量，設其為E，如圖所示。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，并完成下列問題。(1)同主族內不同元素的E值的變化特點是__________________________________________。(2)同一周期內，隨著原子序數(shù)的增大，E值增大，但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預測下列關系式中正確的是________(填編號)。①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒)③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒)(3)估計1mol氣態(tài)鈣原子失去最外層一個電子所需最低能量E值的范圍：________＜E＜________。(4)10號元素E值較大的原因是___________________________________________________。答案(1)隨著原子序數(shù)的增大，E值變小(2)①③(3)485738(4)10號元素為氖，該元素原子的最外層電子排布已達到8電子穩(wěn)定結構解析本題主要考查元素第一電離能的變化規(guī)律。(1)從1H、3Li、11Na、19K等同主族元素可以看出，同主族元素隨著原子序數(shù)的增大，E值變小。(2)從第二、第三周期看，第ⅢA族和第ⅥA族元素比同周期相鄰兩元素E值都低，可以推出E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒)。(3)據(jù)同主族、同周期元素E值變化規(guī)律可知，E(K)＜E(Ca)＜E(Mg)。(4)10號元素(Ne)原子的最外層電子排布已達到8電子穩(wěn)定結構。題組一原子或離子半徑大小的比較1．下列有關微粒半徑的大小比較錯誤的是()A．K＞Na＞Li B．Na＋＞Mg2＋＞Al3＋C．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F答案C解析A項，同一主族元素的原子，從上到下原子半徑逐漸增大；B項，核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越??；C項，半徑大小應為Mg2＋＜Na＋＜F－；D項，Cl－比F－多一個電子層，故半徑：Cl－＞F－，F(xiàn)－比F多一個電子，故半徑：F－＞F。2．下列關于粒子半徑的比較不正確的是()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(Fe3＋)＞r(Fe2＋)＞r(Fe)A．②③④ B．①④C．③④ D．①②③答案C解析同主族元素，從上到下，同價態(tài)離子半徑逐漸增大，所以①②正確；電子層結構相同的離子，隨核電荷數(shù)增大，離子半徑減小，③錯誤；不同價態(tài)的同種元素的離子，核外電子多的半徑大，④錯誤。3．已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結構，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A>B>D>CB．原子序數(shù)：d>c>b>aC．離子半徑：C3－>D－>B＋>A2＋D．單質的還原性：A>B>D>C答案C解析aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結構，則四種元素在元素周期表中的相對位置如下：……CDBA……據(jù)此可知，原子半徑：B＞A＞C＞D；原子序數(shù)：a＞b＞d＞c；離子半徑：C3－＞D－＞B＋＞A2＋；單質的還原性：B＞A＞C＞D。4．下列四種粒子中，半徑按由大到小的順序排列的是()①基態(tài)X的原子結構示意圖：②基態(tài)Y的價電子排布式：3s23p5③基態(tài)Z2－的軌道表示式：④W基態(tài)原子有2個能層，電子式：A．③>①>②>④ B．③>②>①>④C．①>③>④>② D．①>④>③>②答案A解析①根據(jù)結構示意圖可知X為S；②基態(tài)Y的價電子排布式為3s23p5，可知Y為Cl；③根據(jù)基態(tài)Z2－的軌道表示式可知Z2－為S2－；④根據(jù)W基態(tài)原子有2個能層，電子式為，可知W為F；能層數(shù)越多，半徑越大，則F<Cl，同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，則Cl<S，同種元素的陰離子半徑大于原子半徑，則S<S2－；綜上半徑大小關系為S2－>S>Cl>F，即③>①>②>④；A正確。題組二電離能及應用5．(2019·蒙山縣第一中學高二期末)以下說法不正確的是()A．第一電離能越小，表示該氣態(tài)原子越容易失電子B．同一元素的電離能，各級電離能逐級增大C．在元素周期表中，主族元素原子的第一電離能從左到右一定是越來越大D．在元素周期表中，同主族元素從上到下，第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢答案C解析第一電離能越小，氣態(tài)原子失去一個電子所需要的最小能量越小，越容易失電子，故A正確；同一元素的電離能，各級電離能逐級增大，故B正確；在元素周期表中，主族元素原子的第一電離能從左到右呈增大的趨勢，當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結構時，原子的能量較低，元素的第一電離能較大，故C錯誤；在元素周期表中，同主族元素從上到下，第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢，這是因為同主族元素的價電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大，原子核對核外電子的有效吸引作用逐漸減弱，故D正確。6．(2019·蘭州一中高二期末)下列敘述正確的是()A．通常，同周期元素中第ⅦA族元素的第一電離能最大B．在同一主族中，自上而下元素的第一電離能逐漸減小C．第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半徑越大，第一電離能越大D．主族元素的原子形成單原子離子時的最高化合價數(shù)都和它的族序數(shù)相等答案B解析稀有氣體不容易失電子，則同周期元素中稀有氣體的第一電離能最大，故A錯誤；在同一主族中，自上而下元素的失電子能力增強，則自上而下元素的第一電離能逐漸減小，故B正確；第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其半徑越大，失電子能力越強，越容易失電子，第一電離能越小，故C錯誤；有的主族元素的原子形成單原子陽離子時的最高化合價數(shù)等于其族序數(shù)，如Cl元素等，但F元素形成的最高化合價為－1價，不等于其族序數(shù)，故D錯誤。7．(2019·石河子第二中學高二月考)下列各組元素中，第一電離能依次減小的是()A．HLiNaK B．NaMgAlSiC．IBrClF D．FONC答案A解析H、Li、Na、K屬于同一主族元素且原子序數(shù)依次增大，其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以其第一電離能依次減小，故A正確；Na、Mg、Al、Si屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大，其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅡA族元素的第一電離能大于第ⅢA族的，所以其第一電離能由大到小的順序為Si、Mg、Al、Na，故B錯誤；I、Br、Cl、F屬于同一主族元素且原子序數(shù)依次減小，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以I、Br、Cl、F第一電離能依次增大，故C錯誤；F、O、N、C屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能由大到小的順序是F、N、O、C，故D錯誤。8．(2019·蒙山縣第一中學高二期末)在下面的電子結構中，第一電離能最小的原子可能是()A．ns2np3B．ns2np4C．ns2np5D．ns2np6答案B解析同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主族元素中，其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小。A中ns2np3屬于第ⅤA族元素、B中ns2np4屬于第ⅥA族元素、C中ns2np5屬于第ⅦA族元素、D中ns2np6屬于0族元素，如果這幾種元素都是第二周期元素，其第一電離能大小順序是Ne＞F＞N＞O，所以第一電離能最小的原子可能是第ⅥA族元素，故選B。9．Li、Be、B原子失去一個電子，所需的能量相差并不大，但最難失去第二個電子的原子是()A．LiB．BeC．BD．相差不大答案A解析Li、Be、B原子失去一個電子后的電子排布式分別為1s2、1s22s1、1s22s2，Li原子再失去一個電子時，將要失去第一電子層上的電子，失電子較難；而Be、B原子再失去一個電子時，失去同電子層上的電子，相對容易些，故Li失去第二個電子時要更難些。10．(2019·黃陵中學高新部高二期末)下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。I1I2I3I4……R7401500770010500……下列關于元素R的判斷中一定正確的是()A．R的最高正價為＋3價B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族C．R元素的原子最外層共有4個電子D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2答案B解析由表中數(shù)據(jù)I3?I2，可知元素R的最高正價為＋2價，A項錯誤；元素R一定位于第ⅡA族，B項正確；元素R一定位于第ⅡA族，最外層有2個電子，但R不一定是Be元素，C、D項錯誤。11．根據(jù)下列5種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，回答下列問題。元素符號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(1)在元素周期表中，最有可能處于同一族的是________(填字母，下同)。A．Q和RB．S和TC．T和VD．R和TE．R和V(2)它們的氯化物的化學式中，最有可能正確的是___________。A．QCl2B．RClC．SCl3D．TClE．VCl4(3)下列元素中，最有可能與Q元素處于同一族的是________。A．硼B(yǎng)．鈹C．鋰D．氫E．氦(4)在這5種元素中，最容易與氯元素形成離子化合物的是________。A．QB．RC．SD．TE．V(5)利用表中的數(shù)據(jù)判斷，V元素最有可能是下列元素中的________。A．HB．LiC．NaD．K理論根據(jù)是___________________________________________________________________。答案(1)E(2)B(3)E(4)E(5)DR和V都是I2?I1，應該均屬于ⅠA族元素，因為R和V都存在第四電離能，核外電子數(shù)應該至少為4個，故應該是Na或K，并且V的第一電離能小于R的，所以V的金屬性更強，應該是K解析各級電離能中發(fā)生突躍式升高的情況是R：I2?I1、S：I3?I2、T：I4?I3、V：I2?I1，化合價分別為＋1、＋2、＋3、＋1；Q的第一電離能比其他元素的第一電離能明顯高得多，最有可能為稀有氣體元素。(2)各元素價態(tài)與化合物中氯原子數(shù)相同的只有選項B。(3)最有可能與Q元素處于同一族的元素的第一電離能應該特別大或者性質很不活潑，只有選項E符合要求。(4)最容易與氯元素形成離子化合物的元素應該是第一電離能最小的，選項E符合要求。(5)R和V都顯＋1價，應為ⅠA族元素，都有第四電離能，核外電子數(shù)應該至少為4個，R和V的目標元素鎖定在Na、K，V的第一電離能較小，應為K，所以選項D正確。12．判斷下列微粒半徑的大小。(1)Mg________Ba。(2)K________Ca。(3)基態(tài)原子X外圍電子排布為3s23p5________基態(tài)原子Y價電子排布3s23p4。(4)S2－________S。(5)N3－________Na＋。(6)Ne________Ar。(7)基態(tài)原子W________基態(tài)原子Z。答案(1)＜(2)＞(3)＜(4)＞(5)＞(6)＜(7)＞13．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(n＝2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)表示失去第n個電子的電離能，單位為eV]。符號I1I2I3I4I5I6電離能7.6415.0380.12109.3141.2186.5符號I7I8I9I10I11電離能224.9226.0327.9367.41761(1)外層電子離核越遠，能量越高，電離能越________(填“大”或“小”)；陽離子所帶電荷數(shù)越多，在失去電子時，電離能越________(填“大”或“小”)。(2)上述11個電子分屬________個能層。(3)失去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的水化物的化學式是________。答案(1)小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)2解析(1)電子離核越遠，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?。魂栯x子所帶電荷數(shù)越多，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)根據(jù)題目數(shù)據(jù)知，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I11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元素的原子失去11個電子后，還有1個電子。(4)Mg元素的最高價氧化物對應的水化物為Mg(OH)2。14．如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖。請回答以下問題：(1)認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，將Na～Ar之間六種元素用短線連接起來，構成完整的圖像。(2)由圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是________。(3)圖中5號元素在周期表中的位置是________周期________族。(4)圖中出現(xiàn)的元素中最活潑的金屬元素位于元素周期表的________周期________族。(5)寫出圖中6號元素的價電子排布式：________。(6)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，Al的第一電離能的大小范圍________<Al<________(填元素符號)。答案(1)(2)從上到下依次減小(3)三ⅤA(4)五ⅠA(5)3s23p5(6)NaMg解析同一周期元素第一電離能的變化規(guī)律：從左到右，第一電離能呈增大趨勢，但有反?，F(xiàn)象，第ⅡA族、第ⅤA族元素價電子分別是全充滿和半充滿，能量低，比較穩(wěn)定，第一電離能分別大于第ⅢA族和第ⅥA族元素的第一電離能。(1)依據(jù)第二周期第一電離能的遞變規(guī)律，可以連出第三周期第一電離能的變化圖像。(2)由圖可以得出同一主族元素第一電離能的變化規(guī)律：從上到下依次減小。(3)圖中5號元素是P，P在周期表中處于第三周期ⅤA族。(4)依據(jù)同一周期元素的金屬性從左到右逐漸減弱，同一主族從上到下逐漸增強，可以得出圖中出現(xiàn)的元素中最活潑的金屬元素是Rb，處于第五周期ⅠA族。(5)圖中6號元素是Cl，價電子排布式為3s23p5。(6)依據(jù)第一電離能遞變規(guī)律，可以得出Al的第一電離能的大小范圍：Na<Al<Mg。課后篇素養(yǎng)形成必備知識基礎練1.下列關于微粒半徑的說法正確的是()A.電子層數(shù)少的元素的原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑B.核外電子層結構相同的單核微粒半徑相同C.質子數(shù)相同的不同單核微粒,電子數(shù)越多半徑越大D.電子層數(shù)相同的粒子,原子序數(shù)越大,原子半徑越大答案C解析由于同周期主族元素隨原子序數(shù)遞增原子半徑逐漸減小,故第ⅦA族元素的原子半徑不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半徑大,如r(Li)>r(S)>r(Cl),A錯誤;對于核外電子層結構相同的單核離子,核電荷數(shù)越多,微粒半徑越小,B錯誤;質子數(shù)相同的不同單核微粒,陰離子半徑>原子半徑>陽離子半徑,C正確;同一周期元素的原子具有相同的電子層數(shù),隨著原子序數(shù)的增大,原子半徑逐漸減小,D錯誤。2.對于以下各組微粒的半徑,難以確定前者一定大于后者的是()A.兩種基態(tài)原子的核外電子排布分別為:1s22s22p63s23p64s1和1s22s22p63s23p5B.兩種基態(tài)原子的軌道表示式為:和C.3s能級上填有2個電子、3p能級全空的原子與2p能級上填有5個電子的原子D.3p能級上有一個未成對電子的原子與3p能級上半充滿的原子答案D解析A項中前者為K原子,后者為Cl原子,原子半徑前者大;B項中前者為Si原子,后者為P原子,兩者是同周期元素的原子,原子半徑前者大于后者;C項中前者為Mg原子后者為F原子,原子半徑前者大于后者;D項中前者為Al原子或Cl原子,后者為P原子,原子半徑可能前者大也可能后者大。3.下列關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,故鉀的金屬性強于鈉B.因同周期主族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.最外層電子排布式為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,原子的逐級電離能越來越大答案B解析鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能,說明鉀失電子能力比鈉強,所以鉀的金屬性強于鈉,A正確;同一周期主族元素原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小,第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但由于p能級電子處于半充滿和全空狀態(tài)時,原子為較穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能比同周期相鄰元素的大,故同周期第ⅡA族元素的第一電離能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一電離能大于第ⅥA族元素,B錯誤;最外層電子排布式為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子已達到穩(wěn)定結構,失去電子較難,所以其第一電離能較大,C正確;對于同一元素的原子來說,原子失電子比帶正電荷的離子失電子能力強,所以原子的電離能隨著原子失電子個數(shù)的增多而增大,D正確。4.在第二周期中,B、C、N、O四種元素的第一電離能由大到小的排列順序正確的是()A.I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)B.I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)C.I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)D.I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)答案A解析同一周期中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素,這四種第二周期元素的族序數(shù)分別是:第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族,所以它們的第一電離能大小順序是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B),A正確。5.元素周期表第二行中原子序數(shù)相連的X、Y、Z三種元素的逐級電離能(單位:kJ·mol-1)如下表所示,下列敘述正確的是()元素I1I2I3I4X522.057324.811856.6—Y898.81763.5814901.621084Z803.4624363672.925116A.X基態(tài)原子的電子排布式為1s22s1B.Y為第ⅡA族元素,其元素符號為MgC.Z的價層電子數(shù)為1D.X的原子半徑小于Y的原子半徑答案A解析根據(jù)電離能數(shù)據(jù)可知,X的第二電離能遠大于其第一電離能,這說明X應該是第ⅠA族元素。又因為均是元素周期表第二行中原子序數(shù)相連的元素,所以X是Li元素,Y是Be元素,Z是B元素。Li的原子序數(shù)是3,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s1,A正確;Y是Be元素,B錯誤;B元素的價層電子數(shù)是3,C錯誤;同周期自左向右原子半徑逐漸減小,則X的原子半徑大于Y的原子半徑,D錯誤。6.根據(jù)元素周期律和物質結構的有關知識,以下有關排序正確的是()A.離子半徑:Ca2+>Cl->S2-B.第一電離能:Si>C>NC.電負性:F>S>MgD.熱穩(wěn)定性:SiH4>H2S>H2O答案C解析核外電子排布相同的微粒,核電荷數(shù)越大,微粒半徑越小,故離子半徑Ca2+<Cl-<S2-,A錯誤;同周期主族元素自左向右第一電離能呈增大趨勢(第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素),同主族從上到下,元素的第一電離能逐漸減小,故第一電離能Si<C<N,B錯誤;非金屬性越強,元素的電負性越大,則電負性F>S>Mg,C正確;非金屬性越強,其簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強,則熱穩(wěn)定性:SiH4<H2S<H2O,D錯誤。7.下圖中的曲線分別表示元素的某種性質與核電荷數(shù)的關系(Z為核電荷數(shù),Y為元素的有關性質):把與元素有關性質相符的曲線對應的字母填入相應橫線上:(1)第ⅡA族元素原子的價層電子數(shù)。

(2)第三周期元素的最高正化合價。

(3)F-、Na+、Mg2+、Al3+四種離子的離子半徑。

(4)第二周期主族元素的原子半徑(不包括稀有氣體)。

(5)第二周期元素的第一電離能。

答案(1)B(2)C(3)A(4)D(5)E解析(1)第ⅡA族元素原子的價層電子數(shù)均為2,B符合。(2)第三周期元素的最高正價由+1~+7(稀有氣體元素無最高正價),C符合。(3)F-、Na+、Mg2+、Al3+的離子半徑依次減小,A符合。(4)第二周期主族元素的原子半徑從左到右依次減小,D符合。(5)第二周期元素的第一電離能由小到大的順序為I1(Li)<I1(B)<I1(Be)<I1(C)<I1(O)<I1(N)<I1(F)<I1(Ne),E符合。關鍵能力提升練8.下圖表示元素X的五級電離能(符號為“I”),試推測X元素可能位于()A.第ⅠA族 B.第ⅡA族C.第ⅢA族 D.第ⅣA族答案B解析對比坐標系中給出的元素X的五級電離能,可以看出其第三電離能遠大于第二電離能,說明X原子最外層應有2個電子,B項正確。9.(雙選)下列說法錯誤的是()A.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大B.同一主族元素從上到下電負性逐漸變小C.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,原子釋放能量,由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)15的原子和最外層電子排布式為4s24p5答案AC解析鎂原子的3s能級處于全充滿狀態(tài),3p能級處于全空狀態(tài),能量較低,第一電離能比Al元素大,A項錯誤;同一主族元素從上到下,元素金屬性逐漸增強,電負性依次減小,B項正確;基態(tài)Mg原子的電子排布式為1s22s22p63s2,能量處于最低狀態(tài),當變?yōu)?s22s22p63p2時,電子發(fā)生躍遷,需要吸收能量變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),C項錯誤;最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的15的原子是Br,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外層電子排布式為4s24p5,D項所述是同種元素的原子,D10.(雙選)現(xiàn)有四種基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5。下列有關比較中正確的是()A.第一電離能:④>③>②>①B.原子半徑:②>①>④>③C.電負性:④>③>①>②D.最高正化合價:④>①>③=②答案AC解析從電子排布式可以看出:①是S元素,②是P元素,③是N元素,④是F元素。第一電離能F>N>P>S;原子半徑P>S>N>F;電負性F>N>S>P;最高正化合價S>N=P,F無正價。11.短周期元素形成的三種離子Xn+、Ym+、Zn-,已知m>n,且X、Y、Z三種原子M電子層中的電子數(shù)均為奇數(shù),若按X→Y→Z的順序,下列說法正確的是()A.最高價氧化物對應水化物的堿性依次減弱,酸性依次增強B.原子半徑依次增大C.元素的第一電離能依次減小,電負性依次增大D.原子序數(shù)依次減小答案A解析X、Y、Z為短周期元素,且X、Y、Z三種原子M電子層中的電子數(shù)均為奇數(shù),則X、Y、Z一定是在第三周期,且數(shù)值m>n,故簡單離子為X+、Y3+、Z-,即X為鈉元素,Y為鋁元素,Z為氯元素。NaOH為強堿,Al(OH)3是兩性氫氧化物,HClO4是強酸,則它們的最高價氧化物對應水化物的堿性依次減弱,酸性依次增強,故A正確;同周期主族元素原子半徑隨原子序數(shù)的增加而減小,X、Y、Z半徑依次減小,故B錯誤;Na、Al、Cl的第一電離能依次增大,電負性依次增大,故C錯誤;Na、Al、Cl的原子序數(shù)依次增大,故D錯誤。12.有A、B、C、D四種元素,其原子序數(shù)依次增大,且質子數(shù)均小于18。A元素原子的最外層只有1個電子,該元素陽離子與N3-核外電子排布相同;B元素原子核外各軌道上均無成單電子;C元素原子的價層電子排布式為ns2np1,D-的核外電子排布與Ar相同。(1)寫出A、C、D的元素符號:A,C,D。

(2)寫出B元素基態(tài)原子的電子排布式:。D元素基態(tài)原子的軌道表示式為。

(3)A、B、C、D第一電離能由小到大的順序為(填元素符號,下同),電負性由小到大的順序為。

答案(1)NaAlCl(2)1s22s22p63s2(3)Na<Al<Mg<ClNa<Mg<Al<Cl解析A形成的