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1.2 练习2　元素周期律
1. 下列关于粒子半径的比较，错误的是 (　C　)
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. ①④
C. ③④　 D. ①②③
【解析】 同主族元素，从上到下，同价态离子半径逐渐增大，①②正确；能层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径逐渐减小，③错误；不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，④错误。
2. 下表为某些元素的原子半径数值，据此推测磷原子的半径可能是 (　C　)
原子 N S O Si
半径r/×10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
A. 0.70×10－10 m B. 0.80×10－10 m
C. 1.10×10－10 m D. 1.20×10－10 m
【解析】 同一周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，由此可推知磷原子的半径在硅原子和硫原子之间，C正确。
3. 下列化合物中，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是 (　A　)
A. LiI B. NaBr
C. KCl D. CsF
【解析】 碱金属离子半径：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Cs＋)；卤素离子半径：r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)，显然，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。
4. (2024·春晖中学高二检测)如图所示，能正确表示与Si同周期部分主族元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 (　D　)
A. B.
C. D.
【解析】 第三周期主族元素中Mg的第三电离能最大，Al的第三电离能最小。
5. (2024·镇海中学高二检测)已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。下表为X、Y的电离能数值，下列说法中，错误的是(　D　)
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的常见化合价是＋1价
B. 元素Y是第ⅢA族元素
C. 元素X与氯元素组成化合物时，化学式可能是XCl
D. 若元素Y位于第三周期，它可与冷水剧烈反应
【解析】 由题表数据可知，元素X的I1、I2差别很大，说明X易失去一个电子，而难失去更多的电子，因此X易形成＋1价阳离子，A、C正确；元素Y的I3、I4差别很大，说明Y易失去3个电子，即Y原子的最外层上有3个电子，应位于第ⅢA族，B正确；若Y位于第三周期，则为Al，Al不能与冷水剧烈反应，D错误。
6. 下列说法中，不能说明X的电负性比Y的大的是 (　C　)
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
【解析】 与H2化合时X单质比Y单质容易，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，A不符合题意；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，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，B不符合题意；X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多不能说明X的电负性比Y的大，如Si的电负性比H的小，C符合题意；X单质可以把Y从其氢化物中置换出来，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，D不符合题意。
7. 电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性变化规律的说法，正确的是 (　A　)
A. 同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大
B. 同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变大
C. 电负性越大，第一电离能越大
D. 电负性越小，非金属性越强
8. 已知X、Y两元素同周期，且电负性：X＞Y。下列说法中，错误的是 (　C　)
A. X与Y形成化合物时，一般是X显负价，Y显正价
B. 第一电离能可能Y小于X
C. 原子半径：Y＜X
D. 气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
【解析】 同周期元素从左到右，原子序数依次增大，原子半径依次减小，非金属性依次增强，电负性依次增大，则原子半径X＜Y。电负性大的元素在化合物中一般显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确，C错误；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA、ⅤA族元素反常，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能可能Y大于X，也可能Y小于X，B正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，D正确。
9. (2024·湖州中学高二检测)四种元素的基态原子的价层电子轨道表示式如下。下列说法中，正确的是(　B　)
A. 原子半径：③＞④＞②＞①
B. 未成对电子数：①=④＞③＞②
C. 电负性：②＞①＞④＞③
D. 第一电离能：②＞①＞③＞④
【解析】 根据轨道表示式可推知，①为N，②为F，③为S，④为P。原子核外电子层数越多，原子半径越大，同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径大小关系为④＞③＞①＞②，A错误；根据元素的基态原子的价层电子轨道表示式可知原子核外未成对电子数：①=④＞③＞②，B正确；同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，同一主族元素的电负性随原子序数的增大而减小，则电负性大小关系为②＞①＞③＞④，C错误；一般情况下，同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，若元素处于第ⅡA、第ⅤA族的全充满、半充满的稳定状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，同一主族元素的第一电离能随原子序数的增大而减小，则第一电离能大小关系为②＞①＞④＞③，D错误。
10. (2024·宁波高二检测)下列关于各组元素性质递变情况的说法，错误的是 (　D　)
A. Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素的最高化合价依次升高
C. N、O、F的电负性依次增大
D. Na、K、Rb的第一电离能逐渐增大
【解析】 Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1、2、3，A正确；P、S、Cl元素最外层电子数分别为5、6、7，最高化合价分别为＋5价、＋6价、＋7价，B正确；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则N、O、F电负性依次增大，C正确；同主族元素从上到下元素的第一电离能逐渐减小，则Na、K、Rb的第一电离能逐渐减小，D错误。
11. 已知X、Y、Z为同一周期的三种元素，下表为其原子的部分电离能：
　　　　元素 电离能/　　　　 (kJ·mol－1)　　　 X Y Z
I1 496 738 578
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 543 10 540 11 575
下列说法中，正确的是 (　A　)
A. 三种元素中，X元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小
B. 三种元素中，Y元素的第一电离能最大，其电负性也最大
C. 等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应放出氢气的物质的量之比为1∶1∶1
D. 三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1
【解析】 根据元素电离能的变化规律可知：X为第ⅠA族元素、Y为第ⅡA族元素、Z为第ⅢA 族元素，又知X、Y、Z为同一周期的三种元素，假设X、Y、Z属于第三周期，则这三种元素分别为Na、Mg、Al。第一电离能最小的为Na，电负性在同一周期元素中最小的也是Na，A正确；三种元素中，第一电离能最大的为Mg，电负性最大的为Al，B错误；三种金属和少量盐酸反应完成后，剩余的金属钠继续与水反应生成氢气，最终金属钠生成的氢气最多，C错误；根据得失电子守恒关系，放出1 mol氢气时，转移2 mol电子，消耗金属钠2 mol，金属镁1 mol，金属铝 mol，消耗X、Y、Z的物质的量之比为6∶3∶2，D错误。
12. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大，X核外电子只有1种运动状态，Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子，M是与X不同主族的金属元素，N的氢氧化物具有两性。下列说法中，正确的是 (　B　)
A. 电负性：Z＜Y＜W
B. Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物
C. 第一电离能：M＜N
D. N的单质可以在高温下还原M的氧化物
【解析】 Y、Z、W分别是碳、氮、氧，同一周期元素电负性从左到右依次增大，电负性大小顺序是Y＜Z＜W，A错误；Y是碳，其氢化物是烃，种类繁多，气态、液态、固态的都有，W的氢化物是H2O，所以Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物，B正确；N是铝元素，M是镁元素，第一电离能为Mg＞Al，即M＞N，C错误；镁的金属性比铝的强，因此N的单质不能还原M的氧化物，D错误。
13. 根据信息回答下列问题：
①第一电离能(I1)是指气态原子X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态正离子X＋(g)所需的最低能量。如图所示为部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
②不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键，如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值。
元素 Li Be B C O F
电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0
元素 Na Al Si P S Cl
电负性 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)认真分析信息①图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断第三周期Na~Ar这几种元素中，Al的第一电离能的大小范围为　Na　＜Al＜　Mg　(填元素符号)。
(2)信息①图中第一电离能最小的元素在元素周期表中的位置是第　五　周期第　ⅠA　族。
(3)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性数值的最小范围是　0.9~1.5　。
(4)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系：　非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小　。
(5)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物，说出理由并写出判断的方法：　Al和Cl的电负性差值为1.5，小于1.7，所以形成共价键，AlCl3为共价化合物；判断方法：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)由题图可知，同周期第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故第一电离能：Na＜Al＜Mg。(2)根据第一电离能的递变规律可以看出，信息①图中所给元素中Rb的第一电离能最小，其在元素周期表中的位置为第五周期第ⅠA族。(3)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知在同周期中电负性：Na＜Mg＜Al，在同主族中电负性：Be＞Mg＞Ca，则Mg元素的电负性数值的最小范围应为0.9~1.5。
14. (2024·余姚中学高二检测)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E＋核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。据此，请回答下列问题：
(1)E元素基态原子的电子排布式为　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)　。　
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　C＜O＜N　(填元素符号)，其原因是　同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大的趋势，但氮元素的2p轨道为半充满的稳定结构，其第一电离能大于氧元素　。
(3)D元素与氟元素相比，电负性：D　＜　(填“＞”“=”或“＜”)F，下列表述中，能证明这一事实的是　BC　(填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B. 氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D. 比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)B2A4是重要的石油化工原料，B2A4的结构式为 　。
【解析】 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，A为H；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，B为C；D原子L层上有2对成对电子，其排布为1s22s22p4，D为O；C介于C、O之间，为N；E＋核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满，E原子核外电子数为2＋8＋18＋1=29，E为Cu。
15. 元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。下表是元素周期表的一部分，请回答下列问题：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
(1)元素①最简单的气态氢化物分子的空间构型是　正四面体形　。请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱：　2HNO3＋Na2CO3====2NaNO3＋CO2↑＋H2O　。
(2)元素⑤⑥非金属性更强的是：　Cl　(用元素符号表示)，请从原子结构的角度解释：　硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子原子核对最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属性更强的是Cl　。
电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。
上图为1~19号元素第一电离能I1。请回答下列问题：
(3)同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常，预测下列关系式中正确的是　AC　(填字母)。
A. I1(As)＞I1(Se) B. I1(As)＜I1(Se)
C. I1(Br)＞I1(Se) D. I1(Br)＜I1(Se)
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据见下表：
元素 Mn Fe
电离能/(kJ·mol－1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价层电子排布式：　3d5　。比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去1个电子比气态Fe2＋再失去1个电子难。对此你的解释是　由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少　。
【解析】 由元素在周期表中的位置可知，①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为S，⑥为Cl。(1)元素C最简单的气态氢化物为甲烷，甲烷为正四面体形；可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素非金属性的强弱，相关反应方程式：2HNO3＋Na2CO3====2NaNO3＋CO2↑＋H2O。(2)⑤为S，⑥为Cl，硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子原子核对最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属更强的是Cl。(3)As、Se、Br为同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的第ⅥA族元素，则第一电离能：Br＞As＞Se，A、C正确。(4)Mn为25号元素，基态Mn2＋的价层电子排布式为3d5；由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。1.2 练习2　元素周期律
1. 下列关于粒子半径的比较，错误的是 ( )
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. ①④
C. ③④　 D. ①②③
2. 下表为某些元素的原子半径数值，据此推测磷原子的半径可能是 ( )
原子 N S O Si
半径r/×10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
A. 0.70×10－10 m B. 0.80×10－10 m
C. 1.10×10－10 m D. 1.20×10－10 m
3. 下列化合物中，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是 ( )
A. LiI B. NaBr
C. KCl D. CsF
4. (2024·春晖中学高二检测)如图所示，能正确表示与Si同周期部分主族元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 ( )
A. B.
C. D.
5. (2024·镇海中学高二检测)已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。下表为X、Y的电离能数值，下列说法中，错误的是( )
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的常见化合价是＋1价
B. 元素Y是第ⅢA族元素
C. 元素X与氯元素组成化合物时，化学式可能是XCl
D. 若元素Y位于第三周期，它可与冷水剧烈反应
6. 下列说法中，不能说明X的电负性比Y的大的是 ( )
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
7. 电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性变化规律的说法，正确的是 ( )
A. 同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大
B. 同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变大
C. 电负性越大，第一电离能越大
D. 电负性越小，非金属性越强
8. 已知X、Y两元素同周期，且电负性：X＞Y。下列说法中，错误的是 ( )
A. X与Y形成化合物时，一般是X显负价，Y显正价
B. 第一电离能可能Y小于X
C. 原子半径：Y＜X
D. 气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
9. (2024·湖州中学高二检测)四种元素的基态原子的价层电子轨道表示式如下。下列说法中，正确的是( )
A. 原子半径：③＞④＞②＞①
B. 未成对电子数：①=④＞③＞②
C. 电负性：②＞①＞④＞③
D. 第一电离能：②＞①＞③＞④
10. (2024·宁波高二检测)下列关于各组元素性质递变情况的说法，错误的是 ( )
A. Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素的最高化合价依次升高
C. N、O、F的电负性依次增大
D. Na、K、Rb的第一电离能逐渐增大
11. 已知X、Y、Z为同一周期的三种元素，下表为其原子的部分电离能：
　　　　元素 电离能/　　　　 (kJ·mol－1)　　　 X Y Z
I1 496 738 578
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 543 10 540 11 575
下列说法中，正确的是 ( )
A. 三种元素中，X元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小
B. 三种元素中，Y元素的第一电离能最大，其电负性也最大
C. 等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应放出氢气的物质的量之比为1∶1∶1
D. 三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1
12. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大，X核外电子只有1种运动状态，Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子，M是与X不同主族的金属元素，N的氢氧化物具有两性。下列说法中，正确的是 ( )
A. 电负性：Z＜Y＜W
B. Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物
C. 第一电离能：M＜N
D. N的单质可以在高温下还原M的氧化物
13. 根据信息回答下列问题：
①第一电离能(I1)是指气态原子X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态正离子X＋(g)所需的最低能量。如图所示为部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
②不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键，如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值。
元素 Li Be B C O F
电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0
元素 Na Al Si P S Cl
电负性 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)认真分析信息①图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断第三周期Na~Ar这几种元素中，Al的第一电离能的大小范围为 ＜Al＜ (填元素符号)。
(2)信息①图中第一电离能最小的元素在元素周期表中的位置是第 周期第 族。
(3)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性数值的最小范围是 。
(4)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系： 。
(5)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物，说出理由并写出判断的方法： 。
14. (2024·余姚中学高二检测)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E＋核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。据此，请回答下列问题：
(1)E元素基态原子的电子排布式为 。　
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (填元素符号)，其原因是 。
(3)D元素与氟元素相比，电负性：D (填“＞”“=”或“＜”)F，下列表述中，能证明这一事实的是 (填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B. 氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D. 比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)B2A4是重要的石油化工原料，B2A4的结构式为 。
15. 元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。下表是元素周期表的一部分，请回答下列问题：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
(1)元素①最简单的气态氢化物分子的空间构型是 。请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱： 。
(2)元素⑤⑥非金属性更强的是： (用元素符号表示)，请从原子结构的角度解释： 。
电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。
上图为1~19号元素第一电离能I1。请回答下列问题：
(3)同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常，预测下列关系式中正确的是 (填字母)。
A. I1(As)＞I1(Se) B. I1(As)＜I1(Se)
C. I1(Br)＞I1(Se) D. I1(Br)＜I1(Se)
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据见下表：
元素 Mn Fe
电离能/(kJ·mol－1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价层电子排布式： 。比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去1个电子比气态Fe2＋再失去1个电子难。对此你的解释是 。 (共44张PPT)
二、 原子结构与元素的性质
练习2　元素周期律
原子结构与性质
第一章
高中化学 选择性必修2 物质结构与性质
必备知识练
1. 下列关于粒子半径的比较，错误的是 (　　)
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. ①④
C. ③④　 D. ①②③
C
【解析】 同主族元素，从上到下，同价态离子半径逐渐增大，①②正确；能层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径逐渐减小，③错误；不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，④错误。
2. 下表为某些元素的原子半径数值，据此推测磷原子的半径可
能是 (　　)
C
原子 N S O Si
半径r/×10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
A. 0.70×10－10 m B. 0.80×10－10 m
C. 1.10×10－10 m D. 1.20×10－10 m
【解析】 同一周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，由此可推知磷原子的半径在硅原子和硫原子之间，C正确。
3. 下列化合物中，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是
(　　)
A. LiI B. NaBr
C. KCl D. CsF
【解析】 碱金属离子半径：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Cs＋)；卤素离子半径：r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)，显然，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。
A
4. (2024·春晖中学高二检测)如图所示，能正确表示与Si同周
期部分主族元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是
A. B.
C. D.
【解析】 第三周期主族元素中Mg的第三电离能最大，Al的第三电离能最小。
(　　)
D
5. (2024·镇海中学高二检
测)已知X、Y是主族元素，
I为电离能，单位是
kJ·mol－1。下表为X、Y
的电离能数值，下列说法中，错误的是(　　)
A. 元素X的常见化合价是＋1价
B. 元素Y是第ⅢA族元素
C. 元素X与氯元素组成化合物时，化学式可能是XCl
D. 若元素Y位于第三周期，它可与冷水剧烈反应
元素 I1 I2 I3 I4
X 500 4 600 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
D
【解析】 由题表数据可知，元素X的I1、I2差别很大，说明X易失去一个电子，而难失去更多的电子，因此X易形成＋1价阳离子，A、C正确；元素Y的I3、I4差别很大，说明Y易失去3个电子，即Y原子的最外层上有3个电子，应位于第ⅢA族，B正确；若Y位于第三周期，则为Al，Al不能与冷水剧烈反应，D错误。
6. 下列说法中，不能说明X的电负性比Y的大的是 (　　)
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
C
【解析】 与H2化合时X单质比Y单质容易，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，A不符合题意；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，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，B不符合题意；X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多不能说明X的电负性比Y的大，如Si的电负性比H的小，C符合题意；X单质可以把Y从其氢化物中置换出来，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y的大，D不符合题意。
7. 电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性变化规律的说法，正确的是 (　　)
A. 同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大
B. 同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变大
C. 电负性越大，第一电离能越大
D. 电负性越小，非金属性越强
A
8. 已知X、Y两元素同周期，且电负性：X＞Y。下列说法中，
错误的是 (　　)
A. X与Y形成化合物时，一般是X显负价，Y显正价
B. 第一电离能可能Y小于X
C. 原子半径：Y＜X
D. 气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
C
【解析】 同周期元素从左到右，原子序数依次增大，原子半径依次减小，非金属性依次增强，电负性依次增大，则原子半径X＜Y。电负性大的元素在化合物中一般显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确，C错误；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA、ⅤA族元素反常，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能可能Y大于X，也可能Y小于X，B正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，D正确。
关键能力练
9. (2024·湖州中学高二检测)四种元素的基态原子的价层电子
轨道表示式如下。下列说法中，正确的是(　　)
A. 原子半径：③＞④＞②＞①
B. 未成对电子数：①=④＞③＞②
C. 电负性：②＞①＞④＞③
D. 第一电离能：②＞①＞③＞④
B
【解析】 根据轨道表示式可推知，①为N，②为F，③为S，④为P。原子核外电子层数越多，原子半径越大，同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径大小关系为④＞③＞①＞②，A错误；根据元素的基态原子的价层电子轨道表示式可知原子核外未成对电子数：①=④＞③＞②，B正确；同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，同一主族元素的电负性随原子序数的增大而减小，则电负性大小关系为②＞①＞③＞④，C错误；一般情况下，同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，若元素处于第ⅡA、第ⅤA族的全充满、半充满的稳定状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，同一主族元素的第一电离能随原子序数的增大而减小，则第一电离能大小关系为②＞①＞④＞③，D错误。
10. (2024·宁波高二检测)下列关于各组元素性质递变情况的说法，错误的是 (　　)
A. Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素的最高化合价依次升高
C. N、O、F的电负性依次增大
D. Na、K、Rb的第一电离能逐渐增大
D
【解析】 Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1、2、3，A正确；P、S、Cl元素最外层电子数分别为5、6、7，最高化合价分别为＋5价、＋6价、＋7价，B正确；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则N、O、F电负性依次增大，C正确；同主族元素从上到下元素的第一电离能逐渐减小，则Na、K、Rb的第一电离能逐渐减小，D错误。
11. 已知X、Y、Z为同一周期的三种元素，下表为其原子的部分电离能：
　　　　元素 电离能/(kJ·mol－1)　　　 X Y Z
I1 496 738 578
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 543 10 540 11 575
下列说法中，正确的是 (　　)
A. 三种元素中，X元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小
B. 三种元素中，Y元素的第一电离能最大，其电负性也最大
C. 等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应放出氢气的物质的量之比为1∶1∶1
D. 三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1
A
【解析】 根据元素电离能的变化规律可知：X为第ⅠA族元素、Y为第ⅡA族元素、Z为第ⅢA 族元素，又知X、Y、Z为同一周期的三种元素，假设X、Y、Z属于第三周期，则这三种元素分别为Na、Mg、Al。第一电离能最小的为Na，电负性在同一周期元素中最小的也是Na，A正确；三种元素中，第一电离能最大的为Mg，电负性最大的为Al，B错误；三种金属和少量盐酸反应完成后，剩余的金属钠继续与水反应生成氢气，最终金属钠生成的氢气最多，C错误；根据得失电子守恒关系，放出
1 mol氢气时，转移2 mol电子，消耗金属钠2 mol，金属镁
1 mol，金属铝 mol，消耗X、Y、Z的物质的量之比为6∶3∶2，D错误。
12. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增
大，X核外电子只有1种运动状态，Y、W的2p轨道均含有2个
未成对电子，M是与X不同主族的金属元素，N的氢氧化物具
有两性。下列说法中，正确的是 (　　)
A. 电负性：Z＜Y＜W
B. Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物
C. 第一电离能：M＜N
D. N的单质可以在高温下还原M的氧化物
B
【解析】 Y、Z、W分别是碳、氮、氧，同一周期元素电负性从左到右依次增大，电负性大小顺序是Y＜Z＜W，A错误；Y是碳，其氢化物是烃，种类繁多，气态、液态、固态的都有，W的氢化物是H2O，所以Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物，B正确；N是铝元素，M是镁元素，第一电离能为Mg＞Al，即M＞N，C错误；镁的金属性比铝的强，因此N的单质不能还原M的氧化物，D错误。
13. 根据信息回答下列问题：
①第一电离能(I1)是指气态原子X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态正离子X＋(g)所需的最低能量。如图所示为部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
②不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键，如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值。
元素 Li Be B C O F
电负性 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0
元素 Na Al Si P S Cl
电负性 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)认真分析信息①图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断第三周期Na~Ar这几种元素中，Al的第一电离能的大小范围为__________＜Al＜__________(填元素符号)。
(2)信息①图中第一电离能最小的元素在元素周期表中的位置是第__________周期第__________族。
(3)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性数值的最小范围是__________。
(4)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系：_______
______________________________________________。
Na
Mg
五
ⅠA
0.9~1.5
非金属
性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小
(5)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物，
说出理由并写出判断的方法：___________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
Al和Cl的电负性差值为1.5，小
于1.7，所以形成共价键，AlCl3为共价化合物；判断方法：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)由题图可知，同周期第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故第一电离能：Na＜Al＜Mg。(2)根据第一电离能的递变规律可以看出，信息①图中所给元素中Rb的第一电离能最小，其在元素周期表中的位置为第五周期第ⅠA族。(3)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知在同周期中电负性：Na＜Mg＜Al，在同主族中电负性：Be＞Mg＞Ca，则Mg元素的电负性数值的最小范围应为0.9~1.5。
拓展突破练
14. (2024·余姚中学高二检测)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E＋核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。据此，请回答下列问题：
(1)E元素基态原子的电子排布式为___________________________________。　
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______
_________(填元素符号)，其原因是_______________________ ______________________________________________________________________________________________________。
C＜
O＜N
同一周期，随着原子序数
的增加，元素的第一电离能呈增大的趋势，但氮元素的2p轨道为半充满的稳定结构，其第一电离能大于氧元素
(3)D元素与氟元素相比，电负性：D__________(填“＞”“=”或“＜”)F，下列表述中，能证明这一事实的是__________(填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B. 氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D. 比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
＜
BC
(4)B2A4是重要的石油化工原料，B2A4的结构式为
__________________。
【解析】 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，A为H；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，B为C；D原子L层上有2对成对电子，其排布为1s22s22p4，D为O；C介于C、O之间，为N；E＋核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满，E原子核外电子数为2＋8＋18＋1=29，E为Cu。
15. 元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。下表是元素周期表的一部分，请回答下列问题：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
(1)元素①最简单的气态氢化物分子的空间构型是___________。请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱：____________________________________________。
正四面体形
2HNO3＋Na2CO3====2NaNO3＋CO2↑＋H2O
(2)元素⑤⑥非金属性更强的是：__________(用元素符号表示)，
请从原子结构的角度解释：______________________________
______________________________________________________
______________________________________________________
________________。
Cl
硫元素和氯元素电子层数相同，
氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子原子核对最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属性更强的是Cl
电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。
上图为1~19号元素第一电离能I1。请回答下列问题：
(3)同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常，预测下列关系式中正确的是__________(填字母)。
A. I1(As)＞I1(Se) B. I1(As)＜I1(Se)
C. I1(Br)＞I1(Se) D. I1(Br)＜I1(Se)
AC
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据见下表：
元素 Mn Fe
电离能/(kJ·mol－1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价层电子排布式：__________。比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去1个电子比气态Fe2＋再失去1个电子难。对此你的解释是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3d5
由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
【解析】 由元素在周期表中的位置可知，①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为S，⑥为Cl。(1)元素C最简单的气态氢化物为甲烷，甲烷为正四面体形；可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素非金属性的强弱，相关反应方程式：2HNO3＋Na2CO3====2NaNO3＋CO2↑＋H2O。(2)⑤为S，⑥为Cl，硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子原子核对最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属更强的是Cl。
(3)As、Se、Br为同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的第ⅥA族元素，则第一电离能：Br＞As＞Se，A、C正确。(4)Mn为25号元素，基态Mn2＋的价层电子排布式为3d5；由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。

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