第14讲 元素周期律与元素性质(课件+学案,共2份打包)高中化学 高考专区 一轮复习

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第14讲 元素周期律与元素性质(课件+学案,共2份打包)高中化学 高考专区 一轮复习

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第14讲 元素周期律与元素性质
复习要求 1.掌握元素周期律的实质,熟悉同周期、同主族元素性质的递变规律;2.掌握电离能、电负性的概念及变化规律。
考点一 元素周期律
【知识梳理】
1.元素周期律
2.主族元素周期性变化规律
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
原子结构 电子层数 相同 依次增加
最外层电子数 依次增加 相同
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
元素性质 金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
化合价 最高正化合价:+1→+7(O、F除外),负化合价=主族序数-8(H为-1价) 相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
化合物性质 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强
简单气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
小题对点过
(1)(2024·全国甲卷)ⅣA族在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为    。
(2)下列叙述正确的有    。
①元素的非金属性越强,它的气态氢化物水溶液的酸性越强
②NH3、H2O、HF的热稳定性依次增强
③At为第ⅦA族元素(卤素),At2与H2化合较难,AgAt也难溶于水
④碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成的氧化物皆为R2O
⑤第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
⑥随着元素原子序数的递增,元素的最高正价从+1到+7,最低负价从-7到-1重复出现
答案 (1)+4 (2)②③
3.对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如。
小题对点过
根据对角线规则,回答下列问题。
(1)锂在空气中燃烧的主要化学方程式:                。
(2)Be(OH)2能溶于NaOH溶液的离子方程式:        。
(3)AlCl3是共价型卤化物,试写出BeCl2的结构式    。
答案 (1)4Li+O22Li2O
(2)Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-
(3)Cl—Be—Cl
【知能通关】
(一)原子(离子)半径比较
1.比较下列微粒半径的大小(用“>”或“<”填空)。
①Si    N    F。
②Li    Na    K。
③Na+    Mg2+    Al3+。
④F-    Cl-    Br-。
⑤Cl-    O2-    Na+。
⑥H-    Li+    H+。
答案 ①> > ②< < ③> > ④< < ⑤> > ⑥> >
2.A、B、C、D为四种短周期元素,A、B、D在同一周期,D的原子半径在短周期主族元素中最大,A、C的最低价离子分别为A2-和C-,B2+和C-具有相同的电子层结构。下列判断正确的是(  )
A.原子序数由大到小的顺序是C>D>B>A
B.原子半径由大到小的顺序是D>B>A>C
C.简单离子半径由大到小的顺序是A>D>B>C
D.元素最高正价由大到小的顺序是C>A>B>D
答案 B
解析 D的原子半径在短周期主族元素中最大,可确定D为Na。A与D同为第三周期元素且最低价离子为A2-,可确定A为S。B为第三周期元素且B2+和C-具有相同的电子层结构,因此B为Mg、C为F。原子序数由大到小为S>Mg>Na>F,即A>B>D>C,A选项错误。B.同周期主族元素的原子半径由左至右逐渐减小可知原子半径Na>Mg>S,第二周期的F原子半径最小,因此原子半径由大到小的顺序是D>B>A>C,B选项正确。C.S2-为18电子微粒(电子层数3),而Mg2+、Na+、F-都是10电子微粒(电子层数2),因此S2-半径最大。电子数相同的简单离子半径,随着原子序数越大,离子半径越小。综上所述,简单离子半径由大到小的顺序是S2->F->Na+>Mg2+,即A>C>D>B,C选项错误。D.S最高正价为+6价、Mg最高正价为+2价、Na最高正价为+1价,但F无正价,D选项错误。
电子层结构相同的微粒半径大小规律
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
(二)金属性、非金属性强弱的比较及应用
3.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)。
①金属性:K    Na    Mg;
非金属性:F    O    S。
②碱性:Mg(OH)2    Ca(OH)2    KOH。
③酸性:HClO4    H2SO4    HClO。
④热稳定性:CH4    NH3    H2O。
答案 ①> > > > ②< < ③> >
④< <
4.(2025·内蒙古包头高三期末)下列实验所涉及的操作或叙述正确的是(  )
选项 实验 操作或叙述
A 探究C和Si的非金属性强弱 用湿润的pH试纸分别测定Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液的pH
B 探究S和P的非金属性强弱 将质量和颗粒大小相同的铁粒,分别投入质量分数均为98%的硫酸和磷酸中
C 探究Na和K的金属性强弱 将切割剩余的金属钠、钾放回试剂瓶
D 探究Mg和Al的金属性强弱 利用Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应制备Al(OH)3
答案 C
解析 A.不能用润湿的pH试纸测量溶液的pH,且应该测量等浓度的溶液的pH,故A错误;B.常温下,铁遇到浓硫酸会钝化,故B错误;C.金属Na和K容易与空气中的氧气以及水蒸气发生反应,为防止其氧化变质,用小刀切割金属钠、钾后,剩余的钠、钾应及时放回煤油中保存,故C正确;D.Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,不会生成氢氧化铝沉淀,故D错误。
判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
金属性 ①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
非金 属性 ①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
考点二 电离能 电负性及应用
【知识梳理】
1.元素的电离能
(1)电离能
元素的气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫作元素的第一电离能(I1),单位为kJ·mol-1。由气态+1价阳离子再失去1个电子变成气态+2价阳离子,这时吸收的能量叫作第二电离能(I2)。I3、I4……,以此类推。
(2)元素的第一电离能的周期性变化
①同周期元素从左至右,第一电离能有总体增大的趋势(注意:不是依次);在同一周期中,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小,有两组例外:(ⅡA,ⅤA)第一电离能比左右相邻的主族元素高。
②同主族从上到下,第一电离能有减小的趋势。
小题对点过
比较常见元素第一电离能大小。
(1)元素第一电离能:Na    K;C    Si;He    Ne。
(2)第二周期元素C、N、O、F第一电离能由小到大的顺序是    。
答案 ①> > > ②C2.电负性
(1)含义
不同元素的原子对键合电子吸引力的标度。元素的电负性越大,表示其原子对键合电子的吸引力越大。
(2)鲍林电负性标准
以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准,计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。
(3)变化规律
①在元素周期表中,同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐变大,同主族元素从上至下,元素的电负性逐渐变小。
②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于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。
小题对点过
(1)下列原子的价电子排布中,电负性大小顺序为(用元素符号表示)    。
①3s2 ②3s23p3 ③3s23p4 ④3s23p5
(2)下列有关元素电负性的比较正确的有    。
①(2023·广东卷)元素电负性:O>N>H
②(2023·浙江6月选考)电负性:F>N>C>Na
③(2023·湖南卷)电负性:O>F>P>Ca
④(2023·重庆卷)Ca、Fe、P、O和Y(钇)5种元素中,电负性最大的是P
答案 (1)Cl>S>P>Mg (2)①②
解析 (2)①正确,一般非金属性越强,元素的电负性越大;③错误,电负性:F>O>P>Ca;④错误,5种元素中氧的非金属性最强,电负性也最大。
【知能通关】
(一)电离能、电负性的比较
1.(2025·黑龙江哈尔滨第五中学高三期末)我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现,月壤中存在一种含“水”矿物Ca5(PO4)3(OH)。下列说法正确的是(  )
A.电离能大小:I1(Na)B.电负性大小:χ(O)<χ(P)
C.半径大小:r(O2-)D.碱性强弱:Ca(OH)2答案 A
解析 同周期从左往右,第一电离能逐渐增大即I1(Na)S>P,所以电负性大小:χ(O)>χ(P),B项错误;离子半径:电子层相同时,核电荷数越多半径小,即r(O2-)>r(Na+),C项错误;同主族元素,从上往下金属性增强,最高价氧化物的水化物碱性增强,即Ca(OH)2>Mg(OH)2,D项错误。
2.(2026·天津河东高三模拟)硫酸亚铁铵,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,是一种蓝绿色的无机复盐。下列说法正确的是(  )
A.半径:r(Fe3+)>r(Fe2+)
B.沸点:H2S>H2O
C.电负性:χ(O)>χ(S)
D.第一电离能:N答案 C
解析 A项,核内质子数相同,核外电子数越少半径越小,故r(Fe3+)χ(S),C正确;D项,N元素的价层电子2p轨道半充满,稳定,故第一电离能:N>O,D错误。
(二)电负性的应用
3.已知F2、O、B2。
(1)O、F、Cl的电负性由大到小的顺序为    。
(2)B、N、H的电负性由大到小的顺序为    。
答案 (1)F>O>Cl (2)N>H>B
4.一般认为: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:
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
电负性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围:        。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系:        。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3    ,AlCl3    , AlBr3    。
答案 (1)0.9~1.5
(2)非金属性越强,电负性越大;金属性越强,电负性越小
(3)离子化合物 共价化合物 共价化合物
电负性的应用
(1)预测化学键的类型
两种元素的电负性差值(XA-XB)越大,形成键的极性越强,离子化的倾向越大,电负性大的一端电子云的密度就越大。两元素电负性差值大于1.7,多数属于离子键;小于1.7,多数属于共价键。
(2)成键元素电负性的差值能影响:键的极性,从而影响电离程度(如:酸的强弱)或键能大小(键的稳定性),形成“氢键”,分子的极性(物质的物理性质)等。
注意:不能把模型推向极端(理想化)来简单判断,如离子键、共价键等并没有严格的界限,共价键的极性也会受到周围所连基团的影响。
(三)电离能的应用
5.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500
下列关于元素R的判断中一定正确的是(  )
A.R的最高正价为+3价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
答案 C
解析 由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有2个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或Mg元素,故A、B、D错误;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因np0轨道处于全空状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元素,C正确。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:                         2.盲点误区:                        
体验真题 感知高考
1.(2025·重庆卷)根据元素周期律,下列元素同时满足条件(ⅰ)和条件(ⅱ)的元素是(  )
(ⅰ)电负性大于同族的其他元素;
(ⅱ)第一电离能高于同周期相邻的元素。
A.Al B.Si
C.B D.Be
答案 D
解析 Al是第ⅢA族元素,第ⅢA族中电负性最大的是B,不满足条件(ⅰ),A项错误;Si是第ⅣA族元素,第ⅣA族中电负性最大的是C,不满足条件(ⅰ),B项错误;B是第ⅢA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ),同周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势,但Be是第ⅡA族元素,故Be的第一电离能大于B的第一电离能,不满足条件(ⅱ),C项错误;Be是第ⅡA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ),由C项分析知,也满足条件(ⅱ),故D项正确。
2.下列有关第一电离能比较正确的是(  )
A.(2023·浙江6月选考)第一电离能:N>F>C
B.(2023·江苏卷)第一电离能:I1(C)C.(2023·福建卷)第一电离能:N>O>Mn
D.(2023·重庆卷)Ca、Fe、P、O和Y(钇)5种元素中,第一电离能最小的是Fe
答案 C
解析 A错误,第一电离能:F>N>C;B错误,同主族从上往下金属性增强,失电子能力增强,第一电离能依次减小:I1(C)>I1(Si)>I1(Ge);C正确,N的价电子层为半满结构,稳定性增强,第一电离能较O大,失电子能力一般非金属<金属,第一电离能非金属>金属,故第一电离能:N>O>Mn;D错误,一般金属性越强第一电离能越小;5种元素中钙金属性最强,其第一电离能最小。
3.(2025·浙江1月选考)根据元素周期律,下列说法不正确的是(  )
A.第一电离能:N>O>S
B.化合物中键的极性:SiCl4>PCl3
C.碱性:LiOH>KOH
D.化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
答案 C
解析 A项,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族、第ⅤA族反常,故第一电离能:N>O>S,A正确;B项,已知同一周期从左往右元素的电负性依次增大,电负性SiPCl3,B正确;C项,同一主族从上往下元素的金属性依次增大,金属性LiAl与O的电负性差值,电负性差值越大离子键百分数越大,故化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3,D正确。
4.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是(  )
A.第二电离能:XC.单质沸点:Y答案 A
解析 W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,且W为短周期非金属元素,则基态W原子的核外电子排布式为1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),X与W同族,若W为C,则X为Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y为P,根据Z位于W的对角线位置可知,W不为C,故W为S,则X为O,Y为N,Z为F。基态X(O)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p3,基态Y(N)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p2,基态O原子失去一个电子后2p能级为半充满的稳定结构,则第二电离能:O>N,A错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:OS,D正确。
1.高考热点:                                  
                                       
                                       
2.新考法新角度:                                
                                       
                                       
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2024·甘肃卷)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是(  )
A.原子半径:OB.第一电离能:CC.在水中的溶解度:苯<苯酚
D.苯和苯酚中C的杂化方式相同
答案 B
解析 同一周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径:O2.(2025·江苏南通一模)Ca5(PO4)3F晶体可作激光发射材料。下列说法正确的是(  )
A.半径:r(Ca2+)>r(P3-)
B.第一电离能:I1(P)>I1(S)
C.沸点:PH3>HF
D.电负性:χ(O)>χ(F)
答案 B
解析 A.具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:r(Ca2+)I1(S),B正确;C.HF可以形成氢键,故沸点:PH33.关于微粒半径大小的下列叙述中不正确的是(  )
A.同一元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大
B.同一元素形成的多种价态的离子,价态越低,半径越小
C.同一元素的原子半径小于相应的阴离子半径
D.同一元素的原子半径大于相应的阳离子半径
答案 B
解析 A.同一元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大,A项正确;B.同一元素形成的多种价态的离子,价态越低,半径越大,B项错误;C.同一元素的原子半径小于相应阴离子的半径,C项正确;D.同一元素的原子半径大于相应阳离子的半径,D项正确。
4.在常用退烧药中,对乙酰氨基酚(结构简式如图所示)是目前应用最广泛的OTC类药品之一,关于其分子结构中涉及的元素,下列说法错误的是(  )
A.N2的电子式:N N
B.O2-的结构示意图:
C.第一电离能:N>O>C
D.电负性:O>N>C>H
答案 A
解析 A.N2分子中,2个N原子之间形成共价三键,另外,每个N原子的最外层还有1个孤电子对,则其电子式为︰N N︰,A错误;B.O2-的最外层电子数为10,其结构示意图为,B正确;C.C、N、O为相邻的同周期元素,非金属性依次增强,但由于N的最外层p轨道电子半充满,原子的能量低,所以第一电离能比O大,从而得出第一电离能:N>O>C,C正确;D.H为第一周期元素,C、N、O为相邻的第二周期元素,非金属性按H、C、N、O依次增强,所以电负性:O>N>C>H,D正确。
5.已知S、Cl、Se、Br在元素周期表中的位置如图所示。下列对事实解释正确的是(  )
选项 事实 解释
A 常温下,Cl2为气体,Br2为液体 键能:Cl2>Br2
B BrCl中Br显正价 电负性:Cl>Br
C 原子半径:S>Cl 最外层电子数:SD 稳定性:H2S>H2Se H2S中有氢键
答案 B
解析 A.常温下,Cl2是气体,Br2是液体,可以得到Br2的沸点高,与键能无关,A错误;B.BrCl中Br显正价,说明Br和Cl间共用电子对向Cl偏移,Cl对键合电子的吸引力大,电负性大,B正确;C.S和Cl电子层数相同,核电荷数Cl大,对核外电子吸引力Cl大,半径小,故半径:S大于Cl,C错误;D.硫的非金属性强于硒,故稳定性硫化氢强于硒化氢,与氢键无关,D错误。
6.(2025·四川巴中三模)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,W与Z处于同主族。下列说法正确的是(  )
A.电负性:X>Y>Z
B.X的第一电离能比同周期元素的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
答案 D
解析 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,则X为O元素;Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al;基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,则Z为S;W与Z处于同一主族,则W为Se。A.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性增强,元素的电负性变大;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减小;电负性:O>S>Al,即X>Z>Y,A错误;B.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故O的第一电离能比同周期的N小,但比C大,B错误;C.Al的最高价氧化物对应水化物是氢氧化铝,是两性氢氧化物,S的最高价氧化物对应水化物是硫酸,酸性H2SO4>Al(OH)3,C错误;D.同主族从上到下元素非金属性减弱,简单气态氢化物的热稳定性减弱,W(Se)的非金属性比Z(S)弱,所以W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱,D正确。
7.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(  )
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
答案 B
解析 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族和第ⅤA族例外,由题图可知,c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素,又f和g的第一电离能相差较大,说明f和g不在同一周期,结合原子序数大小关系可知,a~i代表B~Al。a为B,g为Na,二者为不同主族元素,A错误;g、h、i分别为Na、Mg、Al,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减小,故金属性Na>Mg>Al,B正确;c、d、e分别为N、O、F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:N>O>F,C错误;b为C,c为N,最简单氢化物分别为CH4、NH3,NH3分子间存在氢键,沸点升高,故最简单氢化物的沸点:NH3>CH4,D错误。
8.下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。
(1)这九种元素中,电负性最大的是      ,第一电离能最小的元素是    ,最不活泼的是    (均用元素符号填空)。
(2)这九种元素中,最外层电子排布式为4s1的元素为    (用元素符号填空)。
(3)c、d、e三种元素的原子半径由大到小的顺序是      ,第一电离能由大到小的顺序是    ,电负性由大到小的顺序是    (均用元素符号填空)。
(4)画出d元素原子的轨道表示式(电子排布图)            ,i元素基态原子电子排布式为    。
(5)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如下表所示:
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                 。
答案 (1)F K Ne (2)K和Cu
(3)Si>P>S P>S>Si S>P>Si (4)
1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(5)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 (1)题中所给的九种元素中,电负性最大的是F,第一电离能最小的是K,最不活泼的是Ne。(2)最外层电子排布式为4s1的元素为K和Cu。(3)c、d、e三种元素分别为Si、P、S,原子半径:Si>P>S,第一电离能:P>S>Si,电负性:S>P>Si。(4)d元素为P,轨道表示式(电子排布图)为;i元素为Ga,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。
能力提升
9.(2025·北京昌平二模)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号 X Y Z M R
原子半径(×10-10 m) 1.86 0.99 1.43 0.75 0.71
主要 化合价 最高正价 +1 +7 +3 +5 —
最低负价 — -1 — -3 -1
下列说法不正确的是(  )
A.M、R在同一周期
B.元素X和Y形成的化合物中含离子键
C.Y、Z形成的化合物具有两性
D.以上5种元素中,电负性最强的是R
答案 C
解析 根据主族元素最高正价=最外层电子数,最低负价的绝对值=8-最外层电子数,还有原子半径的周期性变化规律,可以判断出X为Na,Y元素有+7、-1价,则Y为Cl,Z的最高正化合价为+3,且原子半径大于Cl元素,故Z为Al,M的最高正化合价为+5,最低负价为-3,且原子半径小于Cl元素可知M为N,R只有最低负价-1价,故R为F。A.由分析可知M、R分别为N、F,故M、R在同一周期,A正确;B.元素X和Y分别为Na、Cl,可形成的化合物为NaCl含有离子键,B正确;C.Y、Z形成的化合物为AlCl3具有酸性而不具有两性,C不正确;D.以上5种元素中,电负性最强的是F元素,D正确。
10.(2025·山西一模)M、E、F、X、Y、Z六种短周期元素的原子序数依次增大,可形成无机盐X3ZF6和YME3。已知X、Y和Z位于同一周期,基态X原子的价层电子排布式为nsn-2,含Z元素的某种盐可作净水剂,基态M原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍。下列说法正确的是(  )
A.电负性:M>E>F
B.第一电离能:Z>Y>X
C.X3ZF6中含有离子键和配位键
D.分子EF2和ME2的空间结构相同
答案 C
解析 A.非金属性越强,电负性越大,则为F(F)>E(O)>M(C),A错误;B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Y(Mg)>Z(Al)>X(Na),B错误;C.Na3AlF6中含有Na+与[AlF6]3-之间的离子键,Al3+与F-之间存在配位键,C正确;D.EF2为OF2,中心原子O的价层电子对数是2+=4,含有两个孤电子对,空间结构是V形;ME2是CO2,中心原子C的价层电子对数是2+=2,无孤电子对,空间结构是直线形,D错误。
11.(2025·辽宁抚顺二模)短周期非金属元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,其中基态Y原子的电子具有4种不同的空间运动状态,X、Z均与Y原子相邻。W、X、Z可形成化合物Q,其结构如图:,下列相关说法正确的是(  )
A.元素的电负性比较:X>Y>Z
B.Q分子中X、Z间存在配位键,且由X提供孤电子对
C.简单离子半径比较:X>Z
D.Y与Z分别形成的简单氢化物的键角比较:Y>Z
答案 D
解析 基态Y原子的电子具有4种不同的空间运动状态,故Y的核外电子排布式为1s22s22p2,故Y为C;X、Z均与Y原子相邻,X原子序数小于Y,故X为B,在物质Q中,B形成4根键,其中有一根是配位键,Z的原子序数大于Y,且根据化合物中Z成四根键,且其中一条为配位键,故Z为N,W原子序数最小,且为非金属元素,故W为H,形成的化合物Q为NH3·BH3。A.同周期主族元素从左至右电负性逐渐增大,B、C、N元素电负性依次增大,A错误;B.X为B,能形成3根普通的共价键,Z为N,能形成3根普通的共价键,还有1个孤电子对,故Q分子中B、N间存在配位键,且由N提供孤电子对,B错误;C.X为B,简单离子为B3+,Z为N,简单离子为N3-,一般来说,电子层数越多,半径越大,则单离子半径比较:X12.(2023·河北卷)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是(  )
A.简单氢化物的稳定性:Z>Q
B.第一电离能:X>Y
C.基态原子的未成对电子数:X>Q
D.原子半径:Z答案 A
解析 由W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N。A.非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:Z(O)>Q(S),A正确;B.同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:Y(N)>X(C),B错误;C.基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:X(C)=Q(S),C错误;D.原子半径为O>H,故原子半径:Z(O)>W(H),D错误。
13.现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素,均为前四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是: I1=738 kJ·mol-1,I2=1 451 kJ·mol-1, I3=7 733 kJ·mol-1,I4=10 540 kJ·mol-1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
(1)C2A4的电子式为    (用元素符号表示,下同)。
(2)B元素的原子核外共有    种不同运动状态的电子,基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈    形。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了    ,该元素的原子I3远远大于I2,其原因是        
        。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是        (用离子符号表示)。
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为                。
(6)H位于元素周期表中    区(按电子排布分区),其基态原子的价层电子排布式为        。
答案 (1)H︰︰︰H (2)6 哑铃
(3)泡利原理 Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难
(4)Cl->O2->Mg2+ (5)Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ (6)d 3d64s2
解析 根据信息可以推断A为H元素、B为C元素、C为N元素、D为O元素、E为Mg元素、F为Cl元素、G为K元素、H为Fe元素。(共76张PPT)
大单元二 物质结构与性质
第一单元 原子结构 元素周期律
第14讲 元素周期律与元素性质
1.掌握元素周期律的实质,熟悉同周期、同主族元素性质的递变规律;
2.掌握电离能、电负性的概念及变化规律。
复习要求
考点一 元素周期律
考点二 电离能 电负性及应用
目
录
CONTENTS
体验真题 感知高考
分层训练 提升考能
考点一 
元素周期律
知识梳理
知能通关
1.元素周期律
原子序数
元素原子
的核外电子排布
2.主族元素周期性变化规律
相同
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
原子结构 电子层数 ______ ____________
最外层电子数 依次增加 ______
原子半径 ____________ ____________
元素性质 金属性 ____________ ____________
非金属性 ____________ ____________
依次增加
相同
逐渐减小
逐渐增大
逐渐减弱
逐渐增强
逐渐增强
逐渐减弱
主族序数-8
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
元素性质 化合价 最高正化合价:+1→+7(O、F除外),负化合价=______________(H为-1价) 相同,最高正化合价=____________(O、F除外)
化合物性质 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性____________, 碱性____________ 酸性____________,
碱性____________
简单气态氢化物的稳定性 ____________ ____________
主族序数
逐渐增强
逐渐减弱
逐渐减弱
逐渐增强
逐渐增强
逐渐减弱
(1)(2024·全国甲卷)ⅣA族在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为_________。
(2)下列叙述正确的有____________。
①元素的非金属性越强,它的气态氢化物水溶液的酸性越强
②NH3、H2O、HF的热稳定性依次增强
③At为第ⅦA族元素(卤素),At2与H2化合较难,AgAt也难溶于水
④碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成的氧化物皆为R2O
⑤第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
⑥随着元素原子序数的递增,元素的最高正价从+1到+7,最低负价从-7到-1重复出现
+4
小题对点过
②③
3.对角线规则
右下方
根据对角线规则,回答下列问题。
(1)锂在空气中燃烧的主要化学方程式:_________________________________。
(2)Be(OH)2能溶于NaOH溶液的离子方程式:_____________________________。
(3)AlCl3是共价型卤化物,试写出BeCl2的结构式____________。
Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-
小题对点过
Cl—Be—Cl
(一)原子(离子)半径比较
1.比较下列微粒半径的大小(用“>”或“<”填空)。
①Si____________N____________F。
②Li____________Na____________K。
③Na+____________Mg2+____________Al3+。
④F-____________Cl-____________Br-。
⑤Cl-____________O2-____________Na+。
⑥H-____________Li+____________H+。
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2.A、B、C、D为四种短周期元素,A、B、D在同一周期,D的原子半径在短周期主族元素中最大,A、C的最低价离子分别为A2-和C-,B2+和C-具有相同的电子层结构。下列判断正确的是(  )
A.原子序数由大到小的顺序是C>D>B>A
B.原子半径由大到小的顺序是D>B>A>C
C.简单离子半径由大到小的顺序是A>D>B>C
D.元素最高正价由大到小的顺序是C>A>B>D
B
解析 D的原子半径在短周期主族元素中最大,可确定D为Na。A与D同为第三周期元素且最低价离子为A2-,可确定A为S。B为第三周期元素且B2+和C-具有相同的电子层结构,因此B为Mg、C为F。原子序数由大到小为S>Mg>Na>F,即A>B>D>C,A选项错误。B.同周期主族元素的原子半径由左至右逐渐减小可知原子半径Na>Mg>S,第二周期的F原子半径最小,因此原子半径由大到小的顺序是D>B>A>C,B选项正确。C.S2-为18电子微粒(电子层数3),而Mg2+、Na+、F-都是10电子微粒(电子层数2),因此S2-半径最大。电子数相同的简单离子半径,随着原子序数越大,离子半径越小。综上所述,简单离子半径由大到小的顺序是S2->F->Na+>Mg2+,即A>C>D>B,C选项错误。D.S最高正价为+6价、Mg最高正价为+2价、Na最高正价为+1价,但F无正价,D选项错误。
电子层结构相同的微粒半径大小规律
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
(二)金属性、非金属性强弱的比较及应用
3.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)。
①金属性:K____________Na____________Mg;
非金属性:F____________O____________S。
②碱性:Mg(OH)2____________Ca(OH)2____________KOH。
③酸性:HClO4____________H2SO4____________HClO。
④热稳定性:CH4____________NH3____________H2O。
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4.(2025·内蒙古包头高三期末)下列实验所涉及的操作或叙述正确的是(  )
C
选项 实验 操作或叙述
A 探究C和Si的非金属性强弱 用湿润的pH试纸分别测定Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液的pH
B 探究S和P的非金属性强弱 将质量和颗粒大小相同的铁粒,分别投入质量分数均为98%的硫酸和磷酸中
C 探究Na和K的金属性强弱 将切割剩余的金属钠、钾放回试剂瓶
D 探究Mg和Al的金属性强弱 利用Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应制备Al(OH)3
解析 A.不能用润湿的pH试纸测量溶液的pH,且应该测量等浓度的溶液的pH,故A错误;B.常温下,铁遇到浓硫酸会钝化,故B错误;C.金属Na和K容易与空气中的氧气以及水蒸气发生反应,为防止其氧化变质,用小刀切割金属钠、钾后,剩余的钠、钾应及时放回煤油中保存,故C正确;D.Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,不会生成氢氧化铝沉淀,故D错误。
判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
金属性 ①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
非金 属性 ①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
考点二 
电离能 电负性及应用
知识梳理
知能通关
1.元素的电离能
(1)电离能
元素的气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫作元素的第一电离能(I1),单位为kJ·mol-1。由气态+1价阳离子再失去1个电子变成气态+2价阳离子,这时吸收的能量叫作第二电离能(I2)。I3、I4……,以此类推。
(2)元素的第一电离能的周期性变化
①同周期元素从左至右,第一电离能有总体______的趋势(注意:不是依次);在同一周期中,稀有气体的第一电离能______,碱金属的第一电离能______,有两组例外:(ⅡA,ⅤA)第一电离能比左右相邻的主族元素高。
②同主族从上到下,第一电离能有______的趋势。
增大
最大
最小
减小
比较常见元素第一电离能大小。
(1)元素第一电离能:Na_________K;C_________Si;He_________Ne。
(2)第二周期元素C、N、O、F第一电离能由小到大的顺序是____________。
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小题对点过
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C2.电负性
(1)含义
不同元素的原子________________________的标度。元素的电负性越大,表示其原子对键合电子的吸引力______。
(2)鲍林电负性标准
以氟的电负性为_________和锂的电负性为1.0作为相对标准,计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。
对键合电子吸引力
越大
4.0
(3)变化规律
①在元素周期表中,同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐______,同主族元素从上至下,元素的电负性逐渐______。
②金属元素的电负性一般_______________,非金属元素的电负性一般_______________,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。
变大
变小
小于1.8
大于1.8
(1)下列原子的价电子排布中,电负性大小顺序为(用元素符号表示) ______________。
①3s2 ②3s23p3 ③3s23p4 ④3s23p5
(2)下列有关元素电负性的比较正确的有____________。
①(2023·广东卷)元素电负性:O>N>H
②(2023·浙江6月选考)电负性:F>N>C>Na
③(2023·湖南卷)电负性:O>F>P>Ca
④(2023·重庆卷)Ca、Fe、P、O和Y(钇)5种元素中,电负性最大的是P
Cl>S>P>Mg
小题对点过
①②
解析 (2)①正确,一般非金属性越强,元素的电负性越大;③错误,电负性: F>O>P>Ca;④错误,5种元素中氧的非金属性最强,电负性也最大。
(一)电离能、电负性的比较
1.(2025·黑龙江哈尔滨第五中学高三期末)我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现,月壤中存在一种含“水”矿物Ca5(PO4)3(OH)。下列说法正确的是(  )
A.电离能大小:I1(Na)B.电负性大小:χ(O)<χ(P)
C.半径大小:r(O2-)D.碱性强弱:Ca(OH)2A
解析 同周期从左往右,第一电离能逐渐增大即I1(Na)S>P,所以电负性大小:χ(O)>χ(P),B项错误;离子半径:电子层相同时,核电荷数越多半径小,即r(O2-)>r(Na+),C项错误;同主族元素,从上往下金属性增强,最高价氧化物的水化物碱性增强,即Ca(OH)2>Mg(OH)2,D项错误。
2.(2026·天津河东高三模拟)硫酸亚铁铵,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,是一种蓝绿色的无机复盐。下列说法正确的是(  )
A.半径:r(Fe3+)>r(Fe2+) B.沸点:H2S>H2O
C.电负性:χ(O)>χ(S) D.第一电离能:N解析 A项,核内质子数相同,核外电子数越少半径越小,故r(Fe3+)χ(S),C正确;D项,N元素的价层电子2p轨道半充满,稳定,故第一电离能:N>O,D错误。
C
(二)电负性的应用
3.已知F2、O、B2。
(1)O、F、Cl的电负性由大到小的顺序为____________。
(2)B、N、H的电负性由大到小的顺序为____________。
F>O>Cl
N>H>B
4.一般认为: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:
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
电负性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围: _______________。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系:
____________________________________________________。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3________________,AlCl3________________, AlBr3________________。
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
离子化合物
共价化合物
共价化合物
电负性的应用
(1)预测化学键的类型
两种元素的电负性差值(XA-XB)越大,形成键的极性越强,离子化的倾向越大,电负性大的一端电子云的密度就越大。两元素电负性差值大于1.7,多数属于离子键;小于1.7,多数属于共价键。
(2)成键元素电负性的差值能影响:键的极性,从而影响电离程度(如:酸的强弱)或键能大小(键的稳定性),形成“氢键”,分子的极性(物质的物理性质)等。
注意:不能把模型推向极端(理想化)来简单判断,如离子键、共价键等并没有严格的界限,共价键的极性也会受到周围所连基团的影响。
(三)电离能的应用
5.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
C
下列关于元素R的判断中一定正确的是(  )
A.R的最高正价为+3价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500
解析 由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有2个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或Mg元素,故A、B、D错误;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因np0轨道处于全空状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元素,C正确。
体验真题 感知高考
1.(2025·重庆卷)根据元素周期律,下列元素同时满足条件(ⅰ)和条件(ⅱ)的元素是(  )
(ⅰ)电负性大于同族的其他元素;
(ⅱ)第一电离能高于同周期相邻的元素。
A.Al B.Si
C.B D.Be
D
解析 Al是第ⅢA族元素,第ⅢA族中电负性最大的是B,不满足条件(ⅰ),A项错误;Si是第ⅣA族元素,第ⅣA族中电负性最大的是C,不满足条件(ⅰ),B项错误;B是第ⅢA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ),同周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势,但Be是第ⅡA族元素,故Be的第一电离能大于B的第一电离能,不满足条件(ⅱ),C项错误;Be是第ⅡA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ),由C项分析知,也满足条件(ⅱ),故D项正确。
2.下列有关第一电离能比较正确的是(  )
A.(2023·浙江6月选考)第一电离能:N>F>C
B.(2023·江苏卷)第一电离能:I1(C)C.(2023·福建卷)第一电离能:N>O>Mn
D.(2023·重庆卷)Ca、Fe、P、O和Y(钇)5种元素中,第一电离能最小的是Fe
C
解析 A错误,第一电离能:F>N>C;B错误,同主族从上往下金属性增强,失电子能力增强,第一电离能依次减小:I1(C)>I1(Si)>I1(Ge);C正确,N的价电子层为半满结构,稳定性增强,第一电离能较O大,失电子能力一般非金属<金属,第一电离能非金属>金属,故第一电离能:N>O>Mn;D错误,一般金属性越强第一电离能越小;5种元素中钙金属性最强,其第一电离能最小。
3.(2025·浙江1月选考)根据元素周期律,下列说法不正确的是(  )
A.第一电离能:N>O>S
B.化合物中键的极性:SiCl4>PCl3
C.碱性:LiOH>KOH
D.化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
C
解析 A项,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族、第ⅤA族反常,故第一电离能:N>O>S,A正确;B项,已知同一周期从左往右元素的电负性依次增大,电负性SiPCl3,B正确;C项,同一主族从上往下元素的金属性依次增大,金属性LiAl与O的电负性差值,电负性差值越大离子键百分数越大,故化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3,D正确。
4.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是(  )
A.第二电离能:XC.单质沸点:YA
解析 W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,且W为短周期非金属元素,则基态W原子的核外电子排布式为1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),X与W同族,若W为C,则X为Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y为P,根据Z位于W的对角线位置可知,W不为C,故W为S,则X为O,Y为N,Z为F。基态X(O)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p3,基态Y(N)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p2,基态O原子失去一个电子后2p能级为半充满的稳定结构,则第二电离能:O>N,A错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:OS,D正确。
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2024·甘肃卷)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是(  )
A.原子半径:OB.第一电离能:CC.在水中的溶解度:苯<苯酚
D.苯和苯酚中C的杂化方式相同
B
解析 同一周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径: O2.(2025·江苏南通一模)Ca5(PO4)3F晶体可作激光发射材料。下列说法正确的是(  )
A.半径:r(Ca2+)>r(P3-) B.第一电离能:I1(P)>I1(S)
C.沸点:PH3>HF D.电负性:χ(O)>χ(F)
解析 A.具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:r(Ca2+)I1(S),B正确;C.HF可以形成氢键,故沸点:PH3B
3.关于微粒半径大小的下列叙述中不正确的是(  )
A.同一元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大
B.同一元素形成的多种价态的离子,价态越低,半径越小
C.同一元素的原子半径小于相应的阴离子半径
D.同一元素的原子半径大于相应的阳离子半径
B
解析 A.同一元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大,A项正确;B.同一元素形成的多种价态的离子,价态越低,半径越大,B项错误;C.同一元素的原子半径小于相应阴离子的半径,C项正确;D.同一元素的原子半径大于相应阳离子的半径,D项正确。
4.在常用退烧药中,对乙酰氨基酚(结构简式如图所示)是目前应用最广泛的OTC类药品之一,关于其分子结构中涉及的元素,下列说法错误的是(  )
A
5.已知S、Cl、Se、Br在元素周期表中的位置如图所示。下列对事实解释正确的是(  )
B
选项 事实 解释
A 常温下,Cl2为气体,Br2为液体 键能:Cl2>Br2
B BrCl中Br显正价 电负性:Cl>Br
C 原子半径:S>Cl 最外层电子数:SD 稳定性:H2S>H2Se H2S中有氢键
解析 A.常温下,Cl2是气体,Br2是液体,可以得到Br2的沸点高,与键能无关,A错误;B.BrCl中Br显正价,说明Br和Cl间共用电子对向Cl偏移,Cl对键合电子的吸引力大,电负性大,B正确;C.S和Cl电子层数相同,核电荷数Cl大,对核外电子吸引力Cl大,半径小,故半径:S大于Cl,C错误;D.硫的非金属性强于硒,故稳定性硫化氢强于硒化氢,与氢键无关,D错误。
6.(2025·四川巴中三模)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,W与Z处于同主族。下列说法正确的是(  )
A.电负性:X>Y>Z
B.X的第一电离能比同周期元素的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D
解析 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,则X为O元素;Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al;基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,则Z为S;W与Z处于同一主族,则W为Se。A.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性增强,元素的电负性变大;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减小;电负性:O>S>Al,即X>Z>Y,A错误;B.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故O的第一电离能比同周期的N小,但比C大,B错误;C.Al的最高价氧化物对应水化物是氢氧化铝,是两性氢氧化物,S的最高价氧化物对应水化物是硫酸,酸性H2SO4>Al(OH)3,C错误;D.同主族从上到下元素非金属性减弱,简单气态氢化物的热稳定性减弱,W(Se)的非金属性比Z(S)弱,所以W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱,D正确。
7.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(  )
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
B
解析 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族和第ⅤA族例外,由题图可知,c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素,又f和g的第一电离能相差较大,说明f和g不在同一周期,结合原子序数大小关系可知,a~i代表B~Al。a为B,g为Na,二者为不同主族元素,A错误;g、h、i分别为Na、Mg、Al,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减小,故金属性Na>Mg>Al,B正确;c、d、e分别为N、O、F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:N>O>F,C错误;b为C,c为N,最简单氢化物分别为CH4、NH3,NH3分子间存在氢键,沸点升高,故最简单氢化物的沸点:NH3>CH4,D错误。
8.下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。
(1)这九种元素中,电负性最大的是__________________,第一电离能最小的元素是____________,最不活泼的是____________(均用元素符号填空)。
(2)这九种元素中,最外层电子排布式为4s1的元素为____________(用元素符号填空)。
F
K
Ne
K和Cu
解析 (1)题中所给的九种元素中,电负性最大的是F,第一电离能最小的是K,最不活泼的是Ne。(2)最外层电子排布式为4s1的元素为K和Cu。
(3)c、d、e三种元素的原子半径由大到小的顺序是__________________,第一电离能由大到小的顺序是____________,电负性由大到小的顺序是____________ (均用元素符号填空)。
(4)画出d元素原子的轨道表示式(电子排布图)______________________________,i元素基态原子电子排布式为_______________________________________。
Si>P>S
P>S>Si
S>P>Si
1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(5)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如下表所示:
3d5
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_______________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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
能力提升
9.(2025·北京昌平二模)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号 X Y Z M R
原子半径(×10-10 m) 1.86 0.99 1.43 0.75 0.71
主要 化合价 最高正价 +1 +7 +3 +5 —
最低负价 — -1 — -3 -1
下列说法不正确的是(  )
A.M、R在同一周期
B.元素X和Y形成的化合物中含离子键
C.Y、Z形成的化合物具有两性
D.以上5种元素中,电负性最强的是R
C
解析 根据主族元素最高正价=最外层电子数,最低负价的绝对值=8-最外层电子数,还有原子半径的周期性变化规律,可以判断出X为Na,Y元素有+7、-1价,则Y为Cl,Z的最高正化合价为+3,且原子半径大于Cl元素,故Z为Al,M的最高正化合价为+5,最低负价为-3,且原子半径小于Cl元素可知M为N,R只有最低负价-1价,故R为F。A.由分析可知M、R分别为N、F,故M、R在同一周期,A正确;B.元素X和Y分别为Na、Cl,可形成的化合物为NaCl含有离子键,B正确;C.Y、Z形成的化合物为AlCl3具有酸性而不具有两性,C不正确;D.以上5种元素中,电负性最强的是F元素,D正确。
10.(2025·山西一模)M、E、F、X、Y、Z六种短周期元素的原子序数依次增大,可形成无机盐X3ZF6和YME3。已知X、Y和Z位于同一周期,基态X原子的价层电子排布式为nsn-2,含Z元素的某种盐可作净水剂,基态M原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍。下列说法正确的是(  )
A.电负性:M>E>F
B.第一电离能:Z>Y>X
C.X3ZF6中含有离子键和配位键
D.分子EF2和ME2的空间结构相同
C
解析 A.非金属性越强,电负性越大,则为F(F)>E(O)>M(C),A错误;B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Y(Mg)>Z(Al)>X(Na),B错误;C.Na3AlF6中含有Na+与[AlF6]3-之间的离子键,Al3+与F-之间存在配位键,C正确;D.EF2为OF2,中心原子O的价层电子对数是2+=4,含有两个孤电子对,空间结构是V形;ME2是CO2,中心原子C的价层电子对数是2+=2,无孤电子对,空间结构是直线形,D错误。
A.元素的电负性比较:X>Y>Z
B.Q分子中X、Z间存在配位键,且由X提供孤电子对
C.简单离子半径比较:X>Z
D.Y与Z分别形成的简单氢化物的键角比较:Y>Z
D
解析 基态Y原子的电子具有4种不同的空间运动状态,故Y的核外电子排布式为1s22s22p2,故Y为C;X、Z均与Y原子相邻,X原子序数小于Y,故X为B,在物质Q中,B形成4根键,其中有一根是配位键,Z的原子序数大于Y,且根据化合物中Z成四根键,且其中一条为配位键,故Z为N,W原子序数最小,且为非金属元素,故W为H,形成的化合物Q为NH3·BH3。A.同周期主族元素从左至右电负性逐渐增大,B、C、N元素电负性依次增大,A错误;B.X为B,能形成3根普通的共价键,Z为N,能形成3根普通的共价键,还有1个孤电子对,故Q分子中B、N间存在配位键,且由N提供孤电子对,B错误;C.X为B,简单离子为B3+,Z为N,简单离子为N3-,一般来说,电子层数越多,半径越大,则单离子半径比较:X12.(2023·河北卷)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是(  )
A.简单氢化物的稳定性:Z>Q
B.第一电离能:X>Y
C.基态原子的未成对电子数:X>Q
D.原子半径:ZA
解析 由W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N。A.非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:Z(O)>Q(S),A正确;B.同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:Y(N)>X(C),B错误;C.基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:X(C)=Q(S),C错误;D.原子半径为O>H,故原子半径:Z(O)>W(H),D错误。
13.现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素,均为前四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是:I1=738 kJ·mol-1,I2=1 451 kJ·mol-1,
I3=7 733 kJ·mol-1,I4=10 540 kJ·mol-1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
(1)C2A4的电子式为________________(用元素符号表示,下同)。
(2)B元素的原子核外共有____________种不同运动状态的电子,基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈____________形。
H︰︰︰H
6
哑铃
泡利原理
Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是____________________ (用离子符号表示)。
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为
________________________________________________。
(6)H位于元素周期表中____________区(按电子排布分区),其基态原子的价层电子排布式为__________。
Cl->O2->Mg2+
d
3d64s2
解析 根据信息可以推断A为H元素、B为C元素、C为N元素、D为O元素、E为Mg元素、F为Cl元素、G为K元素、H为Fe元素。
Thanks!
本
讲
内
容
结
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