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第一章 原子结构与性质
课时4 元素周期律
［知识梳理］
一、半径比较
1. 原子半径的大小取决于两个因素：一是电子的能层数，另一个是__________。同主族元素随着原子序数的增加，电子能层数逐渐增多，原子半径逐渐__________。同周期元素电子能层数相同，从左往右__________逐渐增大，原子半径逐渐__________。
2. 原子失电子变成阳离子，半径_______；原子得电子变成阴离子，半径_______。
3. 核外电子排布相同的离子，随着核电荷数的增多，离子半径逐渐_______。
二、电离能
1. 第一电离能I1：_____态_____性_____态原子失去1个电子，转化为_____态_____态_____离子所需要的______叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越_____。同一元素的第二电离能_____于第一电离能。
2. 同周期元素，从左往右第一电离能___________；同主族元素，从上到下第一电离能逐渐__________。
3. 第_______族、第_______族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。
三、 电负性
1. 用来描述不同元素的原子对键合电子________ 大小的物理量。以______的电负性为4.0，______的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。
通常以符号X表示，其值是相对值，无单位。
2. 电负性可以用来度量 _____性与_______性的强弱。电负性越大，元素的_______性越强，______性越弱；电负性越小，元素的________性越弱，______性越强。
3. 同周期元素，从左到右，元素的电负性逐渐变_____；同主族元素，从上到下，元素的电负性逐渐变_____。
4. 金属元素的电负性一般小于_____，非金属元素的电负性一般大于_____，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在_____左右，它们既有金属性又有非金属性。
5. 电负性相差很大的元素相互化合通常形成_____键 。电负性相差不大的两种非金属元素相互化合时，通常形成_____键，电负性相同的元素相互化合时，通常形成_____ 键。电负性相差越大的元素形成共价键时，共用电子对偏向电负性大的原子趋势越大，键的极性越大。一般，ΔX＞1.7，形成_____键；ΔX＜1.7，形成_____键。
四、元素周期律
1. 元素的性质随着核电荷数递增发生_____性的递变，叫做元素周期律。元素周期律主要体现在核外________ 、________、________、________、________、________、
________等的________性变化。
2. 对角线规则
某些主族元素与________方的主族元素的有些________相似，被称为对角线原则。
五、元素周期表和元素周期律的应用
1. 预测元素的性质（由递变规律推测）：______________是元素周期律的具体表现形式，是学习化学的一种重要工具。它为__________的发现及预测它们的__________和
____________提供了线索。
2. 按周期表的位置寻找元素：在周期表中______________的分界处，可以找到半导体材料，如硅、锗等；在周期表中_______________中可以寻找制取农药的元素；在____________中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等。
3. 启发人们在一定区域内寻找新物质。
［直击考点］
08年高考要求是：①认识元素在周期表中的位置与其原子的电子层结构的关系。②知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。③能结合有关数据和实验事实(原子核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、最高价氧化物对应水化物酸碱性、元素的金属性与非金属性、元素的电负性、电离能等认识元素周期律。④感受元素周期律与周期表在化学学习、科学研究和生产实践中的重要作用与价值。
［典例诠释］
例1 在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是 ( )
A. ns2np3 B. ns2np5 C. ns2np4 D. ns2np6
分析 上述外层电子排布式代表的四种元素按原子序数递增的顺序是：A、C、B、D，第一电离能应逐一增大，但由于第ⅡA族和第ⅤA族外层电子排布的半充满状态，使之比同周期相邻元素对比来得大。
全解 C
易错点 忽略第ⅡA族和第ⅤA族外层电子排布的反常情况
例2 (1)下表中的实线是元素周期表部分边界，请用实线补全元素周期表边界。
(2)元素甲是第三周期ⅥA族元素，请在右边方框中按氦元素
(图2-2)的式样，写出元素甲的原子序数、元素符号、元素名称、
相对原子质量和最外电子层排布。
(3)元素乙的3p亚层中只有1个电子，则乙原子半径与甲原子半径比较：________>_______；甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为：_______>_______ (用化学式表示)。
(4)元素周期表体现了元素周期律，元素周期律的本质是原子核外电子排布的__________，请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系：____________
________________________________________________________________________。
分析 元素周期表现有七个周期，从下向上推，第一行应是第一周期，依次类推。
全解 实线补全的元素周期表边界如下图，
(3) Al>S (4)周期性变化 元素的周期数即为原子结构最外电子层数；元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数。
易错点 过渡元素是从第四周期开始，因此绘制边界在第三、四行的交界处；第一周期两边各只有一种元素，第二、三周期各有二种元素，这是绘边界时也要注意的地方。
［实战训练］
1. 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
2. 随着原子序数的递增，下列呈周期性变化的是 ( )
A. 原子核内中子数 B. 氢化物分子HnR式中的n值
C. 原子的质量数 D. 元素的化合价
3. 下列各组原子，彼此性质一定相似的是 （ ）
A. 外层电子排布为1s2与2s2的元素
B. M层上有两个电子与N层上有两个电子的元素
C. 2p上有一个未成对电子与3p上有一个未成对电子的元素
D. L层上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
4． 对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是 （ ）
A．碱性：NaOH < Mg(OH)2 C．电负性：Na > Mg > Al D．还原性：Na > Mg > Al
5. 已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是 ( )
A. X与Y形成化合物时，X可以显负价，Y显正价
B. 第一电离能可能Y小于X
C. X对应的最高价含氧酸的酸性弱于Y对应的最高价含氧酸的酸性
D. 气态氢化物的稳定性：HmY小于HmX
6. 已知aAn+、bB（n+1）+、cCn-、dD(n+1) -具有相同的电子层结构，有关A、B、C、D四种元素的叙述中正确的是 （ ）
A. 原子序数：b > a > c > d B. 原子半径：A > B > C > D
C. 金属性：B > A，非金属性：D > C D. 离子半径：D > C > B > A
7. X、Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3。若已知X的原子序数为n，则Y的原子序数不可能是 ( )
A．n+11 B．n－5 C．n+3 D．n+4
8. 镭的核外电子排布为［Rn］7s2，下列关于镭的说法不正确的是 ( )
A. 其电负性与Cs相近 B. 位于第七周期第ⅡA族
C. 能与冷水反应放出氢气 D. 第一电离能比Cs小
9. 用元素符号填空
(1)第三周期原子半径最小的元素______；(2)第一电离能最大的元素_______；
(3)电负性最大的元素______；(4)第四周期中第一电离能最小的元素_______；
(5)基态时原子的第二能层有三个单电子的元素_______；
(6)原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍的元素______。
10. 美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念。电负性(用x表示)也是元素的一种重要性质，若x越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下面是某些短周期元素的x值：
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
x值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
(1)通过分析x值变化规律，确定N、Mg的x值范围：_____＜x(N)＜_____，
_____＜x(Mg)＜_____。
(2)推测x值与原子半径的关系是_______________________；根据短周期元素的x值变化特点，体现了元素性质的__________变化规律。
(3)某有机化合物结构中含S－N键，其共用电子对偏向________（写原子名称）。
(4)经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的x差值△x＞1.7时，一般为离子键，当△x＜1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中化学键类型是___________。
11．致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。
据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
（1）氢化物的易燃性：第二周期________＞________＞H2O、HF；
第三周期 SiH4＞PH3＞________＞________。
（2）化合物的毒性：PH3＞NH3 H2S___H2O；CS2___CO2 CCl4___CF4（选填＞或＜＝）。
于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。
（3）已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为－128℃，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其它类似的还可以是___________________。
（4）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是___________。但求助于周期表中元素及其化合物的_______变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。
① 毒性 ② 沸点 ③ 易燃性 ④ 水溶性 ⑤ 颜色
（a）①②③ （b）②④⑤ （c）②③④
备用题
1.x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结
构，由此可知 （ ）
A. x的原子半径大于y的原子半径
B. x的电负性大于y的电负性
C. x的氧化性大于y的氧化性
D. 第一电离能x的小于y
2.下列各组中，原子半径由大到小排列顺序正确的是 ( )
A．Na、Mg、Ca B．F、O、N C．S、Cl、F D．Na、Al、H
3.某元素R的气态氢化物分子式为RH3，它的最高价氧化物含氧74%，则R的相对原子质量约为 ( )
A．31 B．14 C．16 D．32
4. 不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量叫第一电离能（设其为E）。如右图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
⑴ 同主族内不同元素的E值变化的特点是：_______________________________。
各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的__________变化规律。
(2) 同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常，试预测下列关系式中正确的是______（填写编号，多选倒扣）
① E(砷) > E(硒） ② E(砷）< E(硒） ③ E(溴) > E(硒） ④ E(溴）< E(硒）
(3) 估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：___(4)10号元素E值较大的原因是___________________
5.下表列出了前20号元素中的某些元素性质的有关数据：试回答下列问题：
元素编号元素性质 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
原子半径（10－10m） 1.52 2.27 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.86 0.75 0.71
最高价态 +1 ＋1 － ＋3 ＋4 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 －
最低价态 － － －2 － －4 －3 －1 － －3 －1
(1) 以上10种元素的原子中，失去核外第一个电子所需能量最少的是______。
(2) 上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质可能是（写分子式）__________________。某元素R的原子半径为1.02×10－10m，该元素在周期表中位于____________ ；若物质Na2R3是一种含有非极性共价键的离子化合物，请你写出该化合物的电子式____________。
课时4 元素周期律
1. A 2. BD 3. D 4. D 5. C 6. A 7. D(提示：从化合物的化学式X2Y3可知，X的化合价为+3价，Y的化合价为－2价，又知X、Y均是短周期元素，在周期表中属于前三周期元素，可推知X为第三主族元素，Y为第六主族元素，因此X只能是5B或13Al，Y只能是8O或16S。若X是5B，则Y的核电荷数是n+3或n+11；若X是13Al，则Y的核电荷数是n－5或n+3。或如是单选题可采用排除法，即其分别在奇数族和偶数族，其原子序数分别为奇数和偶数，原子序数的差值为奇数。) 8. D 9.(1)Cl (2)He (3)F (4)K (5)N (6)B 10. 2.55 3.44 0.93 1.57 电负性随原子半径减小而增大 周期性 氮 共价键 11．（1）CH4＞NH3，H2S＞HCl （2）＞ ＞（3）CFCl3（或CF3Cl） （4）使大气臭氧层出现空洞 a
备用题
1. BC 2. CD 3. B 4.（1）随着原子序数增大，E值变小 周期性 （2）①③
（3）419 738 （填E（钾）、E（镁）也正确） （4）10号元素是氖。该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构（注：达到8电子稳定结构也行）。5. (1)② (2)CCl4、PCl3 第三周期第ⅥA族
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图2-2
(1)
16 S
硫
32 3s23p4
(2)
·
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
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原子序数
2 272
520
899
2 080
456
738
1 012
1 520
999
429
I(KJ/mol)
Na+[ S S S ]2－Na+
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