化学 选择性必修2物质结构与性质 配人教版 第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理1> 续表 I2、14>l…l+1>In。 元素 I/eV 12/eV I3/ev (2)为什么Na、Mg、AI在化合物中的化合价分别为十1 价、十2价、十3价？ 4.3 31.9 47.8 提示Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失 5.7 47.4 71.8 去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以N容易失 D 7.7 15.1 80.3 去一个电子形成十1价离子：Mg的11和I2相差不多，而I2 E 21.6 41.1 65.2 比I:小很多，所以Mg容易失去两个电子形成十2价离子： Al的I1、I2、I相差不多，而I3比1，小很多，所以Al容易 根据表中数据判断其中的金属元素是 ,稀有气 失去三个电子形成十3价离子。 体元素是 ,最活泼的金属是 ,在化合物中显 十2价的金属是 0 典例剖析 答案BCD E B D 已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mo-1。 解析一般来说，元素的电离能越小，说明该元素原子 请根据下表数据判断下列说法中错误的是( )。 越易失去电子，元素的金属性越强：元素的电离能越大，说明 元素 Is 该元素原子越不易失去电子，元素的非金属性越强。表中 B、C、D三种元素的第一电离能相对较小，应该属于金属元 500 4600 6900 9500 素：E元素的第一电离能最大，应该属于稀有气体元素：B元 Y 580 1800 2700 11600 素的第一电离能最小，应该是所列的元素中最活泼的金属元 A.元素X的常见化合价是十1价 素：D元素第二电离能与第三电离能相差很大，说明D元素 B.元素Y是第ⅢA族元素 的原子很容易失去2个电子，应该是在化合物中显十2价的 C元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XC 金属元素。 D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水刷烈反应 二电负性的理解与应用 答案D 解析根据表中数据可判断X为第IA族元素，Y为 重难归纳 第ⅢA族元素：若元素Y处于第三周期，则Y为A1,AI不与 1.判断元素的金属性和非金属性。 冷水反应。 (1)金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电 规律总结」元素的各级电离能逐渐增大并且会有突 负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属” (如绪、锑等)元素的电负性则在1.8左右，它们既有金属性， 跃，一般第一次突跃前的电离能所对应的电子是最外层 又有非金属性。 电子，对于金属元素来说，该类电子的个数就是该元素的 (2)一般来说，金属元素的电负性越小，金属元素越活泼： 最高正化合价。 非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 2.判断元素的化合价。 学以致用 (1)电负性数值小的元素在化合物中对键合电子的吸引 1.某元素的第一电离能至第七电离能（单位：kJ· 力小，元素的化合价为正值。 mol-)如下表。该元素最有可能位于元素周期表中( )。 (2)电负性数值大的元素在化合物中对键合电子的吸引 12 Is 力大，元素的化合价为负值 3.判断化学键的类型。 5781817274511575148301837623293 (1)一般来说，如果两种成键元素的电负性差值大于 A.第IA族 B.第ⅡA族 1.7,它们之间通常形成离子键。 C.第ⅢA族 D.第NA族 (2)一般来说，如果两种成键元素的电负性差值小于 答案C 1.7,它们之间通常形成共价键。 解析对比表中电离能数据可知，I1、I2、I:数值相对较 ?思考发现 小，I,数值突然增大，说明X元素原子中，有3个电子容易 (1)查阅教材中H,O、C1的电负性数据，分析HCIO中 失去，因此，该元素的常见化合价为十3价，最有可能位于第 各元素的价态。 ⅢA族。 提示H、0、C1的电负性分别为2.1、3.5、3.0，根据电 2.现有5种元素A、B、C、D、E,其中有三种金属元素和 种稀有气体元素，各元素的1，~I,的数据分别如下表。 负性数据并结合HCIO的结构式H一O一CI可知，O对键合 电子的吸引力最大，键合电子偏向O,则HC1O中O为一2 元素 I/eV I,/eV I3/eV 价，H为+1价，C1为+1价。 A 13.0 23.9 40.0 (2)开发新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方 向。Ti(BH)a是一种储氢材料，可由TiC,和LBH,反应 26
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理I3> I2、I4>I3……In+1>In。 (2)为什么 Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1 价、+2价、+3价? 提示 Na的I1 比I2 小很多,电离能差值很大,说明失 去第一个电子比失去第二个电子容易得多,所以 Na容易失 去一个电子形成+1价离子;Mg的I1 和I2 相差不多,而I2 比I3 小很多,所以 Mg容易失去两个电子形成+2价离子; Al的I1、I2、I3 相差不多,而I3 比I4 小很多,所以 Al容易 失去三个电子形成+3价离子。 典例剖析 已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。 请根据下表数据判断下列说法中错误的是( )。 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 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与氯形成化合物时,化学式可能是XCl D.若元素 Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应 答案 D 解析 根据表中数据可判断 X为第ⅠA 族元素,Y 为 第ⅢA族元素;若元素Y处于第三周期,则Y为Al,Al不与 冷水反应。 元素的各级电离能逐渐增大并且会有突 跃,一般第一次突跃前的电离能所对应的电子是最外层 电子,对于金属元素来说,该类电子的个数就是该元素的 最高正化合价。 学以致用 1.某元素的第一电离能至第七电离能 (单位:kJ· mol-1)如下表。该元素最有可能位于元素周期表中( )。 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 578 1817 2745 11575 14830 18376 23293 A.第ⅠA族 B.第ⅡA族 C.第ⅢA族 D.第ⅣA族 答案 C 解析 对比表中电离能数据可知,I1、I2、I3 数值相对较 小,I4 数值突然增大,说明 X元素原子中,有3个电子容易 失去,因此,该元素的常见化合价为+3价,最有可能位于第 ⅢA族。 2.现有5种元素 A、B、C、D、E,其中有三种金属元素和 一种稀有气体元素,各元素的I1~I3 的数据分别如下表。 元素 I1/eV I2/eV I3/eV A 13.0 23.9 40.0 续表 元素 I1/eV I2/eV I3/eV B 4.3 31.9 47.8 C 5.7 47.4 71.8 D 7.7 15.1 80.3 E 21.6 41.1 65.2 根据表中数据判断其中的金属元素是 ,稀有气 体元素是 ,最活泼的金属是 ,在化合物中显 +2价的金属是 。 答案 BCD E B D 解析 一般来说,元素的电离能越小,说明该元素原子 越易失去电子,元素的金属性越强;元素的电离能越大,说明 该元素原子越不易失去电子,元素的非金属性越强。表中 B、C、D三种元素的第一电离能相对较小,应该属于金属元 素;E元素的第一电离能最大,应该属于稀有气体元素;B元 素的第一电离能最小,应该是所列的元素中最活泼的金属元 素;D元素第二电离能与第三电离能相差很大,说明 D元素 的原子很容易失去2个电子,应该是在化合物中显+2价的 金属元素。 二 电负性的理解与应用 重难归纳 1.判断元素的金属性和非金属性。 (1)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)元素的电负性则在1.8左右,它们既有金属性, 又有非金属性。 (2)一般来说,金属元素的电负性越小,金属元素越活泼; 非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼。 2.判断元素的化合价。 (1)电负性数值小的元素在化合物中对键合电子的吸引 力小,元素的化合价为正值。 (2)电负性数值大的元素在化合物中对键合电子的吸引 力大,元素的化合价为负值。 3.判断化学键的类型。 (1)一般来说,如果两种成键元素的电负性差值大于 1.7,它们之间通常形成离子键。 (2)一般来说,如果两种成键元素的电负性差值小于 1.7,它们之间通常形成共价键。 (1)查阅教材中 H、O、Cl的电负性数据,分析 HClO 中 各元素的价态。 提示 H、O、Cl的电负性分别为2.1、3.5、3.0,根据电 负性数据并结合 HClO的结构式 H—O—Cl可知,O对键合 电子的吸引力最大,键合电子偏向 O,则 HClO 中 O 为-2 价,H 为+1价,Cl为+1价。 (2)开发新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方 向。Ti(BH4)3 是一种储氢材料,可由 TiCl4 和LiBH4 反应 26
第一章原子结构与性质 制得。Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序是怎 样的？ 易错警示」根据电负性差值判断化合物类型只是一般 规律，并不是所有电负性差值大于1.7的都形成离子化 提示Li,B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为 合物，如H的电负性为2.1，F的电负性为4.0，两者的电 >B>Li。 负性差值为1.9，面HF为共价化合物。 (3)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。某储 氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能 学以致用 (单位：kJ·moll)如下表所示。 1.下列各组元素按电负性大小排列正确的是( h 738 A.F>N>O B.O>CI>F 12 1451 C.As>P>N D.CIS>As I3 7733 答案D 1, 10540 解析电负性的变化规律一般是：同一周期从左到右， 元素的电负性逐渐变大：同一主族，自上而下，元素的电负性 15 13630 逐渐变小。电负性大小顺序为F>O>N、F>O>Cl、N> 推测M是哪种元素？ P>As、C>S>As。 提示M元素的第三电离能剧增，可判断M元素属于 2.已知X、Y元素位于同周期，且电负性X>Y,下列说 第ⅡA族元素，为Mg元素。 法错误的是()。 AX与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价 典例剖析 BX的第一电离能可能小于Y的第一电离能 一般认为如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它 C.X对应的最高价氧化物的水化物的酸性比Y对应的 们通常形成离子键：如果两种成键元素的电负性差值小于 最高价氧化物的水化物的酸性弱 1.7,它们通常形成共价键。已知下列元素的电负性数值。 D.气态氢化物的稳定性：HmY<HX 元素AI B Be C CI F Li MgN Nao P S Si 答案C 电负 解析根据X、Y元素位于同周期，且电负性X>Y可 1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8 性 知，X的非金属性强于Y的非金属性，X与Y形成化合物 判断下列化合物：①NaF;②A1CL3;③NO:④MgO: 时，X显负价，Y显正价，A项正确。一般来说，同周期主族 ⑤BeCl2:⑥CO2。 元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第VA族元素的 (1)其中属于共价化合物的是 第一电离能比第MA族元素的第一电离能大，所以X的第 (2)其中属于离子化合物的是 一电离能可能小于Y的第一电离能，B项正确。根据上述 答案(1)②③⑤⑥(2)①④ 推断，X的非金属性比Y的非金属性强，则X对应的最高价 解析根据表格中的数据分别分析题述各化合物中两 氧化物的水化物的酸性强于Y对应的最高价氧化物的水化 物的酸性，C项错误。气态氢化物的稳定性：HY<HX,D 种元素的电负性的差值与1.7比较，得出结论。 项正确。 随堂训练 1.具有下列核外电子排布式的原子，其半径最大的 解析同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势， 是()。 但第VA族元素的第一电离能高于同周期相邻元素的第 A.1s22s22p B.1s22s22p 一电离能，故第一电离能的大小顺序为D项>C项>A C.1s22s22p3s23p D.1s22s22p3s23p 项>B项。 答案C 3.某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 解析根据原子的核外电子排布式可知，A项中为氨原 kJ·mol-、1757kJ·mol-1、14840kJ·mol-1、18025 子，B项中为硼原子，C项中为铝原子，D项中为硫原子。 k·mol-1,则该元素在元素周期表中位于()。 根据原子半径变化规律可知，r(B)>r(N)、r(Al) A.第IA族 B.第ⅡA族 r(S)r(Al)>r(B),故Al原子半径最大。 C.第ⅢA族 D.第NA族 2.基态原子具有下列电子排布式的同周期元素原子中，第一 答案B 电离能最小的是()。 解析分析该主族元素的各级电离能可知，第一、二电离 A.ns'np B.ns'np' 能较小，第三电离能剧增，说明该主族元素原子易失去2 C.ns2np D.ns2np 个电子，则该主族元素原子的最外层电子数为2，该元素 答案B 位于第ⅡA族。 27
第一章 原子结构与性质 制得。Li、B、H 元素的电负性由大到小的排列顺序是怎 样的? 提示 Li、B、H 元素的电负性由大到小的排列顺序为 H>B>Li。 (3)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。某储 氢材料是短周期金属元素 M 的氢化物。M 的部分电离能 (单位:kJ·mol-1)如下表所示。 I1 738 I2 1451 I3 7733 I4 10540 I5 13630 推测 M 是哪种元素? 提示 M 元素的第三电离能剧增,可判断 M 元素属于 第ⅡA族元素,为 Mg元素。 典例剖析 一般认为如果两种成键元素的电负性差值大于1.7,它 们通常形成离子键;如果两种成键元素的电负性差值小于 1.7,它们通常形成共价键。已知下列元素的电负性数值。 元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si 电负 性 1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8 判断下列化合物:①NaF;②AlCl3;③NO; ④MgO; ⑤BeCl2;⑥CO2。 (1)其中属于共价化合物的是 。 (2)其中属于离子化合物的是 。 答案 (1)②③⑤⑥ (2)①④ 解析 根据表格中的数据分别分析题述各化合物中两 种元素的电负性的差值与1.7比较,得出结论。 根据电负性差值判断化合物类型只是一般 规律,并不是所有电负性差值大于1.7的都形成离子化 合物,如 H 的电负性为2.1,F的电负性为4.0,两者的电 负性差值为1.9,而 HF为共价化合物。 学以致用 1.下列各组元素按电负性大小排列正确的是( )。 A.F>N>O B.O>Cl>F C.As>P>N D.Cl>S>As 答案 D 解析 电负性的变化规律一般是:同一周期从左到右, 元素的电负性逐渐变大;同一主族,自上而下,元素的电负性 逐渐变小。电负性大小顺序为 F>O>N、F>O>Cl、N> P>As、Cl>S>As。 2.已知X、Y元素位于同周期,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显负价,Y显正价 B.X的第一电离能可能小于 Y的第一电离能 C.X对应的最高价氧化物的水化物的酸性比 Y对应的 最高价氧化物的水化物的酸性弱 D.气态氢化物的稳定性:HmY<HnX 答案 C 解析 根据X、Y元素位于同周期,且电负性 X>Y 可 知,X的非金属性强于 Y 的非金属性,X与 Y 形成化合物 时,X显负价,Y显正价,A 项正确。一般来说,同周期主族 元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族元素的 第一电离能比第ⅥA 族元素的第一电离能大,所以 X的第 一电离能可能小于 Y 的第一电离能,B项正确。根据上述 推断,X的非金属性比 Y的非金属性强,则 X对应的最高价 氧化物的水化物的酸性强于 Y对应的最高价氧化物的水化 物的酸性,C项错误。气态氢化物的稳定性:HmY<HnX,D 项正确。 随堂训练 1.具 有 下 列 核 外 电 子 排 布 式 的 原 子,其 半 径 最 大 的 是( )。 A.1s22s22p 3 B.1s22s22p 1 C.1s22s22p 63s23p 1 D.1s22s22p 63s23p 4 答案 C 解析 根据原子的核外电子排布式可知,A 项中为氮原 子,B项中为硼原子,C项中为铝原子,D项中为硫原子。 根据原子半径变化规律可知,r(B)>r(N)、r(Al)> r(S)、r(Al)>r(B),故 Al原子半径最大。 2.基态原子具有下列电子排布式的同周期元素原子中,第一 电离能最小的是( )。 A.ns2np 3 B.ns2np 4 C.ns2np 5 D.ns2np 6 答案 B 解析 同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势, 但第ⅤA族元素的第一电离能高于同周期相邻元素的第 一电离能,故第一电离能的大小顺序为 D 项>C项>A 项>B项。 3.某 主 族 元 素 的 第 一、二、三、四 电 离 能 依 次 为 899 kJ·mol-1、1757kJ·mol-1、14840 kJ·mol-1、18025 kJ·mol-1,则该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 分析该主族元素的各级电离能可知,第一、二电离 能较小,第三电离能剧增,说明该主族元素原子易失去2 个电子,则该主族元素原子的最外层电子数为2,该元素 位于第ⅡA族。 27
化学 选择性必修2物质结构与性质 配人教版 4.下列是几种元素基态原子的电子排布式，对应元素的电负 是 ,D是 ,E是 性最大的是( )。 (2)由电负性判断，以上五种元素中金属性最强的是 A.1s22s22p B.1s22s22p3s23p3 ,非金属性最强的是 C.1s22s22p3s23p2 D.1s22s22p3s23p4s2 (3)当B与A、C、D分别形成化合物时，B显 价，其 答案A 他元素显 价。 解析根据四种元素基态原子的电子排布式可知，A项中 (4)当B与A、C、D、E(与E形成E2B)分别形成化合物时， 元素基态原子核外有两个电子层，最外层有6个电子，应 化合物中有离子键的是 有共价键的是 最容易得到电子，A项中元素的电负性最大。 0 5.下列比较中错误的是( )。 答案(1)H O AI S K(2)KO A.原子半径：K>Ga>Se>S (3)负正 B.第一电离能：Si>AI>Mg>Na (4)Al2O3、K2OH2O、H2O2、S02、SOg C.电负性：O>N>P>As 解析由题意可知A、E均为第IA族元素且E为金属元 D.非金属性：P>Si>Ge>Ga 素，A为H;由于B、D为同族元素且它们基态原子的最外 答案B 层的p能级电子数为s能级电子数的2倍，则B、D元素原 解析同周期主族元素的第一电离能有反常，第一电离 子的价层电子排布式为ns2np',为第MA族元素，则B为 能：Na<Al<Mg,B项错误。 O,D为S,E为K;C元素原子的最外层电子排布为 6.有A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且 3s23p,C为Al。五种元素中，属于金属元素的是Al、K, 都小于20。其中C、E是金属元素：A和E位于同一族，它 且活泼性K>Al,则K的电负性为0.8，A1的电负性为 们基态原子的最外层电子排布式为s。B和D也属于 1.5;属于非金属元素的是H、S、O,非金属性O>S>H, 同一族，它们基态原子最外层的p能级电子数是s能级电 则电负性：0为3.5，S为2.5，H为2.1。当0与H,S、Al 子数的2倍，C原子最外层电子数等于D原子最外层电子 形成化合物时，由于O的电负性大，所以O为负价，其他 数的一半。A、B、C、D、E五种元素的电负性分别为2.1、 元素为正价。一般来说，当形成化合物时，电负性差值大 3.5、1.5、2.5、0.8,请回答下列问题。 于1.7时形成离子键，电负性差值小于1.7时形成共 (1)A是 (填元素符号，下同)，B是 价镀。 课后·训练提升 基础·巩固 3.下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正确的是 ）。 1.下列关于粒子半径的说法正确的是( )。 A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的 ①基态X的原子结构示意图：①》： 元素的原子半径 ②基态Y原子的价层电子排布式：3s23p5: B.核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同 ③基态Z的轨道表示式： C.质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大 1s 2s 2p 3s 3p D.原子序数越大，原子半径越大 抑t00t0t0t4t0 答案C 解析由于同周期主族元素的原子半径逐渐减小，故第 ④基态W原子有2个能层，电子式为·：。 MA族元素的原子半径不一定比上一周期第IA族元素 A.①>②>③>④ B.③>④>①>② 的原子半径大，如r(Li)>r(S)>r(CI):核外电子层结构 C.③>①>②>④ D.①>②>④>③ 相同的单核粒子的半径不同：质子数相同的不同单核粒 答案C 子，阴离子半径>原子半径，原子半径>阳离子半径：同周 解析由题意可知：X、Y、Z2、W分别为SCl、S2-、F。S、 期主族元素，随原子序数增大，原子半径减小。 CL,S-、F的粒子半径大小顺序为r(S)>r(S)>r(C)> 2.下列原子半径最大的是( ）。 r(F),故C项正确。 A.1s22s22p B.1s22s22p3s23p 4.在第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的元素种 C.1s22s22p D.1s22s22p3s23p 类数为( )。 答案B A.1 B.2 解析由核外电子排布式可知，A、B、CD项中的四种原 C.3 D.4 子分别是O、S、F、C,结合原子半径的递变规律可知，S原 答案C 子半径最大。 解析一般来说，同一周期元素，从左到右，元素的第一电 28
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 4.下列是几种元素基态原子的电子排布式,对应元素的电负 性最大的是( )。 A.1s22s22p 4 B.1s22s22p 63s23p 3 C.1s22s22p 63s23p 2 D.1s22s22p 63s23p 64s2 答案 A 解析 根据四种元素基态原子的电子排布式可知,A项中 元素基态原子核外有两个电子层,最外层有6个电子,应 最容易得到电子,A项中元素的电负性最大。 5.下列比较中错误的是( )。 A.原子半径:K>Ga>Se>S B.第一电离能:Si>Al>Mg>Na C.电负性:O>N>P>As D.非金属性:P>Si>Ge>Ga 答案 B 解析 同周期主族元素的第一电离能有反常,第一电离 能:Na<Al<Mg,B项错误。 6.有 A、B、C、D、E五种元素,它们的核电荷数依次增大,且 都小于20。其中C、E是金属元素;A和E位于同一族,它 们基态原子的最外层电子排布式为ns1。B和 D也属于 同一族,它们基态原子最外层的p能级电子数是s能级电 子数的2倍,C原子最外层电子数等于D原子最外层电子 数的一半。A、B、C、D、E五种元素的电负性分别为2.1、 3.5、1.5、2.5、0.8,请回答下列问题。 (1)A是 (填元素符号,下同),B是 ,C 是 ,D是 ,E是 。 (2)由电负性判断,以上五种元素中金属性最强的是 ,非金属性最强的是 。 (3)当B与 A、C、D分别形成化合物时,B显 价,其 他元素显 价。 (4)当B与A、C、D、E(与E形成E2B)分别形成化合物时, 化合物中有离子键的是 ,有共价键的是 。 答案 (1)H O Al S K (2)K O (3)负 正 (4)Al2O3、K2O H2O、H2O2、SO2、SO3 解析 由题意可知 A、E均为第ⅠA族元素且E为金属元 素,A为 H;由于B、D为同族元素且它们基态原子的最外 层的p能级电子数为s能级电子数的2倍,则B、D元素原 子的价层电子排布式为ns2np 4,为第ⅥA族元素,则B为 O,D 为 S,E 为 K;C 元素原子的最外层电子排布为 3s23p 1,C为 Al。五种元素中,属于金属元素的是 Al、K, 且活泼性 K>Al,则 K 的电负性为0.8,Al的电负性为 1.5;属于非金属元素的是 H、S、O,非金属性 O>S>H, 则电负性:O为3.5,S为2.5,H 为2.1。当 O与 H、S、Al 形成化合物时,由于 O的电负性大,所以 O 为负价,其他 元素为正价。一般来说,当形成化合物时,电负性差值大 于1.7时形成离子键,电负性差值小于1.7时形成共 价键。 课后·训练提升 基础 巩固 1.下列关于粒子半径的说法正确的是( )。 A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的 元素的原子半径 B.核外电子层结构相同的单核粒子,半径相同 C.质子数相同的不同单核粒子,电子数越多半径越大 D.原子序数越大,原子半径越大 答案 C 解析 由于同周期主族元素的原子半径逐渐减小,故第 ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期第ⅠA族元素 的原子半径大,如r(Li)>r(S)>r(Cl);核外电子层结构 相同的单核粒子的半径不同;质子数相同的不同单核粒 子,阴离子半径>原子半径,原子半径>阳离子半径;同周 期主族元素,随原子序数增大,原子半径减小。 2.下列原子半径最大的是( )。 A.1s22s22p 4 B.1s22s22p 63s23p 4 C.1s22s22p 5 D.1s22s22p 63s23p 5 答案 B 解析 由核外电子排布式可知,A、B、C、D项中的四种原 子分别是 O、S、F、Cl,结合原子半径的递变规律可知,S原 子半径最大。 3.下列四种粒子中,半径按由大到小顺序排列正确的是 ( )。 ①基态X的原子结构示意图:○+16 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ ◝ 6 ◞ ; ②基态 Y原子的价层电子排布式:3s23p 5; ③基态Z2- 的轨道表示式: ; ④基态 W 原子有2个能层,电子式为·W ·· ·· · · 。 A.①>②>③>④ B.③>④>①>② C.③>①>②>④ D.①>②>④>③ 答案 C 解析 由题意可知:X、Y、Z2- 、W 分别为S、Cl、S2- 、F。S、 Cl、S2- 、F的粒子半径大小顺序为r(S2- )>r(S)>r(Cl)> r(F),故C项正确。 4.在第二周期元素中,第一电离能介于B、N 之间的元素种 类数为( )。 A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C 解析 一般来说,同一周期元素,从左到右,元素的第一电 28
第一章 原子结构与性质 离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离 A.第一电离能 B.电负性 能大于其相邻元素的第一电离能。第二周期中，第一电离 C.原子半径 D.元素的金属性 能介于B、N之间的元素有Be、C,O,共3种元素。 答案B 5.下列叙述中正确的是()。 解析第三周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势。 A通常，同周期元素中第A族元素的第一电离能最大 但Mg、P反常，A项错误。1117号元素的原子半径逐 B.在同一主族中，自上而下元素的第一电离能逐渐减小 渐减小，电负性逐渐增大，金属性逐渐减弱，B项正确，C、 C.第IA、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离 D项错误。 能越大 D.主族元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值都 9.(1)在光催化还原CO2制备CH,的反应中，带状纳米 Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O的电负 和它的族序数相等 答案B 性由大至小的顺序是」 0 (2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和 解析通常，同周期元素中第IA族元素的第一电离能最 B具有相同的电子排布：C、D为同周期元素，C元素 小，0族元素的（稀有气体元素）最大，故A项错误。同主 基态原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍：D 族元素自上而下，元素原子半径逐渐增大，失电子能力逐 元素基态原子最外层有一个未成对电子。四种元素中 渐增强，第一电离能逐渐减小，B项正确，C项错误。主族 电负性最大的是 (填元素符号)。 元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值不一定和 (3)CH,和CO2所含的三种元素的电负性从小到大的顺 它的族序数相等，如F、O,D项错误。 序为 0 6.对A、B两种主族元素（除第IA族外）来说，下列叙述中 (4)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期元素基态 正确的是()。 原子未成对电子数与基态原子相同且电负性最小 A.A的电负性大于B,则A的第一电离能一定大于B 的元素是 B.A的电负性大于B,则A的失电子能力大于B 0 C.A的电负性大于B,则A的得电子能力大于B 答案(1)O>Ge>Zn(2)O(3)HC<O(4)C D.A的电负性大于B,则A的原子半径一定小于B 解析(1)Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此 答案C Ge的电负性比Zn的大：O为活泼的非金属元素，电负性 解析电负性是用来描述元素的原子对键合电子吸引能 强于Ge和Zn,因此三者的电负性由大到小的顺序为O、 力大小的，C项正确，B项错误。元素的电负性大对应元 Ge、Zn。 素原子的第一电离能不一定大，如Mg的第一电离能大于 (2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，C、D Al的第一电离能，而Mg的电负性小于Al的电负性，A 为同周期元素，C元素基态原子的核外电子总数是最外层 项错误。元素的电负性大，其原子半径不一定就小，D项 电子数的3倍，则C为P元素，D为CI元素：A2-和B*具 错误。 有相同的电子排布，则A为O元素，B为Na元素。一般 7.下列说法正确的是()。 来说，元素的非金属性越强，元素的电负性越大，则四种元 A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大 素中电负性最大的是)元素。 B.V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大 (3)一般来说，元素的非金属性越强，则电负性越大， C.S2-,CI、K+的半径逐渐减小 故H、C、O三种元素的电负性依次增大。 D.O、F、Ne的电负性逐渐增大 (4)基态Ni原子的价层电子排布为3d4s2,3d能级 答案C 上有2个未成对电子。第二周期元素基态原子中未成对 解析Al的第一电离能失去的电子是3即能级的，该能级 电子数为2的有C、O,其中C的电负性小。 的能量比Mg的3s能级的能量高，故A1的第一电离能比 10.现有核电荷数小于18的元素A,其电离能数据如下表所 Mg的小，A项错误。V、Cr、Mn的最外层电子数分别为 示[I1表示失去第1个电子的电离能，I.(n=2,3,4,5, 2、1、2,B项错误。S2-、C1、K+的核外电子排布相同，原 6,7,8,9,10,11)表示失去第n个电子的电离能，单位为 子序数越小，半径越大，C项正确。O、F位于同一周期，一 ev]。 般来说，同周期主族元素从左到右元素的电负性逐渐增 符号 Ia I 15 大，Ne为稀有气体元素，Ne的电负性小于F的，D项 电离能 7.64 15.03 80.12 109.3 141.2 186.5 错误。 8.如图所示是第三周期11~17号元素某种性质变化趋势的 符号 18 In 柱形图，y轴表示的可能是( 电离能224.9226.0327.9367.41761 )。 (1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越 (填 “大”或“小”)：阳离子所带电荷数越多，在失去电子 时，电离能越（填“大”或“小”）。 (2)上述11个电子分属个能层。 (3)失去11个电子后，该元素还有 个电子。 原子序数 (4)该元素的最高价氧化物的水化物的化学式是 0 29
第一章 原子结构与性质 离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离 能大于其相邻元素的第一电离能。第二周期中,第一电离 能介于B、N之间的元素有Be、C、O,共3种元素。 5.下列叙述中正确的是( )。 A.通常,同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大 B.在同一主族中,自上而下元素的第一电离能逐渐减小 C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子,其原子半径越大,第一电离 能越大 D.主族元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值都 和它的族序数相等 答案 B 解析 通常,同周期元素中第ⅠA族元素的第一电离能最 小,0族元素的(稀有气体元素)最大,故 A 项错误。同主 族元素自上而下,元素原子半径逐渐增大,失电子能力逐 渐增强,第一电离能逐渐减小,B项正确,C项错误。主族 元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值不一定和 它的族序数相等,如F、O,D项错误。 6.对 A、B两种主族元素(除第ⅠA 族外)来说,下列叙述中 正确的是( )。 A.A的电负性大于B,则 A的第一电离能一定大于B B.A的电负性大于B,则 A的失电子能力大于B C.A的电负性大于B,则 A的得电子能力大于B D.A的电负性大于B,则 A的原子半径一定小于B 答案 C 解析 电负性是用来描述元素的原子对键合电子吸引能 力大小的,C项正确,B项错误。元素的电负性大对应元 素原子的第一电离能不一定大,如 Mg的第一电离能大于 Al的第一电离能,而 Mg的电负性小于 Al的电负性,A 项错误。元素的电负性大,其原子半径不一定就小,D项 错误。 7.下列说法正确的是( )。 A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大 B.V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大 C.S2- 、Cl- 、K+ 的半径逐渐减小 D.O、F、Ne的电负性逐渐增大 答案 C 解析 Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级 的能量比 Mg的3s能级的能量高,故 Al的第一电离能比 Mg的小,A项错误。V、Cr、Mn的最外层电子数分别为 2、1、2,B项错误。S2- 、Cl- 、K+ 的核外电子排布相同,原 子序数越小,半径越大,C项正确。O、F位于同一周期,一 般来说,同周期主族元素从左到右元素的电负性逐渐增 大,Ne为稀有气体元素,Ne的电负性小于 F 的,D 项 错误。 8.如图所示是第三周期11~17号元素某种性质变化趋势的 柱形图,y轴表示的可能是( )。 A.第一电离能 B.电负性 C.原子半径 D.元素的金属性 答案 B 解析 第三周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势, 但 Mg、P反常,A 项错误。11~17号元素的原子半径逐 渐减小,电负性逐渐增大,金属性逐渐减弱,B项正确,C、 D项错误。 9.(1)在光催化还原 CO2 制备 CH4 的反应中,带状纳米 Zn2GeO4 是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 的电负 性由大至小的顺序是 。 (2)A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素,A2- 和 B+ 具有相同的电子排布;C、D为同周期元素,C元素 基态原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍;D 元素基态原子最外层有一个未成对电子。四种元素中 电负性最大的是 (填元素符号)。 (3)CH4 和CO2 所含的三种元素的电负性从小到大的顺 序为 。 (4)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期元素基态 原子未成对电子数与基态 Ni原子相同且电负性最小 的元素是 。 答案 (1)O>Ge>Zn (2)O (3)H<C<O (4)C 解析 (1)Zn和Ge为同周期元素,Ge在Zn的右边,因此 Ge的电负性比Zn的大;O为活泼的非金属元素,电负性 强于Ge和Zn,因此三者的电负性由大到小的顺序为 O、 Ge、Zn。 (2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,C、D 为同周期元素,C元素基态原子的核外电子总数是最外层 电子数的3倍,则C为P元素,D为Cl元素;A2- 和B+ 具 有相同的电子排布,则 A为 O元素,B为 Na元素。一般 来说,元素的非金属性越强,元素的电负性越大,则四种元 素中电负性最大的是 O元素。 (3)一般来说,元素的非金属性越强,则电负性越大, 故 H、C、O三种元素的电负性依次增大。 (4)基态 Ni原子的价层电子排布为3d84s2,3d能级 上有2个未成对电子。第二周期元素基态原子中未成对 电子数为2的有C、O,其中C的电负性小。 10.现有核电荷数小于18的元素 A,其电离能数据如下表所 示[I1 表示失去第1个电子的电离能,In(n=2,3,4,5, 6,7,8,9,10,11)表示失去第n 个电子的电离能,单位为 eV]。 符号 I1 I2 I3 I4 I5 I6 电离能 7.64 15.03 80.12 109.3 141.2 186.5 符号 I7 I8 I9 I10 I11 — 电离能 224.9 226.0 327.9 367.4 1761 — (1)外层电子离核越远,能量越高,电离能越 (填 “大”或“小”);阳离子所带电荷数越多,在失去电子 时,电离能越 (填“大”或“小”)。 (2)上述11个电子分属 个能层。 (3)失去11个电子后,该元素还有 个电子。 (4)该元素的最高价氧化物的水化物的化学式是 。 29
化学 选择性必修2物质结构与性质 配人教版 答案(1)小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)2 电离能/(kJ·mo-1) 解析(1)电子离核越远，能量越高，受原子核的吸引作 元素 I 个 用越小，失去电子越容易，则电离能越小：阳离子所带电 X 738 14517733 1054013630… 荷数越多，离子半径越小，原子核对核外电子的吸引作用 Y578 181727451157514830… 越大，失电子越难，则电离能越大。 A.电负性：X<Y (2)根据题目数据知，I1、I2较小，1。突然增大，说明 B.单质与水反应剧烈程度：X<Y 最外层有2个电子，1a到Io变化较小，但I1突然增大， C.X基态原子的最外层电子数为1 说明次外层有8个电子，又由于核电荷数小于18，所以 D.Y的最高化合价为十2价 A为Mg,核外有3个能层。 答案A (3)Mg元素的原子失去11个电子后，还有1个 电子。 解析根据元素的逐级电离能数据可以看出，X元素的第 (4)Mg元素的最高价氧化物的水化物为 三电离能数据明显增大，说明X元素基态原子最外层有 Mg(OH)2。 两个电子，X属于第ⅡA族元素：Y元素的第四电离能数 据明显增大，说明Y元素基态原子最外层有三个电子，Y 拓展·提高 属于第ⅢA族元素，又因为两者属于同周期元素，故Y在 1.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )。 X的右边。一般来说，同周期元素从左向右，元素的电负 A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾 性逐渐增大，故电负性：X<Y,A项正确。同周期元素从 的活泼性强于钠 左向右，元素金属性逐渐减弱，其单质与水或酸反应的剧 B.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故 烈程度逐渐减弱，故与水反应的剧烈程度：X>Y,B项错 第一电离能必依次增大 误。X属于第ⅡA族元素，其原子的最外层电子数为2，C C.最外层电子排布为ns2np(若只有K层时为1s2)的原 项错误。Y属于第ⅢA族元素，故Y的最高化合价为十3 子，第一电离能较大 价，D项错误。 D.对于同一元素而言，原子的逐级电离能越来越大 4.A、B均为主族元素，A元素的阳离子与B元素的阴离子 答案B 具有相同的电子层结构，有关两种元素的下列叙述：①原 子半径A<B:②离子半径A>B:③原子序数A>B:④原 解析A项正确，钾元素与钠元素位于同主族，元素的第 子最外层电子数A<B:⑤A的正化合价与B的负化合价 一电离能越小，金属性越强。B项错误，同一周期元素中， 的绝对值一定相等；⑥A的电负性小于B的电负性； 第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的，第VA族的第一 ⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的是 电离能大于第ⅥA族的。C项正确，最外层电子排布为 ( )。 ns2np°和1s2的原子是稀有气体元素的原子，本身已达稳 A.①②⑦ B.③④⑥ 定结构，第一电离能较大。D项正确，因为原子失电子后 c.③⑤ D.③④⑤⑥⑦ 带正电荷，电子越来越难失去，尤其是达到稳定结构以后。 答案B 2.具有下列电子层结构的基态原子，其第一电离能由大到小 解析“A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电 排列正确的是()。 ①3p轨道上只有一对成对电子的基态原子：②价层电子 子层结构”，则A元素在B元素的下一周期。①错误，因 排布为3s23p°的基态原子：③其3p轨道为半满的基态原 A原子半径大于同一主族的上一周期元素的原子的半径， 子：④正三价的阳离子结构与氖相同的基态原子。 该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原 A.①②③④ B.③①②④ 子半径A>B:②错误，离子具有相同的电子层结构时，核 C.②③①④ D.②④①③ 电荷数越大，离子半径越小：⑦错误，A的第一电离能小于 答案C B的第一电离能。 5.下表是元素周期表的一部分，表中的字母分别代表一种化 解析①3印轨道上只有一对成对电子的基态原子为S: 学元素 ②价层电子排布为3s23p的基态原子为Ar:③3p轨道半 (1)下表第三周期元素中第一电离能(1)最大的是 充满的基态原子为P:④正三价的阳离子结构与氖相同的 (填字母，下同)，c和f的I1大小关系是 基态原子为AI。已知同周期从左到右，元素的第一电离 能呈增大趋势，第ⅢA族和第ⅥA族反常，同周期稀有气 h 体元素的第一电离能最大：所以第一电离能由大到小排列 m 为A>P>S>Al,即第一电离能由大到小排列为②③ ①④。 3.同周期两种主族元素X、Y的逐级电离能(I)数据如下表 所示。下列有关说法正确的是()。 (2)上述元素中，原子中未成对电子数最多的是 写出该元素基态原子的核外电子排布式： 30
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 答案 (1)小 大 (2)3 (3)1 (4)Mg(OH)2 解析 (1)电子离核越远,能量越高,受原子核的吸引作 用越小,失去电子越容易,则电离能越小;阳离子所带电 荷数越多,离子半径越小,原子核对核外电子的吸引作用 越大,失电子越难,则电离能越大。 (2)根据题目数据知,I1、I2 较小,I3 突然增大,说明 最外层有2个电子,I3 到I10 变化较小,但I11 突然增大, 说明次外层有8个电子,又由于核电荷数小于18,所以 A为 Mg,核外有3个能层。 (3)Mg元素的原子失去11个电子后,还有1个 电子。 (4)Mg 元 素 的 最 高 价 氧 化 物 的 水 化 物 为 Mg(OH)2。 拓展 提高 1.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )。 A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾 的活泼性强于钠 B.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小,故 第一电离能必依次增大 C.最外层电子排布为ns2np 6(若只有 K层时为1s2)的原 子,第一电离能较大 D.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大 答案 B 解析 A项正确,钾元素与钠元素位于同主族,元素的第 一电离能越小,金属性越强。B项错误,同一周期元素中, 第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的,第ⅤA族的第一 电离能大于第ⅥA 族的。C项正确,最外层电子排布为 ns2np 6 和1s2 的原子是稀有气体元素的原子,本身已达稳 定结构,第一电离能较大。D项正确,因为原子失电子后 带正电荷,电子越来越难失去,尤其是达到稳定结构以后。 2.具有下列电子层结构的基态原子,其第一电离能由大到小 排列正确的是( )。 ①3p轨道上只有一对成对电子的基态原子;②价层电子 排布为3s23p 6 的基态原子;③其3p轨道为半满的基态原 子;④正三价的阳离子结构与氖相同的基态原子。 A.①②③④ B.③①②④ C.②③①④ D.②④①③ 答案 C 解析 ①3p轨道上只有一对成对电子的基态原子为S; ②价层电子排布为3s23p 6 的基态原子为 Ar;③3p轨道半 充满的基态原子为P;④正三价的阳离子结构与氖相同的 基态原子为 Al。已知同周期从左到右,元素的第一电离 能呈增大趋势,第ⅢA族和第ⅥA族反常,同周期稀有气 体元素的第一电离能最大;所以第一电离能由大到小排列 为 Ar>P>S>Al,即第一电离能由大到小排列为②③ ①④。 3.同周期两种主族元素 X、Y的逐级电离能(I)数据如下表 所示。下列有关说法正确的是( )。 元素 电离能/(kJ·mol -1) I1 I2 I3 I4 I5 …… X 738 1451 7733 10540 13630 …… Y 578 1817 2745 11575 14830 …… A.电负性:X<Y B.单质与水反应剧烈程度:X<Y C.X基态原子的最外层电子数为1 D.Y的最高化合价为+2价 答案 A 解析 根据元素的逐级电离能数据可以看出,X元素的第 三电离能数据明显增大,说明 X元素基态原子最外层有 两个电子,X属于第ⅡA 族元素;Y 元素的第四电离能数 据明显增大,说明 Y元素基态原子最外层有三个电子,Y 属于第ⅢA族元素,又因为两者属于同周期元素,故 Y在 X的右边。一般来说,同周期元素从左向右,元素的电负 性逐渐增大,故电负性:X<Y,A 项正确。同周期元素从 左向右,元素金属性逐渐减弱,其单质与水或酸反应的剧 烈程度逐渐减弱,故与水反应的剧烈程度:X>Y,B项错 误。X属于第ⅡA族元素,其原子的最外层电子数为2,C 项错误。Y属于第ⅢA族元素,故 Y的最高化合价为+3 价,D项错误。 4.A、B均为主族元素,A 元素的阳离子与B元素的阴离子 具有相同的电子层结构,有关两种元素的下列叙述:①原 子半径 A<B;②离子半径 A>B;③原子序数 A>B;④原 子最外层电子数 A<B;⑤A的正化合价与B的负化合价 的绝对值一定相等;⑥A 的电负性小于 B 的电负性; ⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的是 ( )。 A.①②⑦ B.③④⑥ C.③⑤ D.③④⑤⑥⑦ 答案 B 解析 “A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电 子层结构”,则 A 元素在B元素的下一周期。①错误,因 A原子半径大于同一主族的上一周期元素的原子的半径, 该原子的半径又大于同一周期的 B原子的半径,所以原 子半径 A>B;②错误,离子具有相同的电子层结构时,核 电荷数越大,离子半径越小;⑦错误,A的第一电离能小于 B的第一电离能。 5.下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表一种化 学元素。 (1)下表第三周期元素中第一电离能(I1)最大的是 (填字母,下同),c和f的I1 大小关系是 > 。 (2)上述元素中,原子中未成对电子数最多的是 , 写出该元素基态原子的核外电子排布式: 。 30