1、1第十二章 物质结构与性质李仕才第 一 节 原 子 结 构 与 性 质 考点二 原子结构与元素性质1原子结构与元素周期表(1)原子结构与元素周期表的关系(2)每族元素的价电子排布特点主族：20 族：He：1s 2；其他：ns 2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d 110 ns12 。(3)元素周期表的分区分区简图：元素周期表的分区与原子的价电子排布的关系分区 元素分布 价电子排布s 区 第A 族、第A 族 ns12p 区 第A 族第A 族、0 族 ns2np16 (除 He 外)d 区 第B 族第B 族、第族 (n1)d 19 ns12 (除钯外)ds 区 第B 族、第B 族 (n1)
2、d 10ns12f 区 镧系、锕系 (n2)f 014 (n1)d 02 ns22.第一电离能(1)概念：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。(2)规律：同周期元素：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左到右逐渐增大的变化趋势。同族元素：从上到下第一电离能逐渐减小。同种原子：逐级电离能越来越大(即 I1I1(Al)、I 1(P)I1(S)。这是由于第A 族、第A族元素原子的价电子排布分别为 ns2、ns 2np3，是较稳定的全充满、半充满状态，因而失去电子所需的能量较高。一、原子结构与元素周期表和元素周期律1某元素3 价离子的电子
3、排布式为 1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为( )AB 族 BB 族 C族 DA 族解析：由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为 3d64s2，共有 8 个价电子，为族。答案：C2下列有关元素周期表分区的说法正确的是( )As 区全部是金属元素Bp 区全部是非金属元素Cd 区内元素原子的价电子排布必为(n1)d 110 ns2D除 ds 区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的名称解析：A 项，H 为非金属元素；B 项，p 区左下角元素为金属元素；C 项，d 区内 Cr 为3d54s1。6答案：D3
4、已知 33As、 34Se、 35Br 位于同一周期，下列关系正确的是( )A电负性：AsClPB热稳定性：HClHBrAsH 3C第一电离能：BrSeAsD酸性：H 3AsO4H2SO4H3PO4解析：电负性 ClPAs，A 错误；非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越强，B 正确；第一电离能应为 BrAsSe，C 错误；非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，故酸性 H2SO4H3PO4H3AsO4，D 错误。答案：B4下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是( )A元素的电负性：PNa Mg2D原子的未成对电子数：MnSiCl解析：得电子能力 PNa Mg2 ，C 正确；Mn、Si、Cl
5、原子的未成对电子数分别为 5、2、1，D 正确。答案：B5现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：1s 22s22p63s23p4；1s 22s22p63s23p3；1s 22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )A最高正化合价：B原子半径：C电负性：D第一电离能：解析：根据核外电子排布可知是 S，是 P，是 F。F 无最高正价，A 错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：，B 错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性：，C 错误；非金属性越强，第一电离能越大，但 P 的 3p 轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能强于S，则第一电离能：，D
6、 正确。答案：D二、电离能和电负性6下列说法中正确的是( )A第三周期所含元素中钠的第一电离能最小7B铝的第一电离能比镁的第一电离能大C在所有元素中，氟的第一电离能最大D钾的第一电离能比镁的第一电离能大解析：同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，A 正确，C 不正确；由于 Mg 的外围电子排布式为 3s2，而 Al 的外围电子排布式为 3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的；D 中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁。答案：A7下表列出了某短周期元素 R 的各级电离能数据(用 I1、I 2表示，单位为kJmol1 )。I1 I2 I3 I4 R 740 1 500 7 70
7、0 10 500 下列关于元素 R 的判断中一定正确的是( )AR 的最高正价为3 价BR 元素位于元素周期表中第A 族CR 元素的原子最外层共有 4 个电子DR 元素基态原子的电子排布式为 1s22s2解析：由表中数据 I3I2知其最高正价为 2 价，R 元素位于A 族，最外层有 2 个电子，R 不一定是 Be 元素。答案：B8电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是( )A同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大B同主族从上到下，元素的电负性逐渐变大C电负性越大，金属性越强D电负性越小，非金属性越强解析：利用同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同
8、主族从上到下元素电负性逐渐减小的规律来判断。电负性越大，金属性越弱，非金属性越强。答案：A9根据信息回答下列问题。信息 A：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基态正离子 X (g)所需的能量。如图是部分元素原子的第一电离能 I1随原子序数变化的曲线图(其中 1217 号元素的有关数据缺失)。信息 B：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用电负性表示。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8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：(1)认真分析 A 图中同周期元素第一电
9、离能的变化规律，推断 NaAr 元素中，Al 的第一电离能的大小范围为_MgCa，最小范围应为0.931.57。(6)因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力大小，所以，电负性越大，原子吸引电子能力越强，非金属性越强，反之金属性越强。(7)AlCl3中 Al 与 Cl 的电负性差值为 1.55，根据信息，电负性差值若小于 1.7，则形成共价键，所以 AlCl3为共价化合物，共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下是否导电，离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物却不能。答案：(1)Na Mg(2)从上到下依次减小 (3)5 A(4)两 Be(OH) 22H =Be2 2H
10、 2O，Be(OH) 22OH =BeO 2H 2O22(5)0.931.57(6)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(7)铝元素和氯元素的电负性差值为 1.55”或“”)B 元素的第一电离能，A、B、C 三种元素的电负性由小到大的顺序为_(用元素符号表示)。(2)D 元素原子的价电子排布式是_。(3)C 元素的电子排布图为_；E3 的离子符号为_。10(4)F 元素位于元素周期表的_区，其基态原子的电子排布式为_。(5)G 元素可能的性质_。A其单质可作为半导体材料B其电负性大于磷C最高价氧化物对应的水化物是强酸解析：A 元素的价电子构型为 nsnnpn1 ，则 A 是 N；C
11、 元素为最活泼的非金属元素，则C 是 F，那么 B 是 O；D 元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的 1/6，则D 是 Mg；E 元素正三价离子的 3d 轨道为半充满状态，则 E 是 Fe；F 元素基态原子的 M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电子，则 F 是 Cu；G 元素与 A 元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则 G 是 As。(1)由于 N 的最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比 O 难，所以元素的第一电离能 AB；一般情况下同一周期的元素，原子序数越大，元素的电负性越大。所以 A、B、C 三种元素的电负性由小到大的顺序为 N N乙，沸点：甲乙b稳
12、定性：甲乙，沸点：甲乙(4)Q、R、Y 三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为_(用元素符号作答)。(5)Y 原子核外有_个运动状态不同的电子，Q、R、X、Y 四种元素电负性由大到小的顺序为_(用元素符号作答)。解析：29 号元素为 Cu，Y 原子价电子排布：ms nmpn中 n 只能取 2，又为短周期元素，则 Y 可能为 C 或 Si。R 原子的核外 L 层电子数为奇数，则可能为 Li、B、N 或 F。Q、X 原子p 轨道的电子数分别为 2 和 4，则为 C(或 Si)和 O(或 S)。又知五种元素原子序数依次递增，所以可推出：Q 为 C，R 为 N，X 为 O，Y 为 Si。(1)Cu
13、的价电子排布为 3d104s1，失去两个电子后得 Cu2 ，故 Cu2 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9或Ar3d 9。(2)N 的价电子排布式为 2s22p3，因此价电子排布图为 。(3)Q、Y 的氢化物分别为 CH4和 SiH4，由于 C 的非金属性强于 Si，则稳定性 CH4SiH4。因为 SiH4的相对分子质量比 CH4大，故分子间作用力大，沸点高，故答案选 b。(4)C、N 和 Si 中，C、Si 位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而 N 由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以 SiNC，C和 Si 为同主族元素，电负性 CSi，因此四种元素的电负性 ONCSi。答案：(1)1s 22s22p63s23p63d9(或Ar3d 9)(3)b (4)SiNCSi12
