2022高考立體設(shè)計化學(xué)魯科版①知識研習(xí)13

一、原子核外電子排布的周期性1．主族元素原子核外電子排布和元素性質(zhì)的周期性變化(續(xù)表)

2.1～6周期元素原子的外圍電子排布3．元素原子核外電子排布的周期性變化每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從(51)

到)(52)

的周期性變化。ns1ns2np6二、元素的第一電離能及周期性變化1．第一電離能(1)含義元素①

失去一個電子形成＋1價②

所需的最低能量，用符號③

表示。(2)應(yīng)用第一電離能可以衡量元素的氣態(tài)原子④

的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越⑤

失去一個電子，第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。

氣態(tài)原子氣態(tài)陽離子I1失去一個電子容易(3)變化規(guī)律(ⅰ)變化規(guī)律(ⅱ)與原子的核外電子排布的關(guān)系通常情況下，當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(⑩

)、半滿(?

)和全滿(?

)結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。2．第二電離能和第三電離能(1)第二電離能?

失去1個電子，形成?

所需要的最低能量，用I2表示。(2)第三電離能?

再失去1個電子，形成?

所需要的最低能量，用I3表示。p0、d0、f0p3、d5、f7p6、d10、f14＋1價氣態(tài)離子＋2價氣態(tài)離子＋2價氣態(tài)離子＋3價氣態(tài)離子三、元素的電負(fù)性及周期性變化1．含義電負(fù)性是用來衡量元素在化合物中①

能力的物理量。指定F的電負(fù)性為②

，并以此為標(biāo)準(zhǔn)確定其他元素的電負(fù)性。2．變化規(guī)律吸引電子4.0考點(diǎn)一周期表的劃分與核外電子排布的內(nèi)在聯(lián)系1．核外電子排布與周期的劃分周期序數(shù)電子層數(shù)外圍電子對應(yīng)能級組元素原子的電子排布式該周期的元素種數(shù)111s1s1～22222s2p[He]2s1～22p1～68333s3p[Ne]3s1～23p1～68444s3d4p[Ar]3d1～104s1～24p1～618555s4d5p[Kr]4d1～105s1～25p1～618666s4f5d6p[Xe]4f1～145d1～106s1～26p1～632777s5f6d7p[Rn]5f1～146d1～107s1～27p1～6－(1)每種元素的電子層數(shù)，就是該元素所處的周期序數(shù)，主族元素的最外層電子數(shù)為其主族序數(shù)。(2)每周期起始元素和結(jié)束元素的外圍電子排布分別為ns1和ns2np6(第1周期為ns2)。2．核外電子排布與族的劃分族的劃分依據(jù)是原子的外圍電子排布(1)主族元素原子的外圍電子排布完全相同，外圍電子全部排布在ns或nsnp軌道上。外圍電子數(shù)與族序數(shù)相同。(2)稀有氣體的外圍電子排布為1s2或ns2np6。(3)過渡元素(副族和Ⅷ族)同一縱行原子的外圍電子排布基本相同。外圍電子排布為(n－1)d1～10ns1－2，ⅢB～ⅦB族的外圍電子數(shù)與族序數(shù)相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的外圍電子數(shù)與族序數(shù)不相同。3．核外電子排布與元素周期表的分區(qū)根據(jù)基態(tài)下，最后一個電子所填充的軌道類型將元素周期表劃分為相應(yīng)的區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)?！咎貏e提醒】上述元素周期表區(qū)的劃分方法僅適用于多數(shù)情況，個別元素則例外，如：錳相對鉻而言，最后一個電子填充到4s軌道上，但錳仍屬于d區(qū)。再如：ⅠB族元素最后一個電子填充到d軌道，而ⅡB族元素最后一個電子填充到s軌道，它們合稱ds區(qū)等。【案例1】用電子排布式表示Al、Cr(原子序數(shù)為24)、Fe(原子序數(shù)為26)、As(原子序數(shù)為33)等元素原子的價電子排布，并由此判斷它們屬于哪一周期哪一族，以及哪一區(qū)。Al：________________Cr：___________________Fe：______________As：_____________【解析】

Al的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，其最大電子層數(shù)為3，所以其周期數(shù)為第3周期；其價電子總數(shù)(外圍電子總數(shù))為3，所以其位于第ⅢA族。Cr的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，其最大電層數(shù)為4，所以其周期數(shù)為第4周期；其價電子總數(shù)(外圍電子總數(shù))為6且具有d軌道，所以其位于第ⅥB族。Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，其最大電子層數(shù)為4，所以其周期數(shù)為第4周期；其價電子總數(shù)(外圍電子總數(shù))為8，所以其位于第Ⅷ族。As的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，其最大電子層數(shù)為4，所以其周期數(shù)為第4周期；其價電子總數(shù)(外圍電子總數(shù))為5，所以其位于第VA族。又知ⅢA～0族為p區(qū)，ⅢB～VⅢ族為d區(qū)，故Al、As處于p區(qū)，Cr、Fe處于d區(qū)。【答案】

Al：1s22s22p63s23p1第3周期第ⅢA族p區(qū)Cr：1s22s22p63s23p63d54s1第4周期第ⅥB族d區(qū)Fe：1s22s22p63s23p63d64s2第4周期第Ⅷ族d區(qū)As：1s22s22p63s23p63d104s24p3第4周期第ⅤA族p區(qū)【規(guī)律方法】原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置是有一定的關(guān)系的。(1)原子核外電子層數(shù)決定所在周期數(shù)。周期數(shù)＝最大電子層數(shù)(鈀除外，46Pd[Kr]4d10，最大電子層數(shù)是4，但是在第5周期)。(2)外圍電子總數(shù)決定排在哪一族。如：29Cu：3d104s1,10＋1＝11，尾數(shù)是1且有d軌道，所以Cu在第ⅠB族?！炯磿r鞏固1】已知幾種元素原子的核外電子情況，分別判斷其元素符號、原子序數(shù)并指出其在周期表中的位置?！窘馕觥?/p>

A為Mg,12號元素，由電子排布式可知其位置為第3周期ⅡA族；B為23號元素V，電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，故其位置為第4周期ⅤB族；C為14號元素Si，位于周期表第3周期ⅣA族；D為15號元素P，位于周期表第3周期ⅤA族?！敬鸢浮?/p>

Mg123ⅡAV234ⅤBSi143ⅣAP153ⅤA考點(diǎn)二電離能的變化規(guī)律及應(yīng)用1．同一主族第一電離能的變化規(guī)律隨著原子序數(shù)的增加，第一電離能減小，自上而下原子越來越容易失去電子。2．同周期元素第一電離能的變化規(guī)律(1)隨著原子序數(shù)的增加，第一電離能增大，從左到右元素原子越來越難失去電子。(2)同周期主族元素中，第ⅡA族(np0)和第ⅤA族(ns2np3)因p軌道處于全空和半充滿的特殊穩(wěn)定狀態(tài)，所以這兩族元素的第一電離能要高于與它相鄰主族的第一電離能。(3)過渡元素第一電離能的變化規(guī)律第一電離能的變化不太規(guī)則，隨著原子序數(shù)的增加從左到右略有增加。3．同一種元素原子各級電離能的變化規(guī)律(1)用Ii表示各級電離能，則有I1<I2<I3……(2)不同電子層之間電離能懸殊較大。4．電離能的應(yīng)用(1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上(K、L能層)，且最外層上只有一個電子。(2)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價如K：I1?I2<I3，表明K原子易失去一個電子形成＋1價陽離子。(3)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱I1越大，元素的非金屬性越強(qiáng)；I1越小，元素的金屬性越強(qiáng)?！咎貏e提醒】由于金屬活動性順序與電離能所對應(yīng)的條件不同，所以二者并不完全一致。電離能是氣態(tài)原子或離子失電子的能力，而金屬活動性是指金屬單質(zhì)在溶液中的活潑性，受電離能和其他能量變化總和的影響，故二者并不完全一致。【案例2】不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(設(shè)其為E)如圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點(diǎn)，并回答下列問題：(1)同主族內(nèi)不同元素的E值變化的特點(diǎn)是________________________________________________________________________，各周期中E值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_______變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，E值增大。但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是________(填寫編號)。①E(砷)>E(硒)

②E(砷)<E(硒)③E(溴)>E(硒) ④E(溴)<E(硒)(3)估計1mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍：________<E<________。(4)10號元素E值較大的原因是________________________________________________________________________。【解析】此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和學(xué)生的歸納總結(jié)能力。(1)從H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大，E值變小。從H到He；從Li到Ne；從Na到Ar，均呈現(xiàn)明顯的周期性變化。(2)從第2、3周期可以看出，第ⅢA族和ⅥA族元素比同周期相鄰兩種元素E值都低。由此可推測E(砷)>E(硒)、E(溴)>E(硒)。(3)根據(jù)同主族、同周期規(guī)律可以推測：E(K)<E(Ca)<E(Mg)。(4)10號元素是稀有氣體氖，該元素原子的最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮?/p>

(1)隨著原子序數(shù)增大，E值變小周期性(2)①③

(3)485

738

(4)10號元素為氖。該元素原子最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)【規(guī)律方法】同一周期的主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，原因是核電荷數(shù)增多，而能層數(shù)不變，原子核對核外電子的吸引力增大；由于第一電離能與原子核外電子排布有關(guān)，所以在解答此類題目時注意第一電離能的總體變化趨勢與個別元素的反?，F(xiàn)象?！炯磿r鞏固2】下圖是元素周期表的一部分，表中所列字母分別代表一種化學(xué)元素。請回答下列問題：(1)請寫出元素E的基態(tài)原子電子排布式________________________________________________________________________(2)F、G兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表。

比較兩元素的I2、I3，氣態(tài)F2＋、G2＋中________(用離子符號表示)更難失去電子變?yōu)椋?價氣態(tài)離子；請用原子結(jié)構(gòu)理論解釋原因________________________________________________________________________。元素FG電離能/kJ·mol－1I1717759I215091561I332482957【解析】

由各元素在周期表中的位置可知A、B、C、D、E、F、G元素分別為N、F、Mg、Al、Cr、Mn、Fe。(1)E元素為24號元素Cr，位于第4周期第ⅥB族，則其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。(2)F、G分別為Mn、Fe。由表中兩元素的I2、I3的電離能數(shù)據(jù)可知Mn2＋比Fe2＋更難失去電子變?yōu)椋?價氣態(tài)離子。因為Mn2＋的電子排布式為[Ar]3d54s2，F(xiàn)e2＋的電子排布式為[Ar]3d64s2，其中Mn2＋的3d5呈半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，再失去電子較困難，而Fe2＋為3d6，失去一個電子后變?yōu)榘氤錆M狀態(tài)，故兩者相比，F(xiàn)e2＋易失去一個電子?！敬鸢浮?/p>

(1)1s22s22p63s23p63d54s1(2)Mn2＋

Mn2＋的外圍電子排布為3d5，呈半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，再失去電子較難，而Fe2＋外圍電子排布為3d6，失去一個電子后為半充滿狀態(tài)，因而相對易失去一個電子考點(diǎn)三電負(fù)性的應(yīng)用1．衡量元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱(1)金屬的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。(2)金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。(3)電負(fù)性較大的元素集中在元素周期表的右上角。2．衡量元素在化合物中吸引電子能力的大小(1)電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值；(2)電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強(qiáng)，元素的化合價為負(fù)值。3．判斷化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為：如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵?！景咐?】有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中C、E是金屬元素；A和E屬同一族，它們原子的最外層電子排布為ns1。B和D也屬同一族，它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍，C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半，A、B、C、D、E五種元素的電負(fù)性分別為2.5，3.5，0.8,2.1,1.5，請回答下列問題：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。(用化學(xué)符號填空，下同)(2)由電負(fù)性判斷，以上五種元素中金屬性最強(qiáng)的是________，非金屬性最強(qiáng)的是________。(3)當(dāng)B與A、C、D分別形成化合物時，B顯________價，其他元素顯________價。(4)當(dāng)B與A、C、D、E(與E形成E2B)分別形成化合物時，化合物中有離子鍵的是____________，有共價鍵的是________?！窘馕觥?/p>

A、E均為ⅠA族元素且E為金屬元素則A為H，由于B、D為同族且最外層的p能級電子數(shù)為s能級電子數(shù)的兩倍，則B、D的價電子排布為ns2np4為ⅥA族元素，則B為O，D為S，E為K，C為3s23p1為Al。五種元素中，屬于金屬的是Al、K，且活潑性：K>Al，則K的電負(fù)性為0.8，Al的電負(fù)性為1.5；屬于非金屬的是H、S、O，非金屬性：O>S>H，則電負(fù)性O(shè)為3.5，S為2.5，H為2.1；當(dāng)O與H、S、Al形成化合物時，由于O的電負(fù)性大，所以O(shè)為負(fù)價，其他元素為正價。當(dāng)形成化合物時，電負(fù)性差值小于1.7為共價鍵，電負(fù)性差值大于1.7的為離子鍵。【答案】

(1)H

O

Al

S

K(2)K

O

(3)負(fù)正(4)Al2O3、K2O

H2O、SO2、SO3【規(guī)律方法】

(1)金屬元素越容易失電子，對鍵合電子的吸引能力越小，電負(fù)性越小，其金屬性越強(qiáng)；非金屬元素越容易得電子，對鍵合電子的吸引能力越大，電負(fù)性越大，其非金屬性越強(qiáng)；故可以用電負(fù)性來度量金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱。(2)并不是所有電負(fù)性差大于1.7的都形成離子化合物，如H的電負(fù)性為2.1，F(xiàn)的電負(fù)性為4.0，電負(fù)性差為1.9，但HF為共價化合物，應(yīng)注意這些特殊情況。【即時鞏固3】已知元素的電負(fù)性和元素的化合價等一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時，形成共價鍵。元素AlBBeCClFLiMgNNaOPSSi電負(fù)性1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8(1)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是_______________________________。(2)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物？Mg3N2________________________________________________________________________；BeCl2________________________________________________________________________；AlCl3________________________________________________________________________；SiC________________________________________________________________________。【解析】

元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。據(jù)已知條件及表中數(shù)值：Mg3N2中電負(fù)性差值為1.8，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物：BeCl2、AlCl3、SiC電負(fù)性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物?！敬鸢浮?/p>

(1)隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性與原子半徑一樣呈周期性變化(2)離子化合物共價化合物共價化合物共價化合物考點(diǎn)四核外電子排布、元素周期表、元素性質(zhì)三者之間的關(guān)系1．原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置及元素性質(zhì)之間的關(guān)系2．元素性質(zhì)的遞變規(guī)律性質(zhì)同一周期(從左向右)同一主族(從上到下)核外電子的排布電子層數(shù)相同增加最外層電子數(shù)1→8相同金屬性和非金屬性金屬性減弱增強(qiáng)非金屬性增強(qiáng)減弱原子半徑減小增大單質(zhì)的氧化性和還原性氧化性增強(qiáng)減弱還原性減弱增強(qiáng)性質(zhì)同一周期(從左向右)同一主族(從上到下)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性酸性增強(qiáng)減弱堿性減弱增強(qiáng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)減弱第一電離能增大減小電負(fù)性變大變小【案例4】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。(1)下列________(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f(2)上述第3周期元素中第一電離能(I1)最大的是________，c和f的I1大小關(guān)系是________大于________(用字母表示)。(3)上述元素中________形成的化合物種類最多。有人提出還有一種元素與之媲美，該元素應(yīng)是________(用字母表示)。(4)上述元素中，原子核未成對電子數(shù)最多的是_________________________________，寫出該元素的電子排布式_______________________。(5)已知A和B為第3周期元素，其第一至第四電離能如下表所示：A通常顯________價，B的基態(tài)原子核外電子排布式為________________________________________________________________________電離能(I)/kJ·mol－1I1I2I3I4A5781817274511578B7381451773310540【解析】

(1)①組中a、c、h分別為Na、Mg、C(石墨)可能都是導(dǎo)體；②組中b為氫，其單質(zhì)H2不導(dǎo)電；③組中l(wèi)為Cl，Cl2不導(dǎo)電；④組中d、e、f均為金屬，是導(dǎo)體。故選①④。(2)同一周期元素中稀有氣體原子第一電離能最大，由于c(即Mg)的3s2是全充滿狀態(tài)，故第一電離能反而比f(即Al)大。(3)形成化合物種類最多的一般認(rèn)為是碳，因為它是形成有機(jī)物不可缺少的元素，而氫也存在于大多數(shù)有機(jī)物中，且還可形成眾多無機(jī)物，故氫也可看作是形成化合物種類最多的元素。(4)未成對電子數(shù)最多的當(dāng)數(shù)ⅤA族的i(即