化學(xué)人教版選修3學(xué)案1-2-2元素周期律

第二課時元素周期律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能說出元素電離能、電負(fù)性的含義。2．通過數(shù)據(jù)及圖片了解原子半徑、第一電離能、電負(fù)性的周期性變化。3．能應(yīng)用元素的電離能、電負(fù)性解釋元素的某些性質(zhì)。4．提高運(yùn)用元素的“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者關(guān)系解決實(shí)際問題的能力。一、元素周期律和原子半徑1．元素周期律元素的性質(zhì)隨核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性遞變的規(guī)律。2．原子半徑(1)決定原子半徑大小的因素①電子的能層數(shù)電子的能層越多，電子之間的負(fù)電排斥將使原子半徑增大。②核電荷數(shù)核電荷數(shù)越大，原子核對電子的引力也就越大，將使原子半徑縮小。(2)原子半徑的變化規(guī)律原子的能層數(shù)和核電荷數(shù)的綜合結(jié)果使各種原子的半徑發(fā)生周期性遞變。①同周期主族元素從左到右，電子能層數(shù)不變，但隨核電荷數(shù)的逐漸增大核對電子的引力增大，從而使原子半徑逐漸減小。②同主族元素從上到下，電子能層數(shù)逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增大，但電子能層數(shù)的影響成為主要因素，所以從上到下原子半徑逐漸增大。二、電離能1．概念氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。2．元素第一電離能的意義衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子。3．元素第一電離能的變化規(guī)律(1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。(2)同族元素從上到下第一電離能逐漸變小。三、電負(fù)性1．鍵合電子和電負(fù)性的含義(1)鍵合電子元素相互化合時，原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。(2)電負(fù)性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。2．標(biāo)準(zhǔn)以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。3．變化規(guī)律(1)同周期，自左到右，元素原子的電負(fù)性逐漸變大。(2)同主族，自上到下，元素原子的電負(fù)性逐漸變小。4．應(yīng)用判斷金屬性和非金屬性強(qiáng)弱(1)金屬的電負(fù)性一般小于1.8，電負(fù)性越小，金屬性越強(qiáng)；(2)非金屬的電負(fù)性一般大于1.8，電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)；(3)位于非金屬區(qū)邊界的元素的電負(fù)性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。四、對角線規(guī)則在元素周期中，某些主族元素與右下方的主族元素的電負(fù)性接近，性質(zhì)相似，被稱為“對角線規(guī)則”。如：知識點(diǎn)一微粒半徑的比較規(guī)律微粒半徑大小的比較是高中化學(xué)中的一個難點(diǎn)和熱點(diǎn)內(nèi)容，微粒半徑的大小與多種因素有關(guān)，比較復(fù)雜，其中主要受微粒的電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)的影響，如果在比較微粒半徑大小時，運(yùn)用“求同比異”的方法，往往便于理解與記憶。(1)“層多半徑大”：對于最外層電子數(shù)相同的微粒，即同主族元素的原子或離子，其電子層數(shù)越多，半徑越大，記憶為“層多半徑大”。如：第ⅠA族：r(H)<r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)。第ⅦA族：r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I)。很顯然r(H＋)<r(Li＋)<r(Na＋)。(2)“核大半徑小”：對于電子層數(shù)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，核對核外電子的引力越強(qiáng)，其半徑越小，記憶為“核大半徑小”。①同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小。如第三周期元素的原子：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。其中，稀有氣體元素的原子半徑較為特殊，此處不作考慮。②電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，其半徑越小。如：r(N3－)>r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。(3)“電多半徑大”：對于核電荷數(shù)相同的微粒，即同種元素的原子或離子，核外電子數(shù)越多，核外電子間的斥力越大，其半徑越大，記憶為“電多半徑大”。①同一元素的原子半徑大于其陽離子半徑，且其陽離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小。如：r(Na)>r(Na＋)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。②同一元素的原子半徑小于其陰離子半徑。如：r(Cl)<r(Cl－)，r(S)<r(S2－)。③同一元素的陰離子半徑大于其陽離子半徑。如：r(H－)>r(H＋)。在中學(xué)要求范疇內(nèi)可用“三看”法快速判斷簡單微粒半徑大小：,“一看”電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大。,“二看”核電荷數(shù)：當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小。,“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。電子的能層數(shù)越多，元素原子的半徑就越大嗎？【點(diǎn)撥】不一定，原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子的能層數(shù)兩個因素綜合決定，如堿金屬元素的原子半徑比它下一周期鹵素原子的半徑大?！纠?】已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A>B>C>DB．原子序數(shù)：d>c>b>aC．離子半徑：C>D>B>AD．元素的第一電離能：A>B>D>C【提示】本題解答的關(guān)鍵是牢固掌握原子、離子半徑在周期表中的變化規(guī)律?！窘馕觥緼、B、C、D都是短周期元素，其原子序數(shù)不會超過18，因而它們都是主族元素。由于它們的電子層結(jié)構(gòu)相同，因而C、D位于A、B的上一周期，為非金屬元素，且原子序數(shù)d>c，A、B為金屬元素，原子序數(shù)a>b，因而四種元素的原子序數(shù)由大到小的順序?yàn)閍>b>d>c；由于A、B在C、D的下一周期，又是原子半徑較大的金屬元素，因而A、B的原子半徑肯定比C、D的原子半徑大，由同周期元素原子半徑的遞變規(guī)律知：r(B)>r(A)>r(C)>r(D)；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，陰離子半徑必大于陽離子半徑，且?guī)ж?fù)電荷越多，半徑越大，陽離子帶正電荷越多，半徑越小，故離子半徑由大到小的順序?yàn)镃>D>B>A；同一周期的A、B為金屬元素，A原子序數(shù)大于B，故第一電離能A>B，同一周期非金屬元素C、D，C的原子序數(shù)小于D，第一電離能D>C，但金屬元素的第一電離能比非金屬元素的小，故元素的第一電離能：D>C>A>B。故正確答案為C?！敬鸢浮緾判斷下列各組原子(或離子)的半徑大小順序。①Na、Li、Rb②Br－、I－、Cl－③Na、Al、S④Na＋、Al3＋、O2－⑤Fe、Fe2＋、Fe3＋⑥Na＋、Al3＋、S2－⑦Na、Al、O解析：(1)同主族元素原子或離子(最外層電子數(shù)相同，比較電子層數(shù))從上到下，微粒半徑逐漸增大，故①Li<Na<Rb；②Cl－<Br－<I－。(2)同周期元素原子(電子層數(shù)相同，比較核電荷數(shù))從左到右，原子半徑逐漸減小(稀有氣體除外)，故③Na>Al>S。(3)相同核外電子排布的離子(電子層數(shù)相同，比較核電荷數(shù))，核電荷數(shù)越小，離子半徑越大，故④O2－>Na＋>Al3＋。這一條規(guī)律最為重要，可簡記為“陰前陽下，序小徑大”。(4)同種元素的原子或離子，核電荷數(shù)相同，電子層數(shù)也相同時，比較核外電子數(shù)，故⑤Fe>Fe2＋>Fe3＋。(5)同周期主族元素的單核離子，金屬陽離子和非金屬陰離子的半徑均隨核電荷數(shù)的增多而減小，但陰離子半徑大于陽離子半徑。如第三周期中Al3＋半徑最小，故⑥S2－>Na＋>Al3＋。(6)若A、B、C、D4種元素在周期表中的位置關(guān)系為“”，則原子半徑A>B>C>D，即原子半徑按“”或“”方向逐漸減小，故⑦Na>Al>O；但如果是“”或“”方向，則不能比較其原子半徑大小，切不可形成“能層(電子層)數(shù)越多，原子半徑一定越大”的錯誤思維。答案：①Li<Na<Rb②Cl－<Br－<I－③Na>Al>S④O2－>Na＋>Al3＋⑤Fe>Fe2＋>Fe3＋⑥S2－>Na＋>Al3＋⑦Na>Al>O知識點(diǎn)二電離能的變化規(guī)律和應(yīng)用1．電離能的有關(guān)規(guī)律(1)第一電離能①每個周期的第一種元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，稀有氣體元素原子的第一電離能最大，同周期中從左到右元素的第一電離能呈增大的趨勢。②同主族元素原子的第一電離能從上到下逐漸減小。③過渡元素的第一電離能變化不太規(guī)則，隨原子序數(shù)的遞增從左到右略有增加。(2)逐級電離能①原子的逐級電離能越來越大。首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去的電子多數(shù)是能量較低的電子，所需要吸收的能量多；同時，失去電子后離子所帶正電荷對電子的吸引更強(qiáng)，從而電離能越來越大。②當(dāng)電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有很大的差距。2．影響電離能的因素電離能的數(shù)值大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑以及原子的電子構(gòu)型。(1)一般來說，同一周期的元素具有相同的電子層數(shù)，從左到右核電荷數(shù)增大，原子的半徑減小，核對最外層電子的引力加大，因此，越靠右的元素越不易失去電子，電離能也就越大。(2)同一主族元素電子層數(shù)不同，最外層電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大起主要作用，因此半徑越大，核對最外層電子的引力越小，越易失去電子，電離能也就越小。(3)電子構(gòu)型是影響電離能的第三個因素某些元素具有全充滿或半充滿的電子構(gòu)型，穩(wěn)定性也較高，如ⅡA族Be、Mg等元素原子的最外層s原子軌道全滿，p原子軌道全空，ⅤA族N、P等元素原子p原子軌道為半充滿狀態(tài)，0族Ne、Ar等元素原子p原子軌道為全滿狀態(tài)，均穩(wěn)定，所以它們比右側(cè)相鄰的元素的第一電離能大，出現(xiàn)反常。3．電離能的應(yīng)用①根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素原子核外電子的排布。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)。1.M(g)eq\o(→,\s\up15(－2e－))M2＋所需的能量是否是其第一電離能的2倍？【點(diǎn)撥】應(yīng)遠(yuǎn)大于其第一電離能的2倍。因?yàn)槭紫仁サ碾娮邮悄芰孔罡叩碾娮?，故第一電離能最小，再失去的電子是能量較低的電子，且失去電子后離子所帶正電荷對電子吸引力更強(qiáng)，從而使電離能越來越大。2．同一周期元素的第一電離能并不是嚴(yán)格遞增的，如第一電離能B<Be，O<N，原因是什么？【點(diǎn)撥】能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空時體系能量最低，原子較穩(wěn)定，因此，價電子排布處于半滿的軌道的元素，其第一電離能比鄰近原子的第一電離能大，如N原子的第一電離能大于O原子的第一電離能。3．下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁原子逐級失去電子的電離能，為什么原子的逐級電離能越來越大？這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯(lián)系？NaMgAleq\f(電離能,kJ·mol－1)49673857845621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293【點(diǎn)撥】氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用I1表示)，從正一價氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個電子所需要的最低能量叫做第二電離能(用I2表示)，以此類推，可得I3、I4…同一種元素的逐級電離能的大小關(guān)系為：I1<I2<I3<…，即一個原子的逐級電離能逐級增大。這是因?yàn)殡S著電子逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越多，再失去一個電子需要克服的電性吸引力越來越大，消耗的能量也越來越多。鈉的最外電子層的電子數(shù)為1，所以I1比I2小得多，電離能差值很大，說明失去第一個電子比失去第二個電子容易得多，所以鈉容易失去一個電子形成＋1價的陽離子；Mg的最外電子層的電子數(shù)是2，故I1和I2相差不大，而I2和I3相差很大，所以Mg容易失去兩個電子形成＋2價的陽離子；Al的最外電子層的電子數(shù)是3，所以I1、I2、I3相差不大，所以Al容易失去三個電子形成＋3價的陽離子。【例2】第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X＋(g)所需的能量。如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖。請回答以下問題：(1)認(rèn)真分析上圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，將Na～Ar之間六種元素用短線連接起來，構(gòu)成完整的圖象。(2)從上圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1的變化規(guī)律是_________________________________________。(3)N元素的第一電離能比C、O元素的第一電離能大的原因是__________________________________________。(4)氣態(tài)鋰原子失去核外不同電子所需的能量分別為：失去第一個電子為519kJ·mol－1，失去第二個電子為7296kJ·mol－1，失去第三個電子為11799kJ·mol－1，由此數(shù)據(jù)分析鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個電子所需的能量的原因：_________________________________________。【提示】各元素原子的電離能大小，主要取決于原子的電子層結(jié)構(gòu)、核電荷數(shù)以及原子半徑的大小。隨著核電荷數(shù)遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)周期性變化。同周期元素的第一電離能在增大趨勢中出現(xiàn)第ⅢA族<第ⅡA族、第ⅥA族<第ⅤA族這兩處例外?！窘馕觥?1)根據(jù)題圖知，同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大的趨勢，但第ⅡA族元素的第一電離能大于第ⅢA族元素，第ⅤA族元素的第一電離能大于第ⅥA族元素，所以Na～Ar之間的元素用短線連接起來的圖象為。(2)如題圖以第ⅠA族為例，同一主族元素原子的第一電離能(I1)從上到下依次減小，其他族一致。(3)由于N原子2p軌道半充滿，相對穩(wěn)定，所以N元素的第一電離能比C、O元素的第一電離能大。(4)由于Li原子失去一個電子后變成Li＋，Li＋已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去電子很困難，所以鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個電子所需的能量?！敬鸢浮?1)(2)從上到下依次減小(3)N原子2p軌道半充滿，相對穩(wěn)定(4)Li原子失去一個電子后變成Li＋，Li＋已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去電子很困難下列敘述中正確的是(A)A．第三周期所含元素中鈉的第一電離能最小B．鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C．在所有元素中，氟的第一電離能最大D．鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大解析：同周期中堿金屬的第一電離能最小，稀有氣體的第一電離能最大，故A正確，C不正確；由于鎂的外圍電子排布為3s2(3s能級全滿，3p能級全空)，而Al的外圍電子排布為3s23p1，故鋁的第一電離能小于鎂，B不正確；鉀比鎂活潑，更易失電子，鉀的第一電離能小于鎂，D錯誤。知識點(diǎn)三電負(fù)性和對角線規(guī)則1．電負(fù)性(1)鍵合電子與電負(fù)性①鍵合電子：元素相互化合時，原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子。②電負(fù)性：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。元素的電負(fù)性越大，其原子在化合物中吸引電子的能力越強(qiáng)，所以我們可以直接根據(jù)電負(fù)性的大小來判斷原子在化合物中吸引電子能力的相對強(qiáng)弱。(2)電負(fù)性的衡量標(biāo)準(zhǔn)電負(fù)性是相對值，沒有單位。數(shù)值是人為確定的。例如，鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計算，以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性。(3)電負(fù)性的周期性變化①同周期，自左向右，主族元素原子的電負(fù)性逐漸增大；②同主族，自上向下，主族元素原子的電負(fù)性逐漸減小；③電負(fù)性一般不用來討論稀有氣體。(4)電負(fù)性的應(yīng)用①判斷元素的金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱：以電負(fù)性大小的相對標(biāo)準(zhǔn)劃分，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，電負(fù)性數(shù)值越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，金屬性越弱；電負(fù)性數(shù)值越小，元素的非金屬性越弱，金屬性越強(qiáng)。位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”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判斷化合物的類型：一般認(rèn)為，如果兩成鍵元素間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵，相應(yīng)的化合物為離子化合物；如果兩成鍵元素間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵，相應(yīng)的化合物為共價化合物。例如：HCl中H：2.1，Cl：3.0,3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl為共價化合物。③判斷化合物中各元素化合價的正負(fù)：電負(fù)性數(shù)值的大小能夠衡量元素在化合物中吸引電子能力的大小。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；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。例如，NaH中，Na：0.9，H：2.1，電負(fù)性數(shù)值H大于Na，故在NaH中Na顯正價，H顯負(fù)價。2．“對角線”規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，被稱為“對角線規(guī)則”。在第2、3周期中，具有典型“對角線”規(guī)則的元素有三對：Li與Mg、Be與Al、B與Si，這三對元素在周期表中位置如表所示。它們相對應(yīng)的元素及其化合物的性質(zhì)有許多相似之處。有人從元素的電負(fù)性值相近解釋“對角線”規(guī)則，如電負(fù)性值分別為：鋰1.0、鎂1.2，鈹1.5、鋁1.5，硼2.0、硅1.8?！皩蔷€”關(guān)系的具體表現(xiàn)列舉如下：(1)鋰和鎂鋰與鈉雖屬同一主族，但與鈉的性質(zhì)相差較遠(yuǎn)，而它的化學(xué)性質(zhì)與鎂更相似，如：①鋰和鎂在氧氣中燃燒，并不生成過氧化物，都只生成氧化物(Li2O、MgO)。②鋰和鎂都能直接與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化物：Li3N和Mg3N2。③鋰和鎂的氫氧化物在加熱時，可分別分解為Li2O、H2O和MgO、H2O。④鋰和鎂的碳酸鹽均不穩(wěn)定，加熱分解產(chǎn)生相應(yīng)的氧化物L(fēng)i2O、CO2和MgO、CO2。⑤含鋰和鎂的某些鹽類如碳酸鹽、磷酸鹽等均難溶于水。(2)鈹和鋁鈹和鋁的相似性表現(xiàn)如下：①兩者都是活潑金屬，鈹和鋁的單質(zhì)在冷的濃硝酸中都可以鈍化。②兩者的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物既能溶于酸又能溶于堿。并不是所有電負(fù)性差大于1.7的元素原子都形成離子化合物，如H電負(fù)性為2.1，F(xiàn)電負(fù)性為4.0，電負(fù)性差為1.9，而HF為共價化合物，故需注意這些特殊情況。按照電負(fù)性的遞變規(guī)律可推測：元素周期表中電負(fù)性最大的元素和電負(fù)性最小的元素位于周期表中的哪個位置？【點(diǎn)撥】根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律，在周期表中，越往右，電負(fù)性越大；越往下，電負(fù)性越小，由此可知，電負(fù)性最大的元素位于周期表的右上方，最小的元素位于周期表的左下方。【例3】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屬于同一族，它們原子的最外層電子排布為ns1。B和D也屬于同一族，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)性為2.5,3.5,1.5,2.1,0.8中之一。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5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________。【提示】【解析】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的價電子排布為3s23p1，則C為Al。5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、Al、S形成化合物時，由于O的電負(fù)性大，故O為負(fù)價，其他元素為正價。當(dāng)形成化合物時，一般電負(fù)性差值小于1.7的為共價健，電負(fù)性差值大于1.7的為離子鍵?！敬鸢浮?1)HOAlSK(2)KO(3)負(fù)正(4)Al2O3、K2OH2O、SO2、SO3已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說法錯誤的是(B)A．第一電離能Y可能小于XB．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY>HnXC．最高價含氧酸的酸性：X強(qiáng)于YD．X和Y形成化合物時，X顯負(fù)價，Y顯正價解析：據(jù)電負(fù)性X>Y推知，原子序數(shù)X>Y，故第一電離能Y可能小于X，A項(xiàng)正確；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性Y弱于X，B項(xiàng)錯誤；最高價含氧酸的酸性X強(qiáng)于Y，C項(xiàng)正確；電負(fù)性值大的吸引電子能力強(qiáng)，在化合物中顯負(fù)價，電負(fù)性值小的吸引電子能力弱，在化合物中顯正價，D項(xiàng)正確?！纠?】(1)下列物質(zhì)性質(zhì)具有相似性，但與對角線規(guī)則沒有聯(lián)系的是()A．蒸發(fā)氯化鋁溶液最終得到固體氧化鋁；蒸發(fā)氯化鈹溶液最終得到固體氧化鈹(BeO)B．鎂在氮?dú)庵腥紵傻V；鋰在氮?dú)庵腥紵傻?Li3N)C．二氧化硅熔點(diǎn)很高；硼晶體熔點(diǎn)很高D．偏鋁酸鈉溶液呈堿性；鈹酸鈉(Na2BeO2)溶液呈堿性(2)已知鈹與鋁性質(zhì)相似，寫出鈹、氧化鈹、氫氧化鈹分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________?！咎崾尽繉蔷€規(guī)則中“性質(zhì)相似”的含義：(1)同類物質(zhì)(如單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽等)性質(zhì)相似，不包括不同類型物質(zhì)的性質(zhì)比較。例如，氫氧化鎂和碳酸鋰都難溶于水，但不能說鋰、鎂性質(zhì)相似。(2)性質(zhì)相似但化學(xué)式不相似。例如，鈹、鋁性質(zhì)相似，但不是說鈹酸鈉的化學(xué)式為NaBeO2(錯！)，因?yàn)樵鼗蟽r決定化學(xué)式，鈹和鋁元素化合價不同，其同類物質(zhì)的化學(xué)式不會相似。【解析】(1)氯化鋁、氯化鈹都是強(qiáng)酸弱堿鹽，水溶液中均能發(fā)生水解反應(yīng)，當(dāng)蒸發(fā)溶液時水解平衡向右移動，氯化氫揮發(fā)，生成的氫氧化物在加熱條件下最終得到氧化物固體，A選項(xiàng)不符合題意；鋰和鎂都能與氮?dú)夥磻?yīng)且容易發(fā)生，B選項(xiàng)不符合題意；二氧化硅是硅的氧化物，而硼晶體是硼單質(zhì)，C選項(xiàng)符合題意；偏鋁酸鈉和鈹酸鈉溶液都呈堿性，說明偏鋁酸和鈹酸都是弱酸，D選項(xiàng)不符合題意。(2)可類比鋁、氧化鋁、氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)書寫離子方程式，區(qū)別是鋁呈＋3價，鈹呈＋2價?！敬鸢浮?1)C(2)Be＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋H2↑，BeO＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋H2O，Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O在周期表中，同一主族元素化學(xué)性質(zhì)相似。目前也發(fā)現(xiàn)有些元素的化學(xué)性質(zhì)和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性質(zhì)相似，這稱為對角線規(guī)則。據(jù)此請回答：(1)鋰在空氣中燃燒，除生成Li2O外，也生成微量的Li3N。(2)鈹?shù)淖罡邇r氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是Be(OH)2，屬兩性化合物，證明這一結(jié)論的有關(guān)離子方程式為Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O。(3)若已知反應(yīng)Be2C＋4H2O=2Be(OH)2＋CH4↑，則Al4C3遇足量強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式為Al4C3＋4OH－＋4H2O=4AlOeq\o\al(－,2)＋3CH4↑。(4)科學(xué)家證實(shí)，BeCl2屬共價化合物，設(shè)計一個簡單實(shí)驗(yàn)證明，其方法是將BeCl2加熱到熔融狀態(tài)，如不能導(dǎo)電則證明BeCl2是共價化合物。解析：(1)根據(jù)對角線規(guī)則，鋰與鎂的化學(xué)性質(zhì)相似。在空氣中除與O2作用生成Li2O外，還可與N2作用生成Li3N。(2)鈹為第二周期、第ⅡA族元素，與Al處于對角線位置，對照Al(OH)3的兩性，可寫出離子方程式：Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O，Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O。(3)由于Be、Al元素性質(zhì)相似，依據(jù)所給信息有：Al4C3＋12H2O=4Al(OH)3＋3CH4↑，當(dāng)遇適量強(qiáng)堿溶液時有Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，合并得Al4C3＋4OH－＋4H2O=4AlOeq\o\al(－,2)＋3CH4↑。(4)根據(jù)離子化合物在溶于水或熔融時導(dǎo)電，而共價化合物熔融時不導(dǎo)電，可將BeCl2加熱至熔融狀態(tài)，若不導(dǎo)電則可證明BeCl2是共價化合物。知識點(diǎn)四元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)同周期主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律見下表。性質(zhì)同周期(從左→右)電子層結(jié)構(gòu)電子層數(shù)(能層數(shù))相同，最外層電子數(shù)逐漸增多原子半徑逐漸減小第一電離能一般規(guī)律是由小→大，但ⅡA和ⅤA族元素由于具有全空和半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，比相鄰主族元素的第一電離能大電負(fù)性逐漸增大主要化合價最高化合價由＋1→＋7(O、F除外)，非金屬負(fù)價＝－(8－族序數(shù))非金屬氣態(tài)氫化物形成的難易及穩(wěn)定性形成條件由難→易，穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱得失電子能力失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)(2)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律見下表。性質(zhì)同主族(由上→下)電子層結(jié)構(gòu)電子層數(shù)(能層數(shù))遞增，最外層電子數(shù)相同原子半徑逐漸增大第一電離能逐漸減小電負(fù)性逐漸減小得失電子能力失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱主要化合價最高正化合價＝族序數(shù)(O、F除外)非金屬負(fù)價＝－(8－族序數(shù))最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)非金屬氣態(tài)氫化物形成的難易形成條件由易到難，穩(wěn)定性逐漸減弱及穩(wěn)定性金屬性與非金屬性金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱1.判斷元素金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)有哪些？【點(diǎn)撥】(1)單質(zhì)跟水或酸置換出氫的反應(yīng)越容易發(fā)生，說明其金屬性越強(qiáng)。(2)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，說明其金屬性越強(qiáng)。(3)金屬間的置換反應(yīng)：依據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，金屬甲能從金屬乙的鹽溶液里置換出乙，說明甲的金屬性比乙強(qiáng)。(4)金屬活動順序表eq\o(→,\s\up15(KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu),\s\do15(金屬性逐漸減弱))(5)金屬陽離子氧化性的強(qiáng)弱：陽離子的氧化性越強(qiáng)，對應(yīng)金屬的金屬性就越弱。(6)原電池反應(yīng)中的正、負(fù)極：兩金屬同時作原電池的電極，負(fù)極的金屬性較強(qiáng)。(7)元素的第一電離能的大?。涸氐牡谝浑婋x能數(shù)值越小，元素的原子越易失去電子，元素的金屬性越強(qiáng)。但元素的外圍電子排布影響元素的第一電離能。如Mg(3s2為全充滿狀態(tài)，穩(wěn)定)的第一電離能大于Al的第一電離能。(8)元素電負(fù)性越小，元素失電子能力越強(qiáng)，元素金屬性越強(qiáng)。2．非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)?！军c(diǎn)撥】(1)單質(zhì)跟氫氣化合的難易程度、條件及生成氫化物的穩(wěn)定性：越容易跟H2化合，生成的氫化物也就越穩(wěn)定，氫化物的還原性也就越弱，說明其非金屬性也就越強(qiáng)。(2)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，說明其非金屬性越強(qiáng)。(3)非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)。例如，Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2，說明Cl的非金屬性大于I。(4)元素的原子對應(yīng)陰離子的還原性越強(qiáng)，元素的非金屬性越弱。(5)元素的第一電離能的數(shù)值越大，表明元素失電子的能力越弱，得電子的能力越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)。元素的外圍電子排布影響元素的第一電離能。如I1(P)>I1(S)，但非金屬性：P<S。(6)元素電負(fù)性越大，元素得電子的能力越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)?！纠?】有X、Y兩種元素，原子序數(shù)≤20，X的原子半徑小于Y，且X、Y原子的最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是()A．若X(OH)n為強(qiáng)堿，則Y(OH)n也一定為強(qiáng)堿B．若HnXOm為強(qiáng)酸，則X的氫化物溶于水一定顯酸性C．若X元素形成的單質(zhì)是X2，則Y元素形成的單質(zhì)一定是Y2D．若Y的最高正價為＋m，則X的最高正價一定為＋m【提示】同主族元素從上到下，電子層數(shù)越多?原子半徑越大?原子核對核外電子的吸引力越弱?原子失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱?元素的金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱?氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱?最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱，堿性增強(qiáng)。如Li→Na→K→Rb→Cs等元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，F(xiàn)→Cl→Br→I等元素的非金屬性逐漸減弱?！窘馕觥勘绢}主要考查同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律。由于X、Y原子的最外層電子數(shù)相同，且X的原子半徑小于Y，所以X、Y同主族，且X位于Y的上面。由于同主族元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性從上到下逐漸增強(qiáng)，A項(xiàng)正確；由HNO3為強(qiáng)酸而氨水呈弱堿性可知B項(xiàng)不正確；第ⅥA族元素氧的單質(zhì)為O2，而硫的單質(zhì)卻有S8、S6、S4、S2等形式，又如，氮元素形成的單質(zhì)是N2，而磷元素不能形成P2，C項(xiàng)不正確；第ⅥA族元素，氧無最高正化合價，而硫的最高正價為＋6價，故D項(xiàng)不正確?！敬鸢浮緼已知原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、R、W、T六種前20號元素，X、Y原子的最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等，Y、T位于同主族，R的最外層電子數(shù)是次外層的3倍，W無正價，甲的化學(xué)式為ZX3，是一種有刺激性氣味的氣體，乙是由X、Z、W組成的鹽。下列說法正確的是(A)A．由X、Z、W組成的鹽為NH4B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：W<R<ZC．原子半徑：W<Z<Y，而簡單離子半徑：Y<Z<WD．ZR2、TR2兩化合物中R的化合價相同解析：R的最外層電子數(shù)是次外層的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故R為O；X、Y原子的最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等，原子序數(shù)均小于O，且X的原子序數(shù)小于Y，則X為H、Y為Be；W無正價，則W為F；甲的化學(xué)式為ZX3，是一種有刺激性氣味的氣體，則Z為N，甲為NH3；乙是由X、Z、W組成的鹽，則乙為NH4F；Y，T位于同主族，則T為Mg或Ca。由X、Z、W組成的鹽為NH4F，A項(xiàng)正確；非金屬性：N<O<F，故氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：N<O<F，B項(xiàng)錯誤；同周期主族元素自左到右原子半徑逐漸減小，故原子半徑：F<N<Be，電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，電子層越多，離子半徑越大，故簡單離子半徑：Be2＋<F－<N3－，C項(xiàng)錯誤；NO2、MgO2(或CaO21．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是(A)A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負(fù)性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①解析：由電子排布式可知：①為S，②為P，③為N，④為F。根據(jù)元素周期律可知：第一電離能為④>③>②>①，A正確；原子半徑應(yīng)是②最大，④最小，B不正確；電負(fù)性應(yīng)是④最大，②最小，C不正確；F無正價，②、③最高正化合價為＋5，①的最高正化合價為＋6，D不正確。2．下列關(guān)于電離能和電負(fù)性的說法不正確的是(B)A．第一電離能的大小：Mg>AlB．鍺的第一電離能高于碳而電負(fù)性低于碳C．Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是碳D．F、K、Fe、Ni四種元素中電負(fù)性最大的是F解析：同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族的第一電離能比相鄰的第ⅢA族元素的第一電離能大，A正確；鍺是金屬元素而碳是非金屬元素，第一電離能低于碳，B不正確；Ni的價電子排布為3d84s2，未成對電子數(shù)為2，第二周期未成對電子數(shù)為2的元素有碳和氧，同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性C<O，故該元素為碳，C正確；一般來說，元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，D項(xiàng)正確。3．已知33As、34Se、35Br位于同一周期，下列關(guān)系正確的是(B)A．電負(fù)性：As>Cl>PB．熱穩(wěn)定性：HCl>HBr>AsH3C．第一電離能：Br>Se>AsD．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4解析：A項(xiàng)，電負(fù)性：Cl>P>As，錯誤；B項(xiàng)，元素非金屬性決定其氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：HCl>HBr>AsH3，正確；C項(xiàng)，第一電離能應(yīng)為Br>As>Se，錯誤；D項(xiàng)，元素非金屬性決定其最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，錯誤。4．具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子，其第一電離能由大到小排列正確的是(