考點4-元素周期律(原卷版)

考點4元素周期律【核心考點梳理】考點一、原子半徑1．影響原子半徑大小的因素(1)電子的能層數(shù)：電子的能層越多，電子之間的排斥作用使原子半徑增大。(2)核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用就越大，使原子半徑減小。2．原子半徑的遞變規(guī)律(1)同周期：從左至右，核電荷數(shù)越大，半徑越小。(2)同主族：從上到下，核電荷數(shù)越大，半徑越大。3．原子或離子半徑的比較方法(1)同種元素的離子半徑：陰離子大于原子，原子大于陽離子，低價陽離子大于高價陽離子。例如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。(2)能層結構相同的離子：核電荷數(shù)越大，半徑越小。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(3)帶相同電荷的離子：能層數(shù)越多，半徑越大。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)。(4)核電荷數(shù)、能層數(shù)均不同的離子：可選一種離子參照比較。例如：比較r(K＋)與r(Mg2＋)，可選r(Na＋)為參照，r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。【核心歸納】粒子半徑比較的一般思路(1)“一層”：先看能層數(shù)，能層數(shù)越多，一般微粒半徑越大。(2)“二核”：若能層數(shù)相同，則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小。(3)“三電子”：若能層數(shù)、核電荷數(shù)均相同，則看核外電子數(shù)，電子數(shù)多的半徑大?？键c二、元素的電離能1．元素第一電離能的概念與意義(1)概念①第一電離能：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，符號：I1。②逐級電離能：氣態(tài)基態(tài)一價正離子再失去一個電子成為氣態(tài)基態(tài)二價正離子所需的最低能量叫做第二電離能，第三電離能和第四、第五電離能依此類推。由于原子失去電子形成離子后，若再失去電子會更加困難，因此同一原子的各級電離能之間存在如下關系：I1<I2<I3……(2)意義：可以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；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。2．元素第一電離能變化規(guī)律(1)每個周期的第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，即一般來說，隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈增大趨勢。(2)同一族，從上到下第一電離能逐漸減小。3．電離能的應用(1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素原子核外電子的排布及元素的化合價。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，易失去一個電子形成＋1價陽離子。(2)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱：I1越大，元素的非金屬性越強；I1越小，元素的金屬性越強。【核心歸納】電離能的影響因素及特例(1)電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的電子構型。(2)具有全充滿、半充滿及全空的電子構型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值較大，如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。一般情況，第一電離能：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA?？键c三、電負性1．有關概念與意義(1)鍵合電子：元素相互化合時，原子中用于形成化學鍵的電子稱為鍵合電子。(2)電負性：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。(3)電負性大小的標準：以氟的電負性為4.0和鋰的電負性為1.0作為相對標準。2．遞變規(guī)律(1)同周期，自左到右，元素的電負性逐漸增大，元素的非金屬性逐漸增強、金屬性逐漸減弱。(2)同主族，自上到下，元素的電負性逐漸減小，元素的金屬性逐漸增強、非金屬性逐漸減弱。3．應用(1)判斷元素的金屬性和非金屬性強弱①金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于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金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。(2)判斷元素的化合價①電負性數(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電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。(3)判斷化合物的類型如H的電負性為2.1，Cl的電負性為3.0，Cl的電負性與H的電負性之差為3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl為共價化合物；如Al的電負性為1.5，Cl的電負性與Al的電負性之差為3.0－1.5＝1.5<1.7，因此AlCl3為共價化合物；同理，BeCl2也是共價化合物?？键c四、元素周期律的綜合應用1．同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律性質(zhì)同一周期(從左到右)同一主族(從上到下)核外電子的排布能層數(shù)相同增加最外層電子數(shù)1→2或8相同金屬性減弱增強非金屬性增強減弱單質(zhì)的氧化性、還原性氧化性增強減弱還原性減弱增強最高價氧化物對應水化物的酸堿性酸性增強減弱堿性減弱增強氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強減弱第一電離能增大(但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA)減小電負性變大變小2.電負性、第一電離能與金屬性和非金屬性的關系【必備知識基礎練】1．（2021·全國·高二課時練習）下列微粒半徑依次增大的是A．同一主族元素隨著原子序數(shù)的遞增B．同一周期的元素隨著原子序數(shù)的遞增C．Na+、Mg2+、Al3+、F-D．P、S、S2-、Cl-2．（2021·全國·高二課時練習）下列微粒半徑大小比較正確的是A．Na+<Mg2+<Al3+<O2- B．S2->Cl->Na+>Al3+C．Na<Mg<Al<Si D．Cs<Rb<K<Na3．下列離子化合物中，陰離子半徑與陽離子半徑之比小于1的是A．Na2O B．KF C．KCl D．MgCl24．（2021·浙江溫州·高二階段練習）下列說法或有關化學用語的表達正確的是A．在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量B．基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為C．因氧元素電負性比氮元素大，故氧原子第一電離能比氮原子第一電離能大D．根據(jù)原子核外電子排布的特點，在元素周期表中位于s區(qū)5．（2021·上海市控江中學高三階段練習）2019年是元素周期表發(fā)表150周年，期間科學家為完善周期表做出了不懈努力，中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質(zhì)量的新值，被采用為國際新標準。銦與銣(37Rb)同周期。下列說法錯誤的是A．In是第五周期第IIIB族元素 B．的中子數(shù)與電子數(shù)的差值為17C．原子半徑：In＞Al D．堿性：In(OH)3＜RbOH6．（2021·全國·高二單元測試）根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol-1)，判斷下列說法不正確的是元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A．元素的電負性最大的可能是Q元素B．R和S均可能與U在同一主族C．U元素可能在元素周期表的s區(qū)D．原子的價電子排布為ns2np1的可能是T元素7.下表列出了前20號元素中某些元素性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)：試回答下列問題：(1)以上10種元素中，第一電離能最小的是________(填編號)。(2)上述⑤、⑥、⑦三種元素中的某兩種元素形成的化合物中，每一個原子都滿足8e－穩(wěn)定結構的物質(zhì)可能是______(寫分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化學式為________；元素①的原子價電子排布式是________。(3)①、⑥、⑦、⑩四種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，由強到弱的順序是________________(填化學式)。(4)③和⑨兩元素比較，非金屬性較弱的是________(填名稱)，可以驗證你的結論的是下列中的________(填序號)。A．氣態(tài)氫化物的揮發(fā)性B．單質(zhì)分子中的鍵能C．兩元素的電負性D．含氧酸的酸性E．氫化物中X—H鍵的鍵長(X代表③和⑨兩元素)F．兩單質(zhì)在自然界中的存在形式【關鍵能力提升練】8.下列四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關的比較中正確的是()A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①9.(雙選)下列說法錯誤的是()A.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大B.同一主族元素從上到下電負性逐漸變小C.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,原子釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子是同種元素的原子10.下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)，下列判斷正確的是()元素ABCDE最低化合價－4－2－1－2－1電負性2.52.53.03.54.0A.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性：C>D>EB．元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子C．元素B、C之間不可能形成化合物D．與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應11.短周期元素形成的三種離子Xn+、Ym+、Zn-,已知m>n,且X、Y、Z三種原子M電子層中的電子數(shù)均為奇數(shù),若按X→Y→Z的順序,下列說法正確的是()A.最高價氧化物對應水化物的堿性依次減弱,酸性依次增強B.原子半徑依次增大C.元素的第一電離能依次減小,電負性依次增大D.原子序數(shù)依次減小12.有A、B、C、D四種元素,其原子序數(shù)依次增大,且質(zhì)子數(shù)均小于18。A元素原子的最外層只有1個電子,該元素陽離子與N3-核外電子排布相同;B元素原子核外各軌道上均無成單電子;C元素原子的價層電子排布式為ns2np1,D-的核外電子排布與Ar相同。(1)寫出A、C、D的元素符號:A,C,D。

(2)寫出B元素基態(tài)原子的電子排布式:。D元素基態(tài)原子的軌道表示式為。

(3)A、B、C、D第一電離能由小到大的順序為(填元素符號,下同),電負性由小到大的順序為。

13.分析下列圖表,回答問題。(1)N、Al、Si、Ge四種元素中,某種元素的電離能數(shù)據(jù)如下:電離能I1I2I3I4……In/(kJ·mol-1)5781817274511575……則該元素是(填寫元素符號)。

(2)短周期某主族元素M的電離能情況如圖所示。則M元素位于周期表的第族。

(3)Mn、Fe均為第四周期過渡金屬元素,兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:元素MnFeI1717759I215091561I332482957錳元素位于第四周期第ⅦB族。請寫出基態(tài)Mn2+的價層電子排布式:,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)Mn2+再失去1個電子比氣態(tài)Fe2+再失去1個電子難,對此你的解釋是

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【學科素養(yǎng)拔高練】14.開發(fā)新型儲氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一種儲氫材料,可由TiCl4和LiBH4反應制得。①基態(tài)Cl原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為,該能層具有