高中人教版 (2019)第二节 原子结构与元素的性质第3课时学案及答案

这是一份高中人教版 (2019)第二节 原子结构与元素的性质第3课时学案及答案，共6页。学案主要包含了学习目标，自主预习，参考答案，效果检测，合作探究，核心归纳，典型例题，随堂检测等内容，欢迎下载使用。
1.能说出元素电负性的概念。
2.了解电负性的应用。
3.知道元素化合价的判断方法。
4.理解电负性的含义,并能依据电负性判断某些元素的金属性和非金属性的强弱。
【自主预习】
1.电负性的概念与标准
(1)概念
①键合电子:原子中用于形成 的电子。
②电负性:用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力 。
(2)标准
以 的电负性为4.0和 的电负性为1.0作为相对标准,得出各元素的电负性(稀有气体未计)。
2.电负性的变化规律
(1)同周期元素(稀有气体元素除外),自左向右,元素的电负性逐渐 ,元素的非金属性逐渐 ,金属性逐渐 。
(2)同族元素自上而下,元素的电负性逐渐 ,元素的金属性逐渐 ,非金属性逐渐 。
【微点拨】
元素周期表中电负性最大的是氟,电负性最小的稳定元素是铯。
3.电负性的应用
(1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱
①金属元素的电负性一般 1.8,非金属元素的电负性一般 1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右,它们既有 ,又有 。
②金属元素的电负性 ,金属元素越活泼;非金属元素的电负性 ,非金属元素越活泼。
(2)判断元素的化合价正负
①电负性数值小的元素在化合物中吸引键合电子的能力 ,元素的化合价为 。
②电负性数值大的元素在化合物中吸引键合电子的能力 ,元素的化合价为 。
(3)判断化学键的类型
①如果两种成键元素原子间的电负性差值 1.7,它们之间通常形成离子键。
②如果两种成键元素原子间的电负性差值 1.7,它们之间通常形成共价键。
【参考答案】1.(1)化学键 键合电子 越大 (2)氟 锂
2.(1)增大 增强 减弱 (2)减小 增强 减弱
3.(1)小于 大于 金属性 非金属性 越小 越大 (2)弱 正值 强 负值 (3)大于 小于
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)同周期元素中,稀有气体的电负性数值最大。( )
(2)非金属性越强的元素,电负性越小。( )
(3)电负性与第一电离能相比,是与物质宏观性质表现关联性更强的参数。( )
(4)价电子数大于4的主族元素是非金属元素。( )
(5)元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。( )
(6)用电负性数据不能判断某元素是金属元素还是非金属元素。( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2.电负性差值较大的元素之间是不是一定形成离子键?
【答案】不是一定形成离子键,如AlCl3、HF均为共价化合物。
3.Be的电负性与Al的相同,都为1.5,则Be能否与强碱溶液反应?
【答案】Be与Al处于对角线位置,因为Al能与强碱溶液反应,所以Be也能与强碱溶液反应。
【合作探究】
任务1：电负性的变化规律
情境导入 2022年北京—张家口冬奥会是一场科技的盛会,奥运选手比赛服装中的科技含量很高,例如,速滑竞赛服中,在大腿的部位选择一种比普通纤维弹性强数十倍的橡胶材料,可以最大程度减少体力消耗;在右胯部的位置,则采用一种合成纤维,可有效减少摩擦力;而为了减少空气阻力,速滑竞赛服的手脚处使用了蜂窝样式的聚氨酯材料(某种聚氨酯的结构简式为),这些材料的选择都是为了最大限度提高运动员成绩。
问题生成
1.根据聚氨酯的结构简式可知其构成元素有C、H、O、N,这四种元素电负性最大的是哪个?请把C、H、O、N按电负性由大到小的顺序进行排序。
【答案】电负性最大的是O;电负性大小顺序为O>N>C>H。
2.电负性最大和最小的元素分别位于元素周期表什么位置(不考虑稀有气体元素)?
【答案】电负性最大的元素位于元素周期表的右上方(F),电负性最小的元素位于元素周期表左下方(Cs)。
3.主族元素的电负性约为2的元素在元素周期表中什么位置?
【答案】电负性约为2的元素在元素周期表中金属与非金属的分界线附近。
4.电负性有哪些递变规律?
【答案】(1)同一周期元素从左到右,元素的电负性递增;
(2)同族元素自上而下,元素的电负性递减。
【核心归纳】
电负性、第一电离能与金属性和非金属性的关系
注:①稀有气体的电离能为同周期中最大。②同一周期,第一电离能:第ⅡA>第ⅢA,第ⅤA>第ⅥA。
【典型例题】
【例1】下列各组元素中,电负性依次减小的是( )。
A.F、N、OB.Cl、C、FC.Cl、S、PD.P、N、H
【答案】C
【解析】同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:F>O>N、Cl>S>P,A项不符合题意,C项符合题意;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,则电负性:F>Cl、N>P=H,B、D两项不符合题意。
【例2】第三周期11~17号元素某种性质变化趋势如图所示,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呈增大趋势,但Mg、P反常;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。
任务2：电负性的应用
情境导入 已知六种元素H、S、N、Al、Cl、Si的电负性分别为2.1、2.5、3.0、1.5、3.0、1.8。一般认为,如果两种成键元素间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果成键元素间的电负性差值小于1.7,原子之间通常形成共价键。
问题生成
1.请判断H、S、N、Si元素非金属性强弱顺序。
【答案】非金属性:N>S>H>Si。
2.根据题干信息,判断AlCl3、AlN和Al2S3是离子化合物还是共价化合物?
【答案】AlCl3中Al和Cl的电负性差值为1.5,小于1.7,因此Al和Cl之间的化学键是共价键,AlCl3是共价化合物,同理可知AlN和Al2S3都是共价化合物。
3.判断在化合物SiH4中,Si的化合价是-4还是+4?
【答案】Si元素的电负性小于H元素的电负性,因此,在SiH4中Si的化合价是+4,H为-1。
4.有机化合物A的结构简式为,根据电负性判断A中S和N之间的共用电子对偏向S还是N?
【答案】元素的电负性越大,元素原子对键合电子的吸引力越大;电负性越小,元素原子对键合电子的吸引力越小。由于S元素的电负性小于N元素的电负性,即N元素对键合电子的吸引力大,因此S和N之间的共用电子对偏向N。
【核心归纳】
电负性的应用
电负性是不同元素的原子对键合电子的吸引力大小的量度,电负性越大,非金属性越强。电负性的大小能用来判断元素之间的成键类型,也可以用来判断元素化合价的正负。电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是共价键。一般地,当电负性差值为零时,通常形成非极性共价键;差值不为零时,形成极性共价键;而且差值越小,形成的共价键极性越弱。
【典型例题】
【例3】下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质,下列判断正确的是( )。
A.元素C、D、E的气态氢化物的稳定性:C>D>E
B.元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C.元素B、C之间不可能形成化合物
D.与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
【答案】D
【解析】根据元素的电负性和最低化合价推知,A为C元素,B为S元素,C为Cl元素,D为O元素,E为F元素。C、D、E的气态氢化物分别为HCl、H2O、HF,稳定性:HF>H2O>HCl,A项错误;元素A原子的最外层电子排布式为2s22p2,2p2能级上的两个电子分占两个原子轨道,且自旋状态相同,B项错误;S的最外层有6个电子,Cl的最外层有7个电子,它们之间可形成S2Cl2等化合物,C项错误;Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2,D项正确。
【例4】下表给出了14 种元素的电负性。下列说法错误的是( )。
A.随着原子序数递增,元素的电负性呈周期性变化
B.元素电负性越大,其非金属性越强
C.根据电负性数据可知,Mg3N2中含有离子键
D.BeCl2 因含金属元素铍,故属于离子化合物
【答案】D
【解析】随着原子序数递增,元素的电负性呈周期性变化,A项正确;元素电负性越大,其非金属性越强,B项正确;根据电负性数据可知,Mg3N2中含有离子键,C项正确;BeCl2 属于共价化合物,D项错误。
【随堂检测】
课堂基础
1.下列原子的价层电子排布中,电负性最小的是( )。
A.3s2B.3s23p3
C.3s23p4D.3s23p5
【答案】A
【解析】同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,A、B、C、D四项分别为Mg、P、S、Cl,Mg的电负性最小。
2.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列原子之间形成的化学键中共价键成分最少的是( )。
A.Li、FB.Na、F
C.Na、ClD.Mg、O
【答案】B
【解析】所给元素中Na的电负性最小,F的电负性最大,所以Na和F之间的电负性差值最大,形成的化学键中共价键的成分最少,B项符合题意。
3.下列有关电负性的说法中正确的是( )。
①元素的电负性越大表示该元素的金属性越强 ②元素的电负性越大表示该元素的非金属性越强 ③元素的电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应 ④元素的电负性很大表示该元素的单质在发生化学反应时一般易得到电子
A.①③B.①④C.②③D.②④
【答案】D
【解析】元素的电负性越大,非金属性越强,其单质在发生化学反应时一般易得电子,①错误,②④正确;元素的电负性越小,表示该元素单质的还原性越强,③错误。
对接高考
4.(2021·天津卷,12)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )。
A.X的电负性比Q的大
B.Q的简单离子半径比R的大
C.Z的气态氢化物的热稳定性比Q的强
D.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比R的强
【答案】B
【解析】由原子半径和最外层电子数的关系可知,X、Y、Z、Q、R分别为C、Na、S、Cl、K。C的电负性比Cl的小,A项错误;核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则Q的简单离子半径比R的大,B项正确;同周期元素,原子序数越大非金属性越强,气态氢化物越稳定,Z的气态氢化物的热稳定性比Q的弱,C项错误;金属性K>Na,元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,D项错误。
5.(1)(2020·全国Ⅱ卷,35节选)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。其组成元素的电负性大小顺序是 。
(2)(2021·山东卷,16节选)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 。
【答案】(1)O>Ti>Ca
(2)F>O>Cl
【解析】(1)CaTiO3中含有Ca、Ti、O三种元素,Ca、Ti是同为第四周期的金属元素,Ca在Ti的左边,根据同一周期元素的电负性从左往右依次增大,故电负性Ti>Ca,O为非金属元素,故其电负性最大。三者电负性由大到小的顺序为O>Ti>Ca。(2)电负性一定程度上相当于得电子能力,半径越小,得电子能力越强,电负性越大,半径由小到大的顺序为F、O、Cl,所以电负性大小顺序为F>O>Cl。元素
A
B
C
D
E
最低化合价
-4
-2
-1
-2
-1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8