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化学选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质授课ppt课件
展开这是一份化学选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质授课ppt课件,共60页。PPT课件主要包含了知识点一,知识点一原子半径,知识点二,知识点二电离能,气态电中性基态,一个电子,最低能量,知识点三,知识点三电负性,化学键等内容,欢迎下载使用。
[素养发展目标] 1.能从原子结构的角度理解原子半径、元素第一电离能、电负性之间的递变规律,能利用递变规律比较原子(离子)半径、元素第一电离能、电负性的相对大小。2.通过原子半径、元素第一电离能、电负性递变规律的学习,建立“结构决定性质”的认知模型,并能利用该模型解释元素性质的规律性和特殊性。
1.影响原子半径大小的因素(1)电子的能层数:电子的能层越多,电子之间的_____作用将使原子的半径增大。(2)核电荷数:核电荷数越大,核对电子的_____作用也就越大,将使原子的半径减小。
2.主族元素原子半径的周期性变化(1)同周期元素:从左到右,随核电荷数增大,原子半径逐渐_____。(2)同主族元素:从上到下,随核电荷数增大,原子半径逐渐_____。
1.你能比较出下列原子的半径大小吗?(1)C、N、O、F (2)Si、C、N (3)Li、Na、K、Rb提示:(1)r(C)>r(N)>r(O)>r(F)(2)r(Si)>r(C)>r(N)(3)r(Rb)>r(K)>r(Na)>r(Li)
2.你能比较出下列离子的半径大小吗?(1)F-、Cl-、Br-、I- (2)Na+、Mg2+、Al3+提示:(1)r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)(2)r(Al3+)<r(Mg2+)<r(Na+)3.若短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的能层结构。那么这四种元素的原子序数从大到小的顺序是什么?这四种离子的半径从大到小的顺序是什么?提示:a>b>d>c。r(C3-)>r(D-)>r(B+)>r(A2+)。
微粒半径的比较方法(1)同种元素的粒子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。例如:r(Cl-)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。(2)能层结构相同的离子:核电荷数越大,半径越小。例如:r(O2-)>r(F-)。(3)带相同电荷的离子:能层越多,半径越大。例如:r(Li+)
1.下列微粒半径依次增大的是( )A.同一主族元素随着原子序数递增的原子B.同一周期的主族元素随着原子序数递增的原子C.Na+、Mg2+、Al3+、F-D.P、S、S2-、Cl-
解析:A.同一主族元素,随着原子序数的递增,原子的能层数依次增加,原子半径依次增大,A正确;B.同一周期的主族元素,随着原子序数的递增,原子半径依次减小,B错误;C.各微粒的能层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故微粒半径:F->Na+>Mg2+>Al3+,C错误;D.微粒半径:P>S,S2->Cl-,D错误。
2.下列原子半径最大的是( )A.1s22s22p3B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p5D.1s22s22p63s23p2解析:由核外电子排布式可知,A、B、C、D四种元素分别是N、P、F、Si,结合原子半径的递变规律可知,Si原子半径最大。
3.下列离子化合物中,阴离子半径与阳离子半径之比小于1的是( )A.Na2OB.KF C.KClD.MgCl2解析:阴离子半径与阳离子半径之比小于1,说明阴离子半径小于阳离子半径。A.氧离子半径大于钠离子半径,故A不符合题意;B.氟离子半径小于钾离子半径,故B符合题意;C.氯离子半径大于钾离子半径,故C不符合题意;D.氯离子半径大于镁离子半径,故D不符合题意。
1.电离能的概念(1)第一电离能:__________________原子失去__________转化为气态基态正离子所需要的__________,通常用I1表示。(2)逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能(I2),第三电离能、第四电离能……依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加困难,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1
(1)同周期:一般来说,越靠右的元素,越不易失去电子,第一电离能也就越___。(2)同族:从上到下,同族元素的第一电离能逐渐_____。(3)电子排布的影响:每个周期的第一种元素的第一电离能最小;最后一种元素即稀有气体元素的第一电离能最大,原因是稀有气体元素的原子具有相对稳定的最外层8电子(He为2电子)结构。某些元素具有全充满和半充满的电子结构,稳定性也较高,如Be(2s2)、N(2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相邻元素的第一电离能大。
3.电离能的应用可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。一般来说,第一电离能数值越___,原子越容易失去一个电子,元素金属性越___。
1.第二周期中,第一电离能介于B和N之间的有几个元素?分别是哪几个?提示:Be、C、O共三个。
2.下表是第三周期部分元素的电离能[单位:eV(电子伏特)]数据,思考并回答下列问题:
(1)四种元素中哪种元素的金属性最强?(2)甲、乙的价层电子排布式是什么?它们在化合物中的常见化合价是多少?(3)丁一定为非金属元素吗?试说明理由。
提示:(1)甲的I1最小,最易失去电子,故甲的金属性最强。(2)由表推知甲易失去1个电子,而乙易失去2个电子,故甲为Na元素,乙为Mg元素,价层电子排布式分别为3s1、3s2,在化合物中的常见化合价分别为+1、+2。(3)一定。第三周期有三种金属元素,四种元素中丁的I1最大,其一定是非金属元素。
电离能的重要应用(1)根据电离能数据,确定元素原子核外电子的排布。如Li:I1≪I2
2.(2022·保亭高二期末)下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )A.钾的第一电离能小于钠,故钾的金属性强于钠B.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能从左到右逐渐增大C.价层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大D.对于同一种元素而言,原子的电离能:I1
1.相关概念(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键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力_____。2.衡量标准电负性的概念是由美国化学家鲍林提出的,他利用实验数据进行了理论计算,以___的电负性为4.0和___的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。
3.递变规律(一般情况)(1)同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐_____。(2)同族元素从上到下,元素的电负性逐渐_____。4.应用电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的依据。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__________。
1.电负性越大的元素,非金属性越强吗?第一电离能越大吗?提示:一般来说,元素的电负性越大,非金属性越强;但第一电离能不一定越大,如电负性:N<O,而第一电离能:N>O。2.“电负性大于1.8的元素一定为非金属元素。”这种说法对吗?提示:不对。电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素,如Pb、Bi等金属元素的电负性为1.9。3.根据化合物SiC、CCl4判断,Si、C、Cl的电负性由大到小的顺序是什么?提示:Cl>C>Si。
电负性的重要应用1.判断金属性或非金属性强弱一般来说,金属元素的电负性越小,金属性越强;非金属元素的电负性越大,非金属性越强。2.判断元素的化合价(1)电负性数值小的元素在化合物中吸引键合电子的能力弱,元素的化合价为正值。(2)电负性数值大的元素在化合物中吸引键合电子的能力强,元素的化合价为负值。
1.下列对电负性的理解不正确的是( )A.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准B.元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小C.一般来说,元素的电负性越小,则元素的金属性越强D.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构无关解析:电负性表示的是原子吸引键合电子的能力,与原子结构有关,D项错误。
2.(2022·青岛高二期末)下列价层电子排布对应的基态原子中,电负性最大的是( )A.2s22p1B.2s22p3C.2s22p4D.3s23p4解析:可以先根据价层电子排布推出具体的原子,再比较电负性。选项中A~D对应的原子分别为B、N、O、S;其中电负性最大的是O。
3.(2022·朝阳第一高级中学高二月考)下列化合物中,两种元素的电负性相差最大的是( )A.HIB.NaIC.CsFD.KCl解析:一般来说,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增大,同主族元素从上往下电负性逐渐减小,故电负性:H>Na>K>Cs,F>Cl>I,故两种元素的电负性相差最大的是CsF,故选C。
1.下列关于Al、Na原子结构的分析正确的是( )A.原子半径:Al>Na B.第一电离能:Al>NaC.电负性:Na>Al D.基态原子未成对电子数:Na>Al
解析:同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Na>Al,故A错误;同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Al>Na,故B正确;同周期主族元素从左向右电负性逐渐增大,则电负性:Al>Na,故C错误;Na属于第ⅠA族元素,有1个未成对电子,Al属于第ⅢA族元素,有1个未成对电子,则基态原子未成对电子数:Al=Na,故D错误。
2.下列微粒半径大小比较正确的是( )A.Na+
3.下列说法不正确的是( )A.第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而第ⅦA 族元素的电负性从上到下逐渐增大B.电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度C.元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强D.NaH的存在能支持将氢元素放在第ⅦA族的观点
解析:第ⅠA族和第ⅦA族元素的电负性从上到下都逐渐减小,A项错误;电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度,B项正确;元素的电负性越大,原子对键合电子的吸引力越大,C项正确;NaH中H为-1价,与卤素相似,能支持将氢元素放在第ⅦA族的观点,D项正确。
4.某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是( )A.X元素在化合物中可能显+4价B.X为金属元素C.X为第五周期元素D.X单质与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2+解析:由题图知,该元素的I4≫I3,故该元素最外层有3个电子,易形成+3价阳离子,为金属元素,A、D项错误,B项正确;无法确定该元素是否位于第五周期,C项错误。
5.碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。(1)第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________(填元素符号)。解析:基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,含有2个未成对电子,第二周期基态原子中含有2个未成对电子的价层电子排布式为2s22p2和2s22p4,分别为C和O,而O元素的电负性大于C。
(2)从电负性角度分析,碳、氧和硅元素的非金属性由强到弱的顺序为___________。解析:一般情况下,根据同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小可知,电负性由大到小的顺序为O>C>Si,元素的电负性越大,非金属性越强,则非金属性由强到弱的顺序为O>C>Si。
(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为__________。解析:由于元素电负性越大,吸引键合电子能力越强,根据共用电子对偏向情况可得电负性由大到小的顺序为C>H>Si。
(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是______________________,Ge的最高价氯化物的分子式是________。该元素可能的性质或应用是_______(填字母)。A.是一种活泼的金属元素B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料D.锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳
1s22s22p63s23p63d104s24p2
解析:锗是32号元素,核外有32个电子,基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的价层电子数为4,所以其最高价为+4价,Ge的最高价氯化物的分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,故A错误;硫的电负性大于硅,硅的电负性大于锗,所以锗的电负性小于硫,故B错误;锗单质是一种半导体材料,故C正确;锗的电负性小于碳,第一电离能也小于碳,故D错误。
(5)溴与氯能以________键结合形成BrCl,其中________显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为___________________________。解析:Br与Cl的电负性差别不大,所以BrCl中化学键为共价键,由于电负性Br
[基础检测]1.(2022·潍坊高二期末)以下有关元素性质的说法错误的是( )A.电负性:Na<P<OB.第一电离能:S>P>SiC.最高正化合价:Mn>Cr>VD.离子半径:Cl->K+>Na+
解析:A.一般来说,元素的非金属性越强,电负性越大,元素的非金属性:Na<P<O,则电负性:Na<P<O,A正确;B.同周期元素的第一电离能随原子序数的增大呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的原子核外电子处于原子轨道全满、半满的稳定状态,第一电离能比同周期相邻元素大,所以第一电离能:P>S>Si,B错误;C.Mn元素最高正化合价为+7价,Cr元素最高正化合价为+6价,V元素最高正化合价为+5价,所以元素的最高正化合价:Mn>Cr>V,C正确;D.当离子所带电荷相同时,能层越多,离子半径越大,当离子核外能层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,Cl-、K+核外有3个能层且能层结构相同,核电荷数:K+>Cl-,Na+核外有2个能层,所以离子半径:Cl->K+>Na+,D正确。
2.下列离子半径的大小顺序正确的是( )①Na+ ②X2-:1s22s22p63s23p6③Y2-:1s22s22p6 ④Z-:1s22s22p63s23p6A.③>④>②>①B.④>③>②>①C.④>③>①>②D.②>④>③>①解析:由核外电子排布式可知,②③④三种离子分别是S2- 、O2-、Cl-,能层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;能层越多,离子半径越大,则离子半径大小顺序为②>④>③>①。
3.如图表示前18号元素的原子序数和气态电中性基态原子失去核外第一个电子所需能量的关系,其中A、B、C各点表示的元素是( )A.N、S、PB.F、Cl、OC.He、Ne、ArD.Si、C、B解析:稀有气体元素原子为稳定结构,失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的,故A、B、C分别代表He、Ne、Ar。
4.下列说法正确的是( )A.第三周期所含的元素中,钠的第一电离能最小B.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:同周期中第一种元素(氢和碱金属元素)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体元素)的第一电离能最大,A正确,C不正确;由于Mg的价层电子排布为3s2(全充满),而Al的价层电子排布为3s23p1,故Al的第一电离能小于Mg的第一电离能,B不正确;钾比镁更易失电子,故钾的第一电离能小于镁的第一电离能,D不正确。
5.下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列三个条件的是( )①原子半径依次减小 ②第一电离能依次增大③电负性依次增大A.Ge、As、SeB.C、O、NC.Li、Na、KD.I、Cl、F
解析:同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,电负性逐渐增大,第一电离能呈增大趋势,As原子的4p能级处于半充满状态,故As的第一电离能大于Se的第一电离能,A项错误;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,电负性逐渐增大,故原子半径:N>O,电负性:O>N,B项错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,第一电离能逐渐减小,电负性逐渐减小,故Li、Na、K的原子半径依次增大,第一电离能依次减小,电负性依次减小,C项错误。
6.(2022·郑州高二检测)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2、I3、I4表示,单位为kJ·ml-1)。下列关于元素R的判断正确的是( )A.R元素的最高正化合价为+3价B.R元素位于元素周期表中第ⅡA族C.R元素的原子最外层共有4个电子D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p1
解析:从表中数据可以看出,R元素的I3≫I2,则R元素的最高正化合价为+2价,最外层电子数为2,应为第ⅡA族元素,A、C错误,B正确;R元素可能是Mg或Be,故其基态原子的电子排布式不可能为1s22s22p1,D错误。
7.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )A.第一电离能:Y可能大于XB.气态氢化物的稳定性:HmY小于HnXC.最高价含氧酸的酸性:X强于YD.X和Y形成化合物时,X显正价,Y显负价解析:据电负性X>Y推知,原子序数X>Y,由于X、Y同周期,第一电离能:Y可能大于X,A正确;电负性越大,气态氢化物越稳定,HmY的稳定性小于HnX,B正确;X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y的,C正确;电负性大的元素原子吸引键合电子的能力强,在化合物中显负价,电负性小的元素原子吸引键合电子的能力弱,在化合物中显正价,D错误。
8.如图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中氧含量为60%。下列说法正确的是( )A.D、B、E三种元素的第一电离能依次增大B.电负性:C>EC.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径依次增大D.简单气态氢化物的稳定性:D<B<E
解析:B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,则B元素最高正化合价为+6价,其最高价氧化物的化学式可表示为BO3,又最高价氧化物中氧含量为60%,令B元素的相对原子质量为b,则 ×100%=60%,解得b=32,故B为S元素,由各元素在周期表中的相对位置可知,A为O元素、C为Se元素、D为P元素、E为Cl元素。A.同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但P原子的3p轨道为半充满的稳定状态,则第一电离能:E>D>B,故A错误;
B.一般来说,同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:E>C,故B错误;C.D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小,故C错误;D.非金属性:D<B<E,故简单气态氢化物的稳定性:D<B<E,故D正确。
9.下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表一种化学元素。 (1)上表第三周期中第一电离能(I1)最大的是______(填字母代号,下同),c和f的I1大小关系是________大于________。解析:题给周期表中所列13种元素a~m分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar,其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar位于第三周期,原子最稳定的是Ar,故其I1最大;Mg、Al的核外电子排布式分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1,Mg中3s轨道为全充满状态,故其I1比Al的I1大。
(2)上述元素中,原子中未成对电子数最多的是_________(填字母代号),写出该元素基态原子的核外电子排布式:________________。解析:P元素原子最外层电子排布为3s23p3,有3个未成对电子,未成对电子数最多。
1s22s22p63s23p3
(3)根据下表所提供的电离能数据(单位:kJ·ml-1),回答下列问题。
①表中X可能为以上13种元素中的________(填字母代号)。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式:________________;②Y是周期表中第________族的元素;③以上13种元素中,________(填字母代号)的原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析:①由表中数据可以看出,锂和X的I1均比I2、I3小很多,说明X与Li同主族,且X的I1比Li的I1更小,说明X的金属性比锂更强,则X为Na(即a);②由Y的电离能数据可以看出,它的I3≪I4,故Y属于第ⅢA族元素;③稀有气体元素m的原子最外层已达到8电子稳定结构,失去核外第一个电子所需能量最多。
10.(2022·玉田第一中学高二期末)根据信息回答下列问题:(1)如图是部分元素原子的第一电离能随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断Na~Ar元素中,Al的第一电离能的大小范围为________<Al<________;(填元素符号)②图中Ge元素原子中未成对电子有________个。解析:①由题图可知,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA 族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素,则铝元素的第一电离能的大小范围为Na<Al<Mg;②Ge元素的原子序数为32,位于元素周期表第四周期第ⅣA族,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,4s能级上的2个电子为成对电子,4p能级上的2个电子为未成对电子。
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出部分元素的电负性:
已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。①根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是______________________________________________;②通过分析电负性的变化规律,确定Al元素电负性的最小范围是________;③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:A.Li3N B.PCl3 C.MgCl2 D.SiC属于离子化合物的是________;属于共价化合物的是________。
随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化
解析:①由表格数据可知,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,即随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化;②同周期元素中,电负性:Mg<Al<Si,同主族元素中,电负性:Ga<Al<B,则Al元素电负性的最小范围为1.2~1.8;③A.Li3N中氮元素和锂元素的电负性差值为2.0,大于1.7,则Li3N为离子化合物;B.PCl3中氯元素和磷元素的电负性差值为0.9,小于1.7,则PCl3为共价化合物;C.MgCl2中氯元素和镁元素的电负性差值为1.8,大于1.7,则MgCl2为离子化合物;D.SiC中碳元素和硅元素的电负性差值为0.7,小于1.7,则SiC为共价化合物。
[素养提升]11.电负性是一种重要的元素性质,某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示:下列说法不正确的是( )A.LiAlH4中H是-1价,该物质具有还原性B.非金属性:O>ClC.Si的电负性范围为1.5~2.1D.P与Cl形成的化合物中,P显负价,Cl显正价
解析:A.Li、Al、H三种元素中,H的电负性最大,所以LiAlH4中H是-1价,该物质具有还原性,故A正确;B.O的电负性大于Cl,一般来说,元素的电负性越大,其非金属性越强,所以非金属性:O>Cl,故B正确;C.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:Al
解析:根据原子核外电子排布式可知,①是N元素,②是F元素,③是P元素,④是S元素。A.同周期元素,自左而右,第一电离能呈增大趋势,当元素处于第ⅤA族时,最外层电子的原子轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能大于相邻元素;同主族元素,自上而下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:②>①>③>④,A正确;B.一般来说,族序数相差不大时,原子核外能层越多,原子半径越大;同周期主族元素自左而右,原子半径逐渐减小,故原子半径:③>④>①>②,B错误;C.一般来说,同周期主族元素,自左而右电负性逐渐增大,同主族元素,自上而下,电负性逐渐减小,故电负性:②>①>④>③,C错误;D.一般情况下,主族元素最高正化合价等于原子核外最外层电子数,但F由于原子半径小,得电子能力强,没有正化合价,N、P最高正化合价为+5价,S最高正化合价为+6价,D错误。
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X与Y形成的某一化合物易生成二聚体,且X、Y两基态原子的核外电子的空间运动状态相同,Z的基态原子的最高能级的电子数是Y的基态原子的最低能级的电子数的一半,W的周期序数与族序数相等。下列说法正确的是 ( )A.X、Y、Z、W四种元素中,X的非金属性最强B.简单离子半径:X>Y>Z>WC.电负性:X>Y>Z>WD.第一电离能:Y>X>W>Z
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X与Y形成的某一化合物易生成二聚体,且X、Y两基态原子的核外电子的空间运动状态相同,则X为N元素,Y为O元素;Z的基态原子的最高能级的电子数是Y的基态原子的最低能级的电子数的一半,则Z为Na元素;W的周期序数与族序数相等,则W为Al元素。A.X、Y、Z、W四种元素分别为N、O、Na、Al,O的非金属性最强,故A错误;B.N、O、Na、Al四种元素简单离子核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:N3->O2->Na+>Al3+,故B正确;
C.一般来说,同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同一主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性:O>N>Al>Na,故C错误;D.同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,但ⅡA族元素s能级处于全充满状态,ⅤA族元素p能级处于半充满状态,较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:N>O>Al>Na,故D错误。
14.(2022·湘潭高二月考)现有位于前四周期的 A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素原子的价层电子排布为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外电子占据三个能层,最外层电子数是核外电子总数的 ;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;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;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)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)。解析:由A元素原子的价层电子排布为nsnnpn+1可知,n=2,则A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;由原子序数依次增大可知,B为O元素;由D元素原子核外电子占据三个能层,最外层电子数是核外电子总数的 可知,核外电子总数为12,则D为Mg元素;由E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态可知,原子序数为26,则E为Fe元素;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为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素。同周期主族元素,从左到右元素的电负性逐渐增大,则三种元素电负性由小到大的顺序为N<O<F。
(2)C元素基态原子的轨道表示式为____________;E3+的离子符号为________。解析:C为F元素,原子序数为9,基态原子的轨道表示式为 ;E为Fe元素,则E3+的离子符号为Fe3+。(3)F元素位于元素周期表的________区,其基态原子的电子排布式为________________________________。解析:F为Cu元素,位于周期表ds区,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(4)D元素的第一电离能________(填“<”“>”或“=”)Al元素的第一电离能,其原因是______________________________________________________________________________________________________。解析:同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但ⅡA>ⅢA,则Mg元素的第一电离能大于Al元素的第一电离能,其原因是Mg的价层电子排布式为3s2,处于全充满的稳定状态,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去。
Mg的价层电子排布式为3s2,处于全充满的稳定状态,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去
(5)G元素可能的性质为________。A.其含镓化合物可作为半导体材料B.其电负性大于磷 C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒解析:A.G为As元素,GaAs可作为半导体材料,故A正确;B.同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,则As的电负性比P小,故B错误;C.同一周期的主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,As原子半径小于Ge,故C错误;D.同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但ⅤA>ⅥA,故As的第一电离能大于Se,故D错误。
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