第02讲原子结构与元素的性质

第02讲原子结构与元素的性质目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备重点记忆：关键点快速记忆，提升能力小试牛刀：考点剖析+过关检测，合理应用课时1原子结构与元素周期表一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1．元素周期律1869年，门捷列夫发现，按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序列，并从最轻的元素氢开始进行编号，称为原子序数。这个序列中的元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复，这一规律被门捷列夫称作元素周期律。2．元素周期系1913年，英国物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。随后元素周期律表述为元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。3.元素周期表（1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。（2）元素周期系与元素周期表的关系：注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数二、构造原理与元素周期表1.元素周期表的结构（1）原子核外电子排布与周期的划分周期外围电子排布各周期增加的能级元素种类第ⅠA族0族最外层最多容纳电子数一1s11s221s2二2s12s22p682s、2p8三3s13s23p683s、3p8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s17s27p687s、5f、6d、7p32（2）核外电子排布与族的关系①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子构型ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。族序数ⅢBⅣB…ⅦB价电子构型(n1)d1ns2(n1)d2ns2…(n1)d5ns2族序数ⅧⅠBⅡB价电子构型(n1)d6~8ns2(n1)d10ns1(n1)d10ns2第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n1)d能级上的全部电子，最高正价数=族序数。第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n1)d电子，其最高正价一般低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现出+8价。第ⅠB族可失去ns电子和部分(n1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。2.根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数，具体数据如下：正误判断1．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因。(√)2．周期序数越大，该周期所含金属元素越多。(√)3．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号。(×)4．周期表共18个纵列，可分为7个主族8个副族(包括Ⅷ族)1个0族。(√)三、元素周期表1．元素周期表的结构2.元素周期表的分区（1）按电子排布分区①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f4个区，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外电子因先填满了(n1)d能级而后填充ns能级而得名ds区。这5个区的位置关系如图所示。②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别分区元素位置价层电子排布式元素种类及性质特点s区IA族、ⅡA族ns12原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素p区ⅢA~ⅦA族及0族ns2np16(He除外)原子的核外电子最后排布在np能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素d区ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外)以及Ⅷ族(n1)d19ns12(Pd除外)为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在(n1)d能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区IB族、ⅡB族(n1)d10ns12为过渡金属元素，核外电子先填满(n1)d能级而后再填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成f区镧系和锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似（2）按金属元素与非金属元素分区①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。②金属与非金属交界处元素的性质特点在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料)。3.对角线规则某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。正误判断1．价电子一定是最外层电子。(×)2．元素的价电子数一定等于其所在族的族序数。(×)3．同一族元素的价电子数一定相同。(×)4．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素。(×)5．原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素。(√)6．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区。(√)7．p区元素价电子都是ns2np1～6。(×)8．所有非金属元素都分布在p区。(×)9．处于s区、d区、ds区和f区的元素全部是金属元素。(×)10．0族价层电子排布式为ns2np6。(×)课时2元素周期律一、原子半径1.影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。(1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的排斥作用将使原子的半径增大。(2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，将使原子的半径减小。2．原子半径的递变规律(1)同周期：从左到右，核电荷数越大，原子半径越小。(2)同主族：从上到下，核电荷数越大，原子半径越大。注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。3.微粒半径大小比较原子半径大小的比较方法①同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)②同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)③不是同周期也不是同主族的元素原子可借助某种原子参照比较。例：r(K)>r(Na)，r(Na)>r(Al)，则r(K)>r(Al)（2）离子半径大小的比较方法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：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)②电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)③带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)正误判断1．核外能层结构相同的单核粒子，半径相同。(×)2．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多，半径越大。(√)3．各元素的原子半径总比其离子半径大。(×)4．同周期元素从左到右，原子半径、离子半径均逐渐减小。(×)二、电离能1.第一电离能（1）定义：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。（2）符号和单位：常用符号I表示，常用单位是kJ·mol1。（3）意义：衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。（4）变化规律①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。②同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。③同一周期中，第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的第一电离能要大，第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的第一电离能要大，这是因为第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。总之，第一电离能的周期性递变是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果。2.逐级电离能（1）含义：原子的+1价气态基态离子再失去1个电子所需要的最低能量叫做第二电离能，依次类推。可以表示为M(g)=M+(g)+eI1(第一电离能)M+(g)=M2+(g)+eI2(第二电离能)M2+(g)=M3+(g)+eI3(第三电离能)（2）变化规律①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1<I2<I3<…②当相邻逐级电离能突然变大时，说明失去的电子所在电子层发生了变化3.电离能的应用（1）推断元素原子的核外电子排布例如：Li的逐级电离能I1《I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，且最外层上只有一个电子（2）判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。（3）判断元素的金属性、非金属性强弱I1越大，元素的非金属性越强(稀有气体元素除外);I1越小，元素的金属性越强。正误判断1．第一电离能越大的原子失电子的能力越强。(×)2．第三周期所含元素中钠的第一电离能最小。(√)3．铝的第一电离能比镁的第一电离能大。(×)4．H的第一电离能大于C的第一电离能。(√)5．同一周期中，主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大。(×)6．同一周期典型金属元素的第一电离能总是小于典型非金属元素的第一电离能。(√)三、电负性1.键合电子:元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。2.电负性（1）定义：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小（2）意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。（3）大小的标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出各元素的电负性。（4）变化规律：一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小。金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。电负性最大的是氟，最小的是铯。（5）应用①判断元素的金属性或非金属性强弱I、金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大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，它们既有金属性，又有非金属性。注：不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准II、金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。②判断化合物的类型如H的电负性为2.1，Cl的电负性为3.0，Cl的电负性与H的电负性之差为3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl为共价化合物；如Al的电负性为1.5，Cl的电负性与Al的电负性之差为3.0－1.5＝1.5<1.7，因此AlCl3为共价化合物；同理，BeCl2也是共价化合物。③判断元素的化合价I、电负性小的元素易呈现正价II、电负性大的元素易呈现负价④解释对角线规则利用电负性可以解释对角线规则，如LiMg、BeAl、BSi，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。（6）电负性与第一电离能的关系电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性大的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性大的原子对应元素的第一电离能也大。正误判断1．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。(√)2．元素的电负性越大，则元素的非金属性越强。(√)3．同一周期电负性最大的元素为稀有气体元素。(×)一、周期表的分区与原子的价电子排布的关系分区元素位置价层电子排布式特点s区IA族、ⅡA族ns12族序数=最外层电子数=价层电子数p区ⅢA~ⅦA族及0族ns2np16(He除外)d区ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外)以及Ⅷ族(n1)d19ns12(Pd除外)价层电子数=族序数，Ⅷ族第1列元素的价电子数=族序数Ⅷ族第2列元素的价电子数为9Ⅷ族第3列元素的价电子数为10ds区IB族、ⅡB族(n1)d10ns12（n1）d轨道为全充满状态，族序数=最外层ns轨道上的电子数f区镧系和锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似总结：对于主族和0族元素而言，价层电子数=ns能级上的电子数或ns+np能级上的电子总数对于副族（镧系和锕系除外）和第VIII族而言，价层电子数=(n1)d+ns能级上的电子总数二、微粒半径的大小比较1.对微粒半径的认识误区（1）微粒半径要受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响,并不是单独地取决于某一方面的因素。（2）原子电子层数多的原子半径不一定大,如锂的原子半径为0.152nm,而氯的原子半径为0.099nm。（3）对于同一种元素,并不是原子半径一定大于离子半径。如Cl的半径大于Cl的半径。2.“三看”比较微粒半径的大小“一看”电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,粒子半径越大。“二看”核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。“三看”核外电子数:当核电荷数相同时,核外电子数越多,半径越大。3.“四同”比较粒子的半径大小三、电离能规范答题的两个类型1.电离能与原子结构答题策略：从原子核对最外层电子的吸引力来判断。答题模板：A原子比B原子的半径大，且A原子的核电荷数比B原子的小，所以A原子对最外层电子的吸引力小于B，故第一电离能A小于B。2.电离能与半充满、全充满答题策略：能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时，比较稳定，难失电子。答题模板：A原子的价层电子排布式为×××，处于半充满(全充满)，比较稳定，难失电子，×××电离能大。四、素养脉络考点剖析考点一：原子结构与元素周期表1．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期中）下列叙述不正确的是A．元素周期表是呈现元素周期律的表格B．元素周期表有七个周期，十八个族，可分为四个分区C．元素周期律是元素性质随着核电荷数递增发生周期性重复的规律D．门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来【答案】B【解析】A．元素周期表是按照按核电荷数(原子序数)从小到大的顺序将元素排列起来，体现元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的规律，元素周期表是呈现元素周期律的表格，A正确；B．按照周期表中原子核外电子排布规律，周期表分为七个周期，十六个族，可分为s、d、ds、p和f五个区，B错误；C．随着原子序数(或核电荷数)的递增，原子核外电子排布呈现周期性变化，导致元素的性质呈周期性变化，C正确；D．门捷列夫将元素按相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表，D正确；答案选B。2．周期表中共有18个纵列，从左到右分别为1～18列，按这种规定，下列说法正确的是(D)A．第1列是碱金属元素B．只有第2列的元素原子价电子排布为ns2C．第1列和第18列所含元素种数不同D．第8列没有非金属元素【答案】D【解析】第1列为ⅠA族元素，其中H元素是非金属元素，Li、Na、K、Rb、Cs、Fr是碱金属元素，A项错误；原子价电子排布为ns2的并非只有ⅡA族元素，还有He元素，B项错误；第1列为ⅠA族元素，其含有H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr这7种元素；第18列为0族元素，其含有He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og这7种元素，故这两列所含元素种数相同，C项错误；第8列处于d区，全部是金属元素，D项正确。答案选D。3．（2022·黑龙江·汤原县高级中学高二期末）已知某微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，下列判断错误的是A．该元素在周期表的位置是第三周期IVA族B．该元素最高价是+6，最低价是2C．该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子D．该微粒原子核外有5种能量不同的电子【答案】A【分析】该元素为硫元素。【解析】A．硫元素在第三周期ⅥA族，A错误；B．硫最高价为+6价，最低价2价，B正确；C．硫元素有16个电子，有16种运动状态不同的电子，C正确；D．该原子的电子占据5个不同电子能级，有5种能量不同的电子，D正确；故选A。4．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是(C)A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是s区元素B．原子的价层电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定是ds区元素C．最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素D．基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y【答案】C【解析】基态原子的N层上只有一个电子的元素，其基态原子电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，即该元素可能在ⅠA族、ⅥB族或ⅠB族，不一定位于s区，故A错误；原子的价层电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，位于d区，故B错误；原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其p能级为3个电子，一定属于主族元素，故C正确；基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，其族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、也可能为y(x＝10，y＝1或2)，该元素还可能在第Ⅷ族(10≥x＋y>7)，故D错误。故选C。5．（2022·广东广州·高二期末）已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是A．元素②和⑤位于同一区B．元素③的基态原子中，未成对电子数为5C．与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区D．s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素【答案】C【分析】根据元素在周期表的位置，5种元素分别为H、O、Mn、Zn、Ge；据此分析；【解析】A．O的价电子排布式为2s22p4，Ge的价电子排布式为4s24p2，最后一个电子均填充到p能级，两种元素均位于p区，故A说法正确；B．Mn元素价电子排布式为3d54s2，d能级有5个原子轨道，根据洪特规则，d能级上的5个电子，分别填充到5个原子轨道，因此Mn元素基态原子，未成对电子数为5，故B说法正确；C．元素④的价电子排布式为3d104s2，最外层有2个电子，最外层有2个电子：第ⅡA族元素、He，还有部分ds区的元素，第ⅡA族元素位于s区，He位于p区，故C说法错误；D．d区和ds区均为金属元素，故D说法正确；答案为C。6．（2022·山西运城·高二期中）某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，则下列说法正确的是A．该元素为Ni元素 B．该元素属于ds区元素C．该元素原子最外层共有9个电子 D．该元素位于第四周期第Ⅷ族【答案】D【解析】A．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，则该元素为27号Co元素，A错误；B．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素为27号Co元素，属于元素周期表d区元素，B错误；C．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素原子最外层为N层，该元素原子最外层共有2个电子，C错误；D．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素为27号Co元素，属于第四周期第Ⅷ族元素，D正确；故合理选项是D。7．根据题给信息回答问题：(1)某元素原子的价电子构型为4s24p1，它属于第__________周期第__________族，属于__________区元素。(2)在1～18号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是___________(用元素符号表示，下同)，第三周期原子半径最小的主族元素的价电子排布式为___________。(3)写出Cu＋的核外电子排布式：___________。按电子排布，可将周期表中的元素划分成五个区域，第四周期元素中属于s区的元素有___________种，(4)某元素原子的3p轨道有1个未成对电子，该元素为___________(用元素符号表示)。【答案】

四

ⅢA

p

Na

3s23p5

[Ar]3d10

2

Al或Cl【分析】根据核外电子排布确定原子结构的特点，确定元素在周期表中的位置；Cu的原子序数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级电子形成Cu+；结合元素周期表的分区方法分析解答；原子基态时3p轨道有1个未成对，电子排布式为3p1或3p5，据此分析解答。【解析】(1)某元素的原子的价电子构型为4s24p1，它在周期表中位于第4周期ⅢA族，属于p区元素，故答案为：四；ⅢA；p；

(2)在1～18号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是Na，所以第三周期原子半径最小的元素为Cl，其价电子排布式为3s23p5，故答案为：Na；3s23p5；(3)Cu的原子序数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+失去最外层电子，即失去了4s轨道的电子，Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；s区包括第ⅠA、ⅡA族，第四周期只有K、Ca两种元素，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；2；(4)原子基态时3p轨道有1个未成对电子的元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为Al或Cl元素的原子，故答案为：Al或Cl。考点二：微粒半径比较8．下列关于粒子半径的说法正确的是①r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)②r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)<r(F－)③r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(F－)<r(O2－)④r(Fe3＋)<r(Fe2＋)<r(Fe)A．①②④ B．①③C．③④ D．①④【答案】D【解析】Li、Na、K、Rb、Cs原子失去一个电子后，其电子层数分别为1、2、3、4、5，电子层数越多的半径越大，则半径：Li＋<Na＋<K＋<Rb＋<Cs＋，故①正确；F、Cl、Br、I原子得到一个电子后，其电子层数分别为2、3、4、5，则离子半径：F－<Cl－<Br－<I－，故②错误；Na、Mg、Al、F、O形成8电子结构时，离子所含电子层数相同。根据元素周期律，核电荷数越大的其半径越小，因此离子半径：Al3＋<Mg2＋<Na＋<F－<O2－，故③错误；Fe3＋、Fe2＋、Fe的核电荷数相同，失电子数越多，其半径越小，即半径大小：Fe3＋<Fe2＋<Fe，故④正确。根据分析可知，①④正确。故选D。9．下列微粒半径的大小顺序不正确的是A．F－＞O2－＞Na＋＞Mg2＋B．Fe＞Fe2＋＞Fe3＋C．S2－＞Cl－＞K＋＞Ca2＋D．S＞O＞F【答案】A【解析】具有相同电子层结构的粒子，核电荷数越大，粒子半径越小；O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋，A项错误；阳离子半径小于相应的原子半径，同种元素的阳离子，离子电荷越高离子半径越小，故微粒半径：Fe＞Fe2＋＞Fe3＋，B项正确；电子层数相同，核电荷数越小，半径越大，C项正确；同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，D项正确。故选A。考点三：电离能10．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是A．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大B．对于同一元素而言，原子的电离能I1<I2<I3…C．外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠【答案】A【解析】因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能有依次增大的趋势，但是ⅡA、ⅤA的原子结构比较稳定，所以第一电离能比相邻元素的大，故A错误；对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，即同一元素原子的电离能I1<I2<I3……，故B正确；外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C正确；钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，故钾的活泼性强于钠，故D正确。故选A。11．下列叙述中正确的是A．同一周期中，ⅦA族元素的原子半径最大B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越难失去电子C．室温时，0族元素的单质都是气体D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大【答案】C【解析】同周期，原子电子层数相同，从左往右，由于核电荷数逐渐增多，原子核引力增强，故半径逐渐减小，则ⅦA元素的原子半径最小，A错误；同一主族中原子半径越大，最外层离原子核越远，受到引力越弱，故越易失电子，B错误；室温时，0族元素的单质都是气体，又称稀有气体，C正确；同一周期中，碱金属元素最容易失电子，故第一电离能最小，D错误。故选C。12．下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是【答案】A【解析】，即Mg＋，再失去一个电子即为镁的第二电离能，电离最外层一个电子所需能量最大，故A符合题意；，3s轨道全满，电离最外层一个电子即镁的第一电离能，失去最外层一个电子所需能量比A选项低，故B不符合题意；，该镁原子的电子处于激发态，容易失去3p上的电子，失去一个电子所需能量低，故C不符合题意；，即Mg＋，再失去一个电子即为镁的第二电离能，最外层的电子处于激发态，失去最外层一个电子所需能量比A选项低，故D不符合题意；综上所述，答案为A。13．元素X的各级电离能数据如下：57818172745115781483118378则元素X的常见化合价是A．+1 B．+2 C．+3 D．+6【答案】C【解析】由电离能可知，I4突然大幅度增大，说明X最外层有3个电子，可失去3个电子，最高化合价为+3价，故选C。14．元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。如图是第三周期各元素第一电离能与原子序数的关系。回答下列问题：(1)I1(Mg)>I1(Al)的原因是_______。(2)同一周期由左向右元素第一电离能的变化特点是_______；第二周期元素(原子序数310)具有类似的变化规律，可见各周期元素第一电离能的这种变化特点体现了元素性质的_______变化规律。(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是_______。(4)根据上述变化特点，推测As、Se、Br三种元素第一电离能由大到小的顺序是_______。(5)已知第三周期某元素各级电离能数据如下，该元素是_______(填元素符号)。电离能I1I2I3I4…In/kJ·mol15781817274511578…【答案】(1)镁原子的各能级处于全充满状态，比较稳定(2)

呈增大趋势

周期性(3)氩原子的最外层达到8电子稳定结构(4)Br>As>Se(5)Al【解析】(1)基态镁原子价电子排布式为3s2，而基态铝原子价电子排布式为3s23p1，可见镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，没有镁稳定，导致I1(Mg)>I1(Al)，故答案为：镁原子的各能级处于全充满状态，比较稳定；(2)由图中数据可知，同周期元素由左向右元素第一电离能第一电离能增大，体现元素性质的周期性变化规律，故答案为：呈增大趋势；周期性；(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是氩原子的最外层达到8电子稳定结构，故答案为：氩原子的最外层达到8电子稳定结构；(4)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故三种元素第一电离能由大到小的顺序为：Br>As>Se，故答案为：Br>As>Se；(5)该元素为第三周期元素，而其第四电离能剧增，所以最外层电子数为3，故为Al，故答案为：Al。考点四：电负性15．下列有关电负性的说法中正确的是A．主族金属元素的电负性比过渡金属元素的电负性更小B．主族元素原子的电负性越大，其第一电离能也越大C．在元素周期表中，同一周期主族元素电负性从左到右递增D．形成化合物时，元素的电负性越大，吸引电子的能力越强，越容易显示正价【答案】C【解析】主族金属元素的电负性不一定比过渡金属元素的电负性小，如锗的电负性大于Fe，故A错误；同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增强，但第一电离能有增大的趋势，故并不是电负性越大其第一电离能也越大，故B错误；同周期元素从左到右(零族元素除外)，元素电负性逐渐增强，对键合电子的吸引力逐渐增强，故C正确；电负性越大，吸引电子的能力越强，越容易显负价，故D错误。故选C。16．下列各组元素的电负性大小顺序正确的是()A．P<N<O<F B．S<O<N<FC．Si<Na<Mg<Al D．Br<H<Zn【答案】A【解析】同一周期从左到右，元素的电负性增大，同一主族从上至下电负性呈现减小的趋势。P<N<O<F，A正确；S<N<O<F，B错误；Na<Mg<Al<Si，C错误；Zn<H<Br，D错误。故选A。考点五：元素周期律17．（2022·浙江大学附属中学高二期末）下列说法正确的是A．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量B．从左到右，同周期元素原子的电负性逐渐增大C．所有元素中氟的第一电离能最大D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素【答案】A【解析】A．原子核外电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收光子(吸收能量)，从高能级跃迁到低能级时，原子要放出光子(放出能量)，A正确；B．同周期元素从ⅠA~ⅦA族，原子的电负性逐渐增大，但稀有气体的电负性很小，B不正确；C．氟的第一电离能很大，但比稀有气体的第一电离能小，C不正确；D．价电子排布为5s25p4的元素，价电子数为6，位于第五周期第ⅥA族，D不正确；故选A。18．下列各组比较正确的是A．第一电离能：B>Al>Ga B．电负性：F>N>OC．离子半径：K+>Cl>S2 D．原子半径：P>O>N【答案】A【解析】A．同一主族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，所以第一电离能：B＞Al＞Ga，故A正确；B．同周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以电负性：F＞O＞N，故B错误；C．具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：K+<Cl<S2，故C错误；D．同周期从上到下原子半径逐渐增大，同周期从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径：P＞N＞O，故D错误；故答案选A。19．X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，则A．原子半径：X>Y B．电负性：X>YC．离子半径：X<Y D．第一电离：X<Y【答案】B【解析】X元素的阴离子和Y元素的阳离子具有相同的电子层结构，离子核外电子数目相等，则Y元素处于X元素的下一周期，X为非金属元素，最外层电子数较多，Y为金属元素，最外层电子数相对较少。Y元素处于X元素的下一周期，X为非金属元素，原子半径小于同周期与Y处于同族的元素，故原子半径Y>X，A错误；X为非金属元素，Y为金属元素，故X的电负性高于Y的电负性，B正确；核外电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，Y元素处于X元素的下一周期，Y的核电荷数更大，故X阴离子半径更大，C错误；X为非金属元素，Y为金属元素，故X的第一电离能大于Y的第一电离能，D错误。故选B。20．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是元素最高价氧化物的水化物XYZW分子式H3ZO40.1mol·L1溶液对应的pH1.0013.001.570.70A．元素电负性：Z<WB．简单离子半径：W<YC．元素第一电离能：Z<WD．简单氢化物的还原性：X>Z【答案】A【分析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，0.1mol/LX的最高价含氧酸的pH为1.00，Y对应的pH为13.00，可知X为N、Y为Na；Z的分子式为H3ZO4，结合原子序数可知Z为P；W的最高价含氧酸的pH小于1，W为S，以此来解答。【解析】由上述分析可知，X为N、Y为Na、Z为P、W为S，A．非金属性越强、电负性越大，则元素电负性：Z＜W，故A正确；B．电子层越多、离子半径越大，则简单离子半径：W＞Y，故B错误；C．P的3p电子半满为稳定结构，则元素第一电离能：Z＞W，故C错误；D．非金属性越强，简单氢化物的还原性越弱，因而相简单氢化物的还原性：X＜Z，故D错误；故选：A。过关检测1．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是A．第三周期第Ⅷ族，p区B．第三周期第ⅤB族，ds区C．第四周期第Ⅷ族，d区D．第四周期第Ⅴ族，f区【答案】C【解析】＋3价离子的核外有23个电子，则原子核外有26个电子，26号元素是铁，位于第四周期第Ⅷ族，位于d区。2．前四周期元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有A．0种 B．1种C．2种 D．3种【答案】B【解析】基态原子的4s能级中只有1个电子，则该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填充满，一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为19K元素；二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu,19K位于s区，29Cu位于ds区，位于d区只有1种Cr，所以只有1种符合。3．下列各项叙述中，正确的是A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第IA族，是s区元素C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n1)d能级【答案】C【解析】A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，为基态向激发态转化，需要吸收能量，故A错误；B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，故B错误；C．在同一电子层上运动的电子，当在同一个轨道中时，其自旋方向不同，在不同的轨道中，其自旋方向可以相同，故C正确；D．基态原子核外电子排布时，由于ns能级能量低于(n1)d能级，所以先排入ns能级再排(n1)d能级，但Cu和Cr原子排布分别处于全充满和半充满状态，整个原子能量更低，并不是先排入ns能级再排(n1)d能级，故D错误；故答案选C。4．下列所述的粒子1~20号元素，按半径由大到小的顺序排列正确的是基态原子的结构示意图为

基态的价电子排布式为基态的轨道表示式为基态的最高能级的电子对数等于其最高能层序数A．> B．C． D．【答案】C【解析】①基态X原子的结构示意图为

，即X的原子序数为9，则基态X原子为F原子；②基态Y的价电子排布式为3s23p6，则基态Y离子为Cl离子；③基态Z2离子为S2离子；④基态E+的最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数，则基态E+为K+离子；F原子核外电子层数为2层，半径最小，电子层数相同的情况下原子序数越大半径越小，所以S2＞Cl＞K+＞F，即③＞②＞④＞①，故选：C。5．（2022·山东潍坊·高二期末）已知X、Y是主族元素，表中数据为逐级电离能(单位)。下列说法错误的是元素X500460069009500Y5801800270011600A．元素Y是ⅢA族元素B．X单质还原性比Y的强C．元素X的常见化合价是价D．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应【答案】D【分析】X的第二电离能与第一电离能相差较大，则说明X原子核外最外层有1个电子，则X属于ⅠA族元素；YY的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，据此分析解答。【解析】A．Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，故A正确；B．根据上述分析可知，X第一电离能较小，失电子能力更强，即X的还原性大于Y的，故B正确；C．X、Y都是主族元素，I是电离能，X的第一电离能和第二电离能相差较大，说明X原子核外最外层只有一个电子，X为ⅠA族元素，则其常见化合价为+1，故C正确；D．如果Y是第3周期元素，最外层有3个电子，则Y为，单质和冷水不反应，故D错误；答案选D。6．下表是元素周期表前五周期的一部分，X