高考化学备考指南
第36讲 元素周期表与元素周期律(续篇)
元素周期律的基本概念:元素的性质随着原子序数的增加而表现出周期性的变化规律。
元素周期律的本质:元素性质的周期性变化,源于元素原子核外电子排布的周期性变化。
1、原子结构的周期性演变
同周期元素:从左至右,电子层数保持不变,核电荷数逐渐增加,原子半径呈现递减趋势。
同主族元素:从上至下,电子层数逐步增多,最外层电子数相同,核电荷数持续增加,原子半径表现出增长趋势。
2、元素性质的周期性演变
①化合价的周期性规律
同周期元素:从左至右,主族元素的最高正价从+1价递增至+7价(氧、氟元素除外),其数值与最外层电子数及主族序数一致;最低负价等于最外层电子数减去8(氢元素为-1价)。
同主族元素:最高正价与最外层电子数、主族序数相等。
②金属性与非金属性的变化规律
同周期元素:从左至右,电子层数相同,核电荷数增加,原子半径减小,原子核对核外电子的吸引力增强,导致失电子能力减弱而得电子能力增强,表现为金属性减弱、非金属性增强。
同主族元素:从上至下,最外层电子数相同,电子层数增加,核电荷数增大,原子半径扩大,原子的失电子能力增强而得电子能力减弱,表现为金属性增强、非金属性减弱。
金属性与非金属性强弱的比较方法:
③电离能的周期性变化
第一电离能定义:气态电中性基态原子失去一个电子形成气态基态正离子所需的最低能量,通常用I1表示,计量单位为kJ/mol。
同周期元素:从左至右,第一电离能总体呈现上升趋势。其中ⅡA族元素大于ⅢA族元素、ⅤA族元素大于ⅥA族元素的第一电离能。
同主族元素:从上至下,第一电离能逐渐降低。
同一原子:电离能呈现逐级递增趋势,即I1<I2<I3……
不同能层:不同能层电子的电离能差异显著。例如,镁元素的第二电离能与第三电离能差距明显。
④电负性的周期性规律
电负性定义:衡量元素原子对键合电子吸引力的指标。电负性数值越大,表示原子对键合电子的吸引力越强。
参考标准:氟元素的电负性设定为4.0,锂元素的电负性为1.0。
同周期元素:从左至右,电负性呈现递增趋势。
同主族元素:从上至下,电负性呈现递减趋势。
利用电负性比较金属性与非金属性的方法:通常电负性大于1.8的元素为非金属,且数值越大非金属性越强;电负性小于1.8的元素为金属,且数值越小金属性越强。
利用电负性判断化学键类型的方法:形成化学键的元素电负性差值大于1.7时,通常形成离子键;差值小于1.7时,通常形成共价键。
⑤对角线规则的应用
部分主族元素与右下方主族元素的某些性质表现出相似性。
1、(2022·江苏省考)工业生产中通过电解熔融氧化铝(Al2O3)和冰晶石(Na3AlF6)混合物制备金属铝。下列陈述正确的是( )
答案:A。
2、(1)[2022·山东省考]基态镍(Ni)原子的价层电子排布式为________,在元素周期表中的位置为________。
(2)[2016·全国统一考试]依据元素周期律,镓(Ga)原子的半径________砷(As)原子的半径,镓原子的第一电离能________砷原子的第一电离能(请填写”大于”或”小于”)。
(3)[2022·全国统一考试]①基态氟(F)原子的价层电子排布图(轨道表示式)为______________。
②图a、b、c分别表示碳(C)、氮(N)、氧(O)和氟(F)的逐级电离能变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化曲线是________(请填写标号),判断依据是________;
第三电离能的变化曲线是________(请填写标号)。
答案:
②图a 同周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于氮元素的2p能级处于半充满状态,因此氮元素的第一电离能较碳、氧两种元素高 图b
3、(2020·江苏省考)关于钠(Na)、镁(Mg)、氯(Cl)、溴(Br)元素及其化合物的下列说法正确的是( )
A.氢氧化钠(NaOH)的碱性强于氢氧化镁(Mg(OH)2)
B.氯气(Cl2)获得电子的能力弱于溴气(Br2)
C.原子半径:(Br)>(Cl)>(Mg)>(Na)
D.原子的最外层电子数:(Na)<(Mg)<(Cl)<(Br)
答案:A。
4、(2021·山东省考)X、Y为第三周期元素,Y元素的最高正价与最低负价的代数和为6,二者形成的一种化合物具有下列性质。下列陈述错误的是( )
A.原子半径:X>Y
B.简单氢化物的还原性:X>Y
C.同周期元素形成的单质中Y的氧化性最强
D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种
答案:D。
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