第二课时 元素电负性的周期性变化
题组一 元素电负性的周期性变化
1.下列说法不正确的是( )
A.ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而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电子的能力越强
D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点
2.下列说法正确的是( )
①元素电负性越大表示该元素的金属性越强
②元素电负性越大表示该元素的非金属性越强
③元素电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应
④元素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.①③ B.①④
C.②③ D.②④
3.下列是几种基态原子的电子排布式,电负性最大的是( )
A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3
C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2
4.不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
题组二 元素周期律的应用
5.下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A.电负性:N<O<F B.酸性:H2SiO3<H2SO3<HClO4
C.稳定性:HI<HBr<HCl D.碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<NaOH
6.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;
③1s22s22p3;④1s22s22p4。则下列有关比较中正确的是( )
A.电负性:④>③>②>① B.原子半径:④>③>②>①
C.第一电离能:④>③>②>① D.最高正化合价:④>③>②>①
7.(2024·苏州高二检测)Na、Mg、Al均为第3周期元素。下列说法正确的是( )
A.离子半径:r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)
B.第一电离能:I1(Na)>I1(Mg)>I1(Al)
C.还原性:Na>Mg>Al
D.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
8.(2024·苏州高二检测)X、Y、Z、W均为短周期元素,原子序数依次递增。Y元素最外层电子数是电子层数的3倍,Z元素在元素周期表中的周期数等于族序数,Z的简单阳离子与YX-含有相同的电子数,W元素的最外层电子数是最内层电子数的2倍。下列说法不正确的是( )
A.X和Y可以组成X2Y型化合物 B.第一电离能大小:Z>Y
C.简单离子半径:Y>Z D.Z、W的最高价氧化物均具有很高的熔点
9.A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为,B是同周期中第一电离能最小的元素,C的原子最外层有三个未成对电子,E的原子外围电子排布式为3d64s2。
回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:A ,B ,C ,D 。
(2)用化学式表示,上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 ,碱性最强的是 。
(3)用元素符号表示,D所在周期第一电离能最大的元素是 ,电负性最大的元素是 。
(4)E元素原子的核电荷数是 ,E元素在周期表的第 周期 族,已知元素周期表可按外围电子排布分为s区、p区等,则E元素在 区。
10.(2024·扬州高二检测)2023年诺贝尔化学奖颁给合成量子点的三位科学家。量子点是一种重要的低维半导体材料,常由硅(Si)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)等元素组成。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Si)>r(S)>r(Se) B.电负性:χ(Se)>χ(S)>χ(Si)
C.第一电离能:I1(P)>I1(S)>I1(Si) D.氢化物的稳定性:H2Se>H2S>PH3
11.X和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,由此可知下列叙述正确的是( )
A.X的原子半径大于Y的原子半径 B.X的电负性大于Y的电负性
C.X的阴离子半径小于Y的阳离子半径 D.X的第一电离能小于Y的第一电离能
12.在元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线”规则,如Li—Mg、Be—Al、B—Si性质相似。下列说法不正确的是( )
A.氢氧化铍是两性氢氧化物 B.B、Si的电负性数值相近
C.Li在N2中燃烧生成Li3N D.Li、Mg的原子半径相近,且核外电子排布相似
13.(2024·镇江高二检测)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子,具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)。W、X、Z分别位于不同周期,Y核外s轨道和p轨道的电子数相等,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.简单气态氢化物的热稳定性:X>Y B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)
C.电负性:χ(Y)>χ(W)>χ(X) D.W、Y、Z三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键
14.A~G是元素周期表中1~36号的元素,它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下:
A的基态原子只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B的基态原子有3种不同类型的原子轨道,各类型原子轨道中电子数相等;C与B同周期,其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素;D的基态原子2p轨道上的未成对电子数与B原子相同;C3-与E2+具有相同的稳定的电子层结构;F元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大;G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。
(1)A的元素符号为 ,基态G原子的电子排布式为 ,与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有 (填元素符号)。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 (填元素符号,下同),三种元素的电负性大小顺序为 。
(3)E与C元素形成的化合物的化学式为 ,B和C形成的化合物B3C4中B显 价。
15.已知X、Y、Z、W、Q、R六种元素中,原子序数依次增大,其结构或性质信息如表。
元素 结构或性质信息
X 基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn+1
Y 基态原子的L层上有2个未成对的p电子
Z 基态原子的M层上s、p电子个数相等
W 位于第4周期ⅥB族
Q 元素的正三价离子的3d轨道半充满
R 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
请根据信息回答有关问题:
(1)元素X原子核外共有 种不同运动状态的电子。
(2)元素X、Y的第一电离能较大的是 (填元素符号)。
(3)元素X、Y、Z的电负性最小的是 (填元素符号)。
(4)元素Q在周期表中的位置为 ,元素R基态原子的外围电子排布式为 。
题组一 元素电负性的周期性变化
1.下列说法不正确的是( )
A.ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而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电子的能力越强
D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点
解析:A ⅦA族元素从上到下电负性逐渐减小,A错误;电负性的大小可以作为衡量元素金属性和非金属性强弱的尺度,元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强,则非金属性越强,金属性越弱,B、C正确;NaH中的H元素为-1价,则H可以放在ⅦA族中,D正确。
2.下列说法正确的是( )
①元素电负性越大表示该元素的金属性越强
②元素电负性越大表示该元素的非金属性越强
③元素电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应
④元素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.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析:D 元素电负性越大,原子吸引电子的能力越强,则元素非金属性越强,金属性越弱,①错误,②正确;元素电负性很小表示该元素的单质易发生氧化反应,③错误;元素电负性很大表示该元素的原子吸引电子的能力强,其单质在发生化学反应时一般易得到电子,④正确。
3.下列是几种基态原子的电子排布式,电负性最大的是( )
A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3
C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2
解析:A A项,为O元素;B项,为P元素;C项,为Si元素;D项,为Ca元素。据同一周期从左到右电负性逐渐增大,同一主族自上而下电负性逐渐减小可知,电负性:O>S>P>Si>Mg>Ca,故氧元素电负性最大。
4.不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
解析:C A项,与H2化合时X单质比Y单质容易,则X的非金属性强于Y,说明X的电负性比Y的大;B项,X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强,则X的非金属性强于Y,说明X的电负性比Y的大;C项,X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多不能说明X的电负性比Y的大,如Si的电负性比H的小;D项,X单质可以把Y从其氢化物中置换出来,则X的非金属性强于Y,说明X的电负性比Y的大。
题组二 元素周期律的应用
5.下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A.电负性:N<O<F B.酸性:H2SiO3<H2SO3<HClO4
C.稳定性:HI<HBr<HCl D.碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<NaOH
解析:B 同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,则电负性:N<O<F,A不符合题意;非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,亚硫酸不是最高价含氧酸,则酸性:H2SiO3<H2SO3<HClO4,不能用元素周期律解释,B符合题意;非金属性:I<Br<Cl,则稳定性:HI<HBr<HCl,C不符合题意;金属性:Al<Mg<Na,则碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<NaOH,D不符合题意。
6.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p4。则下列有关比较中正确的是( )
A.电负性:④>③>②>① B.原子半径:④>③>②>①
C.第一电离能:④>③>②>① D.最高正化合价:④>③>②>①
解析:A 由四种元素基态原子的电子排布式可知,①为 Si;②为P;③为N;④为O。同周期主族元素电负性:Si<P,N<O,同主族元素电负性:N>P,元素的电负性:Si<P<N<O,即④>③>②>①,A正确;同周期原子半径:Si>P,N>O,B错误;同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但N、P基态原子np轨道为半充满状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能:Si<P,N>O,C错误;O元素没有最高正化合价,D错误。
7.(2024·苏州高二检测)Na、Mg、Al均为第3周期元素。下列说法正确的是( )
A.离子半径:r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)
B.第一电离能:I1(Na)>I1(Mg)>I1(Al)
C.还原性:Na>Mg>Al
D.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
解析:C 三种离子核外电子排布相同,半径随核电荷数增大而减小,A错误;第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na),B错误;同周期元素,核电荷数越大金属性越弱,对应单质还原性越弱,C正确;金属性:Na>Mg>Al,碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,D错误。
8.(2024·苏州高二检测)X、Y、Z、W均为短周期元素,原子序数依次递增。Y元素最外层电子数是电子层数的3倍,Z元素在元素周期表中的周期数等于族序数,Z的简单阳离子与YX-含有相同的电子数,W元素的最外层电子数是最内层电子数的2倍。下列说法不正确的是( )
A.X和Y可以组成X2Y型化合物
B.第一电离能大小:Z>Y
C.简单离子半径:Y>Z
D.Z、W的最高价氧化物均具有很高的熔点
解析:B X、Y、Z、W均为短周期元素,原子序数依次递增。Y元素最外层电子数是电子层数的3倍,则Y为O元素;Z元素在元素周期表中的周期数等于族序数,结合原子序数关系,则Z为Al元素;Z的简单阳离子是Al3+,含有10个电子,Z的简单阳离子与YX-含有相同的电子数,YX-含有10个电子,Y为O元素,含有8个电子,则X为H元素;W元素的最外层电子数是最内层电子数的2倍,且W原子序数大于Al,则W为Si元素;综上所述,X为H元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为Si元素。X和Y可以组成X2Y型化合物即为H2O,A正确;第一电离能:O>Al,则第一电离能大小:Y>Z,B错误;O2-、Al3+均有2个电子层,O的核电荷数小于Al,则离子半径:O2->Al3+,C正确;Z、W的最高价氧化物分别为Al2O3、SiO2,均具有很高的熔点,D正确。
9.A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为,B是同周期中第一电离能最小的元素,C的原子最外层有三个未成对电子,E的原子外围电子排布式为3d64s2。
回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:A Si,B Na,C P,D N。
(2)用化学式表示,上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HNO3,碱性最强的是NaOH。
(3)用元素符号表示,D所在周期第一电离能最大的元素是Ne,电负性最大的元素是F。
(4)E元素原子的核电荷数是26,E元素在周期表的第4周期Ⅷ族,已知元素周期表可按外围电子排布分为s区、p区等,则E元素在d区。
解析:根据A的原子结构示意图可知,x=2,A核电荷数为14,为Si元素;A、B、C同周期,即在第3周期,由于B是同周期中第一电离能最小的元素,所以B为Na元素;C的原子最外层有三个未成对电子,则C为P元素;D为短周期元素,且与C同主族,所以D为N元素;E的原子外围电子排布式为3d64s2,所以E的原子序数为26,为Fe元素。(1)A、B、C、D的元素符号分别为Si、Na、P、N。(2)五种元素中N元素的非金属性最强,所以HNO3的酸性最强;Na元素的金属性最强,所以NaOH的碱性最强。(3)D为N元素,位于第2周期,在第2周期中第一电离能最大的元素是Ne,电负性最大的元素是F。(4)E为Fe元素,位于元素周期表第4周期Ⅷ族,属于d区。
10.(2024·扬州高二检测)2023年诺贝尔化学奖颁给合成量子点的三位科学家。量子点是一种重要的低维半导体材料,常由硅(Si)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)等元素组成。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Si)>r(S)>r(Se) B.电负性:χ(Se)>χ(S)>χ(Si)
C.第一电离能:I1(P)>I1(S)>I1(Si) D.氢化物的稳定性:H2Se>H2S>PH3
解析:C Si、P、S位于同一周期,原子半径:Si>P>S,Se、S同主族,Se有4个电子层,原子半径由大到小的顺序为r(Se)>r(Si)>r(S),A错误;电负性:S>Se,B错误;第一电离能:I1(P)>I1(S)>I1(Si),C正确;H2S的稳定性强于H2Se,D错误。
11.X和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,由此可知下列叙述正确的是( )
A.X的原子半径大于Y的原子半径 B.X的电负性大于Y的电负性
C.X的阴离子半径小于Y的阳离子半径 D.X的第一电离能小于Y的第一电离能
解析:B X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,则Y位于X的下一周期,Y比X多一个电子层,故原子半径:Y>X,电负性:X>Y,A项错误,B项正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径,C项错误;X易得电子形成阴离子,而Y易失电子形成阳离子,故第一电离能:X>Y,D项错误。
12.在元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线”规则,如Li—Mg、Be—Al、B—Si性质相似。下列说法不正确的是( )
A.氢氧化铍是两性氢氧化物 B.B、Si的电负性数值相近
C.Li在N2中燃烧生成Li3N D.Li、Mg的原子半径相近,且核外电子排布相似
解析:D Be、Al的性质相似,Al(OH)3是两性氢氧化物,则Be(OH)2是两性氢氧化物,A项正确;B、Si的性质相似,则二者的电负性数值相近,B项正确;Li、Mg的性质相似,Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,据此推测Li在N2中燃烧生成Li3N,C项正确;Li、Mg的性质相似,原子半径相近,但Li、Mg的核外电子排布式分别为1s22s1、1s22s22p63s2,其核外电子排布不相似,D项错误。
13.(2024·镇江高二检测)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子,具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)。W、X、Z分别位于不同周期,Y核外s轨道和p轨道的电子数相等,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.简单气态氢化物的热稳定性:X>Y
B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)
C.电负性:χ(Y)>χ(W)>χ(X)
D.W、Y、Z三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键
解析:D W、X、Z分别位于不同短周期,分别为第1周期、第2周期、第3周期,W为H,Z为第3周期金属性最强的元素,Z为Na,Y核外s轨道和p轨道的电子数相等,电子排布式为1s22s22p4,Y为O元素,X能形成4个化学键,为C元素。X为C,Y为O,电负性:O>C,所以简单气态氢化物的热稳定性:O>C,A错误;X为C,Y为O,Z为Na,第一电离能:I1(O)>I1(C)>I1(Na),B错误;X为C,Y为O,W为H,电负性:χ(O)>χ(C)>χ(H),C错误;H、O、Na能形成NaOH,NaOH中含有离子键和共价键,D正确。
14.A~G是元素周期表中1~36号的元素,它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下:
A的基态原子只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B的基态原子有3种不同类型的原子轨道,各类型原子轨道中电子数相等;C与B同周期,其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素;D的基态原子2p轨道上的未成对电子数与B原子相同;C3-与E2+具有相同的稳定的电子层结构;F元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大;G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。
(1)A的元素符号为H,基态G原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有K、Cu(填元素符号)。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能从大到小的顺序是N>O>C(填元素符号,下同),三种元素的电负性大小顺序为O>N>C。
(3)E与C元素形成的化合物的化学式为Mg3N2,B和C形成的化合物B3C4中B显+4价。
解析:由题干信息分析知,A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Mg元素,F为Cl元素,G为Cr元素。(1)基态铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,其最外层只有1个电子,同周期中原子最外层只有一个电子的元素还有K、Cu。(2)同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道处于半充满状态,其第一电离能比O大,而同周期从左到右元素的电负性依次增大。(3)Mg元素与N元素形成的化合物中,Mg显正价,N显负价,化学式为Mg3N2。C的电负性小于N的电负性,C与N形成的化合物C3N4中,C显+4价。
15.已知X、Y、Z、W、Q、R六种元素中,原子序数依次增大,其结构或性质信息如表。
元素 结构或性质信息
X 基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn+1
Y 基态原子的L层上有2个未成对的p电子
Z 基态原子的M层上s、p电子个数相等
W 位于第4周期ⅥB族
Q 元素的正三价离子的3d轨道半充满
R 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
请根据信息回答有关问题:
(1)元素X原子核外共有7 种不同运动状态的电子。
(2)元素X、Y的第一电离能较大的是N (填元素符号)。
(3)元素X、Y、Z的电负性最小的是Si (填元素符号)。
(4)元素Q在周期表中的位置为第4周期Ⅷ族,元素R基态原子的外围电子排布式为 3d104s1。
解析:由表格的信息可知,满足基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1的只有N元素,所以X为N元素;满足基态原子L层有2个未成对p电子的可能为C或O,其中O的原子序数比N大,所以Y为O元素;满足基态原子的M层上s与p电子个数相等的,只有Si元素,所以Z为Si;由周期表中的位置可知,W元素为Cr元素;满足元素的正三价离子的3d轨道半充满的只有Fe,所以Q为Fe元素;满足基态原子M层全充满,N层只有一个电子的只能是Cu,所以R为Cu元素。(1)X为N元素,核外电子数为7,即原子核外有7种不同运动状态的电子。(2)N位于ⅤA族,核外电子排布为半充满的较稳定结构;O位于ⅥA族,则第一电离能比较大的是N元素。(3)元素周期表中,同一周期从左到右电负性依次增大,同一主族从上到下依次减小,则N、O、Si中电负性最小的为硅元素。(4)Q为Fe元素,Fe元素在第4周期Ⅷ族;R为Cu元素,原子序数为29,基态原子的外围电子排布式为3d104s1。
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