2.2 课时1原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 2.2 课时1原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 281.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-07 14:00:31 | ||
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文档简介
课时1 原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化
1. 知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。
2. 认识元素的原子半径、化合价、第一电离能等元素性质的周期性变化，能解释其变化规律。
活动一：讨论核外电子排布的周期性变化与化合价、金属性与非金属性和原子半径变化的规律
1. 原子核外电子排布的周期性变化导致元素性质的周期性变化。请依据核外电子的周期性变化归纳相关性质的变化规律，填写下表。
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
原子核外价电子排布
最高正化合价
最低负化合价 — — —
化合价的变化规律
金属性和非金属性的
变化规律
原子半径的变化规律
讨论化合价、元素金属性、非金属性与核外电子排布之间的关系。
2. 阅读教材，了解元素周期表中各周期元素原子核外电子排布的变化规律。
仔细阅读周期表中的分区图。
1. 阅读上图，根据元素原子的核外电子排布的特征，元素周期表可分成哪几个区？
2. 结合上图，描述各个分区在元素周期表中的位置，各个分区包含哪些元素？
下图是1～36号元素的第一电离能数值变化曲线：
1～36号元素的第一电离能
1. 什么叫第一电离能？
2. 第一电离能大小与原子失电子能力之间有什么关系？
结合上图，请以碱金属元素、卤族元素为例，总结同主族元素第一电离能的变化规律，并从原子结构分析原因。
请以第2、3周期元素为例，总结同周期元素第一电离能的变化规律并从原子结构分析原因。
5. 元素的第一电离能大小还与其原子的核外电子排布(特别是外围电子排布)有关。仔细观察第3周期元素的第一电离能与原子序数的关系曲线。
第3周期元素的第一电离能与原子序数的关系
图中Mg、P的第一电离能相对较高，阅读教材，你能说明原因吗？
1. 阅读教材，什么是第二电离能、第三电离能？
2. 下面是钠、镁元素的第一、二、三的电离能。
元素 I1/(kJ/mol) I2/(kJ/mol) I3/(kJ/mol)
Na 496 4 562 6 912
Mg 738 1 451 7 733
(1) 钠、镁的各级电离能大小有什么规律？ 如何根据上述数据分析原子最外层电子数？
(2) 结合上表中数据解释：为什么钠元素的原子容易形成Na＋，而不是形成Na2+，镁元素的原子易形成Mg2+，而不是形成Mg3+
1. [2025淮安期中]下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是( )
A. Na>Mg B. KC. Si>P D. Br2. 已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则其在元素周期表中属于( )
A. ⅤB族 B. ⅡB族
C. Ⅷ族 D. ⅡA族
3. 根据电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于( )
A. ds区 B. p区
C. d区 D. s区
4. [2024南通阶段练习改编]元素周期表中第4周期元素Ge、As、Se常用于制造半导体材料。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：r(Se)>r(As)>r(Ge)
B. 非金属性：Se>As>Ge
C. 第一电离能：I1(Se)>I1(As)>I1(Ge)
D. 基态原子中未成对电子数：Se>As>Ge
5. 下列有关Mg的基态原子的说法正确的组合是( )
①位于元素周期表s区 ②电子占据7个原子轨道 ③有12种不同运动状态的电子 ④电子占据4种原子轨道 ⑤电子占据的能量最高原子轨道符号是3s ⑥价电子排布式为 [Ne]3s2
A. ①③④⑥ B. ①②④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
6. [2024镇江实验高级中学期中]A、B、C、D、E是五种原子序数依次增大的短周期元素。已知：A的一种同位素可以用于测定文物的年代；基态C原子含3对成对电子；D在同周期金属元素中第一电离能最大；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子。下列说法正确的是( )
A. 简单离子半径：BB. 简单氢化物的沸点：AC. E的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D. D单质既可与HCl溶液反应，也可与NaOH溶液反应
7. 下列说法正确的是( )
A. 元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B. 在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D. 原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于Ⅷ族
8. [2024无锡阶段练习]下列说法正确的是( )
电离能/(kJ/mol) I1 I2 I3 I4
932 1 821 15 390 21 771
A. 上表为短周期元素A的部分逐级电离能数据，则元素A在化合物中通常呈＋2价
B. CO2溶于水和干冰升华都只有范德华力改变
C. 苯(分子式C6H6，结构简式)分子含有3个单键和3个双键
D. 基态Fe2+的外围电子的轨道表示式：
9. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A. O2-的结构示意图：
B. 基态氧原子外围电子轨道表示式：
C. 第一电离能：Na＜Mg＜Al
D. 基态硫原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p4
10. 下表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据(单位： kJ/mol)。下列判断错误的是( )
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A. X为ⅠA族元素 B. Y的价电子排布式为ns2np1
C. Z位于元素周期表s区 D. 金属性：X>Y>Z
11. [2024盐城阶段练习]下图是元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。
请回答下列问题。
(1) 元素b位于周期表中________区，其基态原子核外有________种运动状态不同的电子。
(2) 基态c原子中有________个未成对电子。
(3) ca5理论上为离子化合物，猜测其电子式为________________。
(4) 已知高温下化合物f2d比化合物fd更稳定，试从核外电子排布的角度解释原因：_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________。
(5) b、c、d三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。
12. (1) 在第2周期中，第一电离能最小的元素符号是________。第一电离能最大的元素符号是________。
(2) 第4周期元素中，基态原子中未成对电子最多的元素原子序数是________。
(3) 第一电离能关系(填“＞”“＜”或“＝”)：N________O；Be________B。
(4) 34Se的电子排布式为________________________，它位于元素周期表的第________周期________族。
课时1 原子核外电子排布的周期性元素第一电离能的周期性变化
【活动方案】
活动一：
1.
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
原子核外价 电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
最高正 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
最低负 化合价 — — — －4 －3 －2 －1
化合价的 变化规律 最高正价依次增大，最低负价依次增大，它们绝对值代数和为8
金属性和 非金属性 的变化 规律 金属性依次减弱，非金属性依次增强
原子半径的 变化规律 半径依次减小
主族元素的最高正价等于其最外层电子数，负价＝最外层电子数－8；同周期元素的金属性随着最外层电子数增多而减弱，非金属性随着最外层电子数增多而增强。
2. 除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐增加到8的周期性变化。分析元素周期表中元素原子的外围电子排布，可以发现：第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化；第4周期从左到右，元素原子的外围电子排布从4s1经过3d1～104s1～2逐渐过渡到4s24p6；第5周期元素原子的外围电子排布也有与第4周期元素相似的变化规律。
活动二：
1. 元素周期表可分成五个区：s区、p区、d区、ds区和f区。
2. s区包含ⅠA、ⅡA两族元素，除氢元素外，其余都是较活泼的金属元素。p区包含ⅢA～ⅦA族以及0族元素，除氢元素外，所有的非金属元素都在p区。d区包含ⅢB～ⅦB、Ⅷ族，ds区包含ⅠB和ⅡB 族，d区、ds区全是金属元素。镧系和锕系元素属于f区。
活动三：
1. 某元素的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的最低能量，叫作该元素的第一电离能，用符号I1表示。
M(g)－e－―→M＋(g)
2. 第一电离能可以衡量元素的气态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。
3. 一般来说，同主族元素的原子最外层电子数相同，随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，第一电离能逐渐减小。
4. 同一周期的元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的递增，最外层电子数增加，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，第一电离能呈现增大的趋势。因此，对于同周期元素来说，碱金属的第一电离能最小，而稀有气体的第一电离能最大。
5. 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。例如，Mg的外围电子排布为3s2，s轨道处于全充满状态，P的外围电子排布为3s23p3，p轨道处于半充满状态，因此Mg、P的第一电离能相对较高。
活动四：
1. ＋1价气态离子失去1个电子，形成＋2价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第二电离能，用I2表示。＋2价气态离子再失去1个电子，形成＋3价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第三电离能，用I3表示。
2. (1) 元素的第一、二、三的电离能依次增大。 钠元素的第二电离能出现突变，说明第二个电子难以失去，即原子最外层只有一个电子，镁元素的第三电离能出现突变，说明易失去2个电子，即其最外层一般为2个电子。
(2) 钠的第一电离能较低，所以易失去一个电子形成Na＋，但钠的第二电离能较大，即失去第二个电子需要更多能量，所以不易形成Na2+；Mg的第一、二电离能较小，所以易失去2个电子形成Mg2+，但镁的第三电离能出现突变，所以难以失去第三个电子，不易形成Mg3+。
【课堂反馈】
1. D 同周期元素从左到右，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，Mg的3s能级为全满结构，能量较低，第一电离能高于Na，A错误；同主族元素自上而下，第一电离能减小，故第一电离能K>Cs，B错误；同周期元素从左到右，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p能级为半满结构，能量较低，第一电离能高于Si，C错误；同主族元素自上而下，第一电离能减小，故第一电离能Br2. D 某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，最大能层数为4，处于第4周期，价电子数为2，因此处于ⅡA族，D正确。
3. A 铜为29号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。按照构造原理，价电子排布式应为3d94s2，当3d接近半满或全满时，能量最低，最稳定，所以Cu的4s2上的一个电子将填充在3d上，故Cu在元素周期表中位于ds区，A正确。
4. B 同周期主族元素，从左到右半径依次减小，原子半径r(Se)As>Ge，B正确；As原子4p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能I1(As)>I1(Se)>I1(Ge)，C错误；Ge未成对电子数为2，As未成对电子数为3，Se未成对电子数为2，基态原子中未成对电子数As>Ge ＝Se，D错误。
5. C Mg的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2，由核外电子排布可知，镁位于元素周期表中s区，①正确；镁核外电子占据3个s轨道和3个p轨道，共6个原子轨道，②错误；核外有12个电子，运动状态各不相同，③正确；电子占据3个电子层，4种原子轨道，分别为1s、2s、2p和3s，④正确；电子占据的最高原子轨道为3s，⑤正确；镁的最外层电子为其价电子，价电子排布式为3s2，⑥错误；①③④⑤正确。故选C。
6. C 由题给信息推知，A、B、C、D、E分别为C元素、N元素、O元素、Mg元素、S元素。电子层数相同时，原子序数越大，离子半径越小，故简单离子半径S2->N3->O2->Mg2+，A错误；H2O、NH3均能形成分子间氢键，故简单氢化物的沸点H2O>NH3>H2S>CH4，B错误；H2SO4属于强酸，C正确；Mg不与NaOH溶液反应，D错误。
7. D 元素周期表中第1周期不含p轨道，A错误；在元素周期表中，s区的H元素为非金属元素，B错误；原子光谱包括吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，而在基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱，C错误；元素周期表中第8、9、10三个纵列合为Ⅷ族，即原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于Ⅷ族，D正确。
8. A 由电离能数据可知，短周期元素A易失去2个电子，则最外层电子数为2，属于ⅡA族元素，元素 A在化合物中通常呈＋2价，A正确；CO2溶于水生成碳酸，破坏共价键，而干冰升华破坏分子间作用力，B错误；苯分子中的六个碳碳键是相同的，并不是单、双键交替，C错误；基态Fe2+外围电子的轨道表示式应为，D错误。
9. D O2-的核电荷数为8，核外有10个电子，A错误；基态氧原子外围电子排布式为2s22p4，轨道表示式为，B错误；同周期元素从左到右，第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA族大于ⅢA族，ⅤA族大于ⅥA族，故第一电离能：Na＜Al＜Mg，C错误；S为16号元素，基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，D正确。
10. D 根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的价电子数应为1，为ⅠA族元素，A正确；Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的价电子数为3，为ⅢA族元素，价电子排布为ns2np1，B正确；Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的价电子数为2，为ⅡA族元素，处于元素周期表s区，C正确；三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性X>Z>Y，D错误。
11. (1) p 6 (2) 3 (3)
(4) Cu＋的最外层电子排布式为3d10，而Cu2+的最外层电子排布式为3d9，最外层电子排布达到全满时稳定，故固态Cu2O稳定性强于CuO (5) N>O>C
解析：根据图知，a、b、c、d、e、f分别是H、C、N、O、Na、Cu元素。(1) C位于周期表中p区，其基态原子核外有6个电子，核外各电子的运动状态都不相同，故有6种。(2) 基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，2p能级上电子都是未成对电子，则基态N原子中有3个未成对电子。(3) 根据NH与H－推测，离子化合物NH5为NH4H，其电子式为 。(5) 同周期元素从左到右，第一电离能随着原子序数增大总体呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素的第一电离能，C、N、O分别位于第二周期ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族，故第一电离能N＞O＞C。
12. (1) Li Ne (2) 24 (3) ＞ ＞
(4) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 4 ⅥA
1. 知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。
2. 认识元素的原子半径、化合价、第一电离能等元素性质的周期性变化，能解释其变化规律。
活动一：讨论核外电子排布的周期性变化与化合价、金属性与非金属性和原子半径变化的规律
1. 原子核外电子排布的周期性变化导致元素性质的周期性变化。请依据核外电子的周期性变化归纳相关性质的变化规律，填写下表。
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
原子核外价电子排布
最高正化合价
最低负化合价 — — —
化合价的变化规律
金属性和非金属性的
变化规律
原子半径的变化规律
讨论化合价、元素金属性、非金属性与核外电子排布之间的关系。
2. 阅读教材，了解元素周期表中各周期元素原子核外电子排布的变化规律。
仔细阅读周期表中的分区图。
1. 阅读上图，根据元素原子的核外电子排布的特征，元素周期表可分成哪几个区？
2. 结合上图，描述各个分区在元素周期表中的位置，各个分区包含哪些元素？
下图是1～36号元素的第一电离能数值变化曲线：
1～36号元素的第一电离能
1. 什么叫第一电离能？
2. 第一电离能大小与原子失电子能力之间有什么关系？
结合上图，请以碱金属元素、卤族元素为例，总结同主族元素第一电离能的变化规律，并从原子结构分析原因。
请以第2、3周期元素为例，总结同周期元素第一电离能的变化规律并从原子结构分析原因。
5. 元素的第一电离能大小还与其原子的核外电子排布(特别是外围电子排布)有关。仔细观察第3周期元素的第一电离能与原子序数的关系曲线。
第3周期元素的第一电离能与原子序数的关系
图中Mg、P的第一电离能相对较高，阅读教材，你能说明原因吗？
1. 阅读教材，什么是第二电离能、第三电离能？
2. 下面是钠、镁元素的第一、二、三的电离能。
元素 I1/(kJ/mol) I2/(kJ/mol) I3/(kJ/mol)
Na 496 4 562 6 912
Mg 738 1 451 7 733
(1) 钠、镁的各级电离能大小有什么规律？ 如何根据上述数据分析原子最外层电子数？
(2) 结合上表中数据解释：为什么钠元素的原子容易形成Na＋，而不是形成Na2+，镁元素的原子易形成Mg2+，而不是形成Mg3+
1. [2025淮安期中]下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是( )
A. Na>Mg B. K
A. ⅤB族 B. ⅡB族
C. Ⅷ族 D. ⅡA族
3. 根据电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于( )
A. ds区 B. p区
C. d区 D. s区
4. [2024南通阶段练习改编]元素周期表中第4周期元素Ge、As、Se常用于制造半导体材料。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：r(Se)>r(As)>r(Ge)
B. 非金属性：Se>As>Ge
C. 第一电离能：I1(Se)>I1(As)>I1(Ge)
D. 基态原子中未成对电子数：Se>As>Ge
5. 下列有关Mg的基态原子的说法正确的组合是( )
①位于元素周期表s区 ②电子占据7个原子轨道 ③有12种不同运动状态的电子 ④电子占据4种原子轨道 ⑤电子占据的能量最高原子轨道符号是3s ⑥价电子排布式为 [Ne]3s2
A. ①③④⑥ B. ①②④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
6. [2024镇江实验高级中学期中]A、B、C、D、E是五种原子序数依次增大的短周期元素。已知：A的一种同位素可以用于测定文物的年代；基态C原子含3对成对电子；D在同周期金属元素中第一电离能最大；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子。下列说法正确的是( )
A. 简单离子半径：B
D. D单质既可与HCl溶液反应，也可与NaOH溶液反应
7. 下列说法正确的是( )
A. 元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B. 在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D. 原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于Ⅷ族
8. [2024无锡阶段练习]下列说法正确的是( )
电离能/(kJ/mol) I1 I2 I3 I4
932 1 821 15 390 21 771
A. 上表为短周期元素A的部分逐级电离能数据，则元素A在化合物中通常呈＋2价
B. CO2溶于水和干冰升华都只有范德华力改变
C. 苯(分子式C6H6，结构简式)分子含有3个单键和3个双键
D. 基态Fe2+的外围电子的轨道表示式：
9. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A. O2-的结构示意图：
B. 基态氧原子外围电子轨道表示式：
C. 第一电离能：Na＜Mg＜Al
D. 基态硫原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p4
10. 下表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据(单位： kJ/mol)。下列判断错误的是( )
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A. X为ⅠA族元素 B. Y的价电子排布式为ns2np1
C. Z位于元素周期表s区 D. 金属性：X>Y>Z
11. [2024盐城阶段练习]下图是元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。
请回答下列问题。
(1) 元素b位于周期表中________区，其基态原子核外有________种运动状态不同的电子。
(2) 基态c原子中有________个未成对电子。
(3) ca5理论上为离子化合物，猜测其电子式为________________。
(4) 已知高温下化合物f2d比化合物fd更稳定，试从核外电子排布的角度解释原因：_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________。
(5) b、c、d三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。
12. (1) 在第2周期中，第一电离能最小的元素符号是________。第一电离能最大的元素符号是________。
(2) 第4周期元素中，基态原子中未成对电子最多的元素原子序数是________。
(3) 第一电离能关系(填“＞”“＜”或“＝”)：N________O；Be________B。
(4) 34Se的电子排布式为________________________，它位于元素周期表的第________周期________族。
课时1 原子核外电子排布的周期性元素第一电离能的周期性变化
【活动方案】
活动一：
1.
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
原子核外价 电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
最高正 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
最低负 化合价 — — — －4 －3 －2 －1
化合价的 变化规律 最高正价依次增大，最低负价依次增大，它们绝对值代数和为8
金属性和 非金属性 的变化 规律 金属性依次减弱，非金属性依次增强
原子半径的 变化规律 半径依次减小
主族元素的最高正价等于其最外层电子数，负价＝最外层电子数－8；同周期元素的金属性随着最外层电子数增多而减弱，非金属性随着最外层电子数增多而增强。
2. 除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐增加到8的周期性变化。分析元素周期表中元素原子的外围电子排布，可以发现：第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化；第4周期从左到右，元素原子的外围电子排布从4s1经过3d1～104s1～2逐渐过渡到4s24p6；第5周期元素原子的外围电子排布也有与第4周期元素相似的变化规律。
活动二：
1. 元素周期表可分成五个区：s区、p区、d区、ds区和f区。
2. s区包含ⅠA、ⅡA两族元素，除氢元素外，其余都是较活泼的金属元素。p区包含ⅢA～ⅦA族以及0族元素，除氢元素外，所有的非金属元素都在p区。d区包含ⅢB～ⅦB、Ⅷ族，ds区包含ⅠB和ⅡB 族，d区、ds区全是金属元素。镧系和锕系元素属于f区。
活动三：
1. 某元素的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的最低能量，叫作该元素的第一电离能，用符号I1表示。
M(g)－e－―→M＋(g)
2. 第一电离能可以衡量元素的气态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。
3. 一般来说，同主族元素的原子最外层电子数相同，随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，第一电离能逐渐减小。
4. 同一周期的元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的递增，最外层电子数增加，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，第一电离能呈现增大的趋势。因此，对于同周期元素来说，碱金属的第一电离能最小，而稀有气体的第一电离能最大。
5. 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。例如，Mg的外围电子排布为3s2，s轨道处于全充满状态，P的外围电子排布为3s23p3，p轨道处于半充满状态，因此Mg、P的第一电离能相对较高。
活动四：
1. ＋1价气态离子失去1个电子，形成＋2价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第二电离能，用I2表示。＋2价气态离子再失去1个电子，形成＋3价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第三电离能，用I3表示。
2. (1) 元素的第一、二、三的电离能依次增大。 钠元素的第二电离能出现突变，说明第二个电子难以失去，即原子最外层只有一个电子，镁元素的第三电离能出现突变，说明易失去2个电子，即其最外层一般为2个电子。
(2) 钠的第一电离能较低，所以易失去一个电子形成Na＋，但钠的第二电离能较大，即失去第二个电子需要更多能量，所以不易形成Na2+；Mg的第一、二电离能较小，所以易失去2个电子形成Mg2+，但镁的第三电离能出现突变，所以难以失去第三个电子，不易形成Mg3+。
【课堂反馈】
1. D 同周期元素从左到右，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，Mg的3s能级为全满结构，能量较低，第一电离能高于Na，A错误；同主族元素自上而下，第一电离能减小，故第一电离能K>Cs，B错误；同周期元素从左到右，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p能级为半满结构，能量较低，第一电离能高于Si，C错误；同主族元素自上而下，第一电离能减小，故第一电离能Br
3. A 铜为29号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。按照构造原理，价电子排布式应为3d94s2，当3d接近半满或全满时，能量最低，最稳定，所以Cu的4s2上的一个电子将填充在3d上，故Cu在元素周期表中位于ds区，A正确。
4. B 同周期主族元素，从左到右半径依次减小，原子半径r(Se)
5. C Mg的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2，由核外电子排布可知，镁位于元素周期表中s区，①正确；镁核外电子占据3个s轨道和3个p轨道，共6个原子轨道，②错误；核外有12个电子，运动状态各不相同，③正确；电子占据3个电子层，4种原子轨道，分别为1s、2s、2p和3s，④正确；电子占据的最高原子轨道为3s，⑤正确；镁的最外层电子为其价电子，价电子排布式为3s2，⑥错误；①③④⑤正确。故选C。
6. C 由题给信息推知，A、B、C、D、E分别为C元素、N元素、O元素、Mg元素、S元素。电子层数相同时，原子序数越大，离子半径越小，故简单离子半径S2->N3->O2->Mg2+，A错误；H2O、NH3均能形成分子间氢键，故简单氢化物的沸点H2O>NH3>H2S>CH4，B错误；H2SO4属于强酸，C正确；Mg不与NaOH溶液反应，D错误。
7. D 元素周期表中第1周期不含p轨道，A错误；在元素周期表中，s区的H元素为非金属元素，B错误；原子光谱包括吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，而在基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱，C错误；元素周期表中第8、9、10三个纵列合为Ⅷ族，即原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于Ⅷ族，D正确。
8. A 由电离能数据可知，短周期元素A易失去2个电子，则最外层电子数为2，属于ⅡA族元素，元素 A在化合物中通常呈＋2价，A正确；CO2溶于水生成碳酸，破坏共价键，而干冰升华破坏分子间作用力，B错误；苯分子中的六个碳碳键是相同的，并不是单、双键交替，C错误；基态Fe2+外围电子的轨道表示式应为，D错误。
9. D O2-的核电荷数为8，核外有10个电子，A错误；基态氧原子外围电子排布式为2s22p4，轨道表示式为，B错误；同周期元素从左到右，第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA族大于ⅢA族，ⅤA族大于ⅥA族，故第一电离能：Na＜Al＜Mg，C错误；S为16号元素，基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，D正确。
10. D 根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的价电子数应为1，为ⅠA族元素，A正确；Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的价电子数为3，为ⅢA族元素，价电子排布为ns2np1，B正确；Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的价电子数为2，为ⅡA族元素，处于元素周期表s区，C正确；三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性X>Z>Y，D错误。
11. (1) p 6 (2) 3 (3)
(4) Cu＋的最外层电子排布式为3d10，而Cu2+的最外层电子排布式为3d9，最外层电子排布达到全满时稳定，故固态Cu2O稳定性强于CuO (5) N>O>C
解析：根据图知，a、b、c、d、e、f分别是H、C、N、O、Na、Cu元素。(1) C位于周期表中p区，其基态原子核外有6个电子，核外各电子的运动状态都不相同，故有6种。(2) 基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，2p能级上电子都是未成对电子，则基态N原子中有3个未成对电子。(3) 根据NH与H－推测，离子化合物NH5为NH4H，其电子式为 。(5) 同周期元素从左到右，第一电离能随着原子序数增大总体呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素的第一电离能，C、N、O分别位于第二周期ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族，故第一电离能N＞O＞C。
12. (1) Li Ne (2) 24 (3) ＞ ＞
(4) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 4 ⅥA