文档内容
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
1.2.1 原子结构与元素周期表
1． 分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化
2． 理解原子半径、第一电离能和电负性的递变规律及其原因
教学重点：原子核外电子排布与元素周期表分区的关系
教学难点：原子核外电子排布与元素周期表分区的关系
一．原子半径
1、 影响原子半径大小的因素： 、 。
2、 原子半径递变规律
同周期主族元素，从左到右，核电荷数 ，核对电子的吸引作用也就 ，使原子
的半径 。
同主族元素，电子的能层 ，电子之间的排除作用 ，将使原子的
半径 。【学生活动】
比较下列离子半径大小
(1) r(Cl－) r(Cl)，r(Fe) r(Fe2＋) r(Fe3＋)
(2) r(O2－) r(F－) r(Na＋) r(Mg2＋) r(Al3＋)
(3)r(Li＋) r(Na＋) r(K＋) r(Rb＋) r(Cs＋)，r(O2－) r(S2－) r(Se2－) r(Te2－)
(4) r(K＋) r(Na＋) r(Mg2＋)
总结离子半径大小判断的方法
二．电离能
1、第一电离能： 原子失去一个电子转化为 所需的 能量，叫第
一电离能。通常用 表示。
2、逐级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，形成＋2价气态正离子所需要的最低能量叫第二
电离能，用 表示；依次类推。
3、元素第一电离能变化规律：
(1)对同一周期的元素而言，从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从 到 的变化
趋势，越来越难失去电子。
(2)同主族元素，自上而下第一电离能逐渐 ，表明自上而下原子越来越 失去电子。
4、应用：
可以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 ，原子越容易失去一个电子
元素的金属性 。
【学生活动】
1、分析第ⅡA族和第ⅢA族，第ⅤA族和第ⅥA族第一电离能出现逆反的原因
2、碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？
3、下图是钠、镁、铝的逐级电离能，为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据与是钠、镁、
铝的化合价有什么联系？4、 电离能的应用
三．电负性
1、电负性的概念与标准
(1)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 吸引力的大小。电负性越大的原子，对键
合电子的吸引力 。
(2)标准：以 的电负性为4.0和 的电负性为1.0作为相对标准，得出各元素的电负性
（稀有气体未计）。
2、电负性的变化规律
(1)同周期（稀有气体元素除外），自左向右，元素的电负性逐渐 ，元素的非金属性逐渐
、金属性逐渐 。
(2)同主族，自上而下，元素的电负性逐渐 ，元素的金属性逐渐 、非金属性逐渐 。
3、电负性的变化规律及应用
(1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱
①金属的电负性一般 1.8，非金属的电负性一般 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 。
②金属元素的电负性 ，金属元素越活泼；非金属元素的电负性 ，非金属元素越活泼。
(2)．判断元素的化合价正负
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力 ，元素的化合价为 。②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力 ，元素的化合价为 。
(3) ．判断化学键的类型
①如果两个成键元素原子间的电负性差值 1.7，它们之间通常形成离子键；
②如果两个成键元素原子间的电负性差值 1.7，它们之间通常形成共价键。
4．“对角线”规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
原因是它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，表现出的性质
相似。
【答案】
一、原子半径
1、能层数、核电荷数
2、越大 越大 减小 越多 越大 增大
【学生活动】
(1) r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)
(2) r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
(3) r(Li＋)r(Na＋)>r(Mg2＋)
[总结]
(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。
(2)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。
(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。
(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。
二、电离能
1、气态电中性基态 气态基态正离子 最低 I
1
2、I
2
3、小 大 减小 容易
4、小 容易
【学生活动】
1、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。2、碱金属越活泼，碱金属的第一电离能越小。
3、逐级电离能增大原因：同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I ＜I ＜I ，这是由于原子失去
1 2 3
一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用
增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。
逐级电离能的突变可以判断元素的化合价。
4、电离能的应用
(1)判断元素金属性的强弱：电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。
(2)判断元素的化合价（I、I 示各级电离能）
1 2
(3)判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子
层数就有可能发生变化。
(4)反映元素原子的核外电子排布特点
同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充
满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如I(N)＞I(O)，I(Mg)＞I(Al)。
1 1 1 1
三、电负性
1、化学键 键合电子 越大 氟 锂
2、增大 增强 减弱 减小 增强 减弱
3、(1)小于 大于 金属性 非金属性 越小 越大
(2)弱 正值 强 负值
(3)大于 小于
1. 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电子数的一半，W的周期数与族序数相等。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. 简单离子的半径：
C. 电负性大小：
D. 第一电离能：
【答案】B
【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，可知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电子数的一半，则 Z为钠元素，W的周期数与族
序数相等，则W为铝元素。
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，则核电荷数越大半径越小，即半径大小为：
，故B正确；
C.同一周期从左往右电负性逐渐增强，同一主族从上到下电负性逐渐减弱，则N、O、Na、Al四种
元素电负性大小： ，故C错误；
D.第一电离能同一周期从左到右呈增大趋势，同一主族从上到下逐渐减小，但ⅤA族元素p能级处
于半满状态，较稳定，第一电离能高于同周期相邻元素，则第一电离能： ，故
D错误。
2. 今年是门捷列夫发现元素周期律151周年。下表是元素周期表
的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高
化合价之和为8。下列说法错误的是
A. 原子半径： B. 常温常压下，Y单质为固态
C. 气态氢化物热稳定性： D. X的最高价氧化物的水化物是强碱
【答案】D
【解析】
W、X、Y、Z为短周期主族元素，根据图示可知，W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，设
W的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为 ，W、X的最高价分别为x、 ，W与X
的最高化合价之和为8，则 ，解得： ，则W为N，结合各元素在周期表中相对
位置可知，X为Al，Y为Si，Z为P，即W为N，X为Al，Y为Si，Z为P，据此解答。
A.同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：
，故A正确；
B.Y是Si，常温常压下单质硅为固态，故B正确；
C.非金属性： ，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，则气态氢化物热稳定性：
，故C正确；
D.X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝，氢氧化铝为两性氢氧化物，故D错误。
故选D。3. 运用元素周期律分析，下列说法错误的是
A. Sr是第五周期第ⅡA族的元素， 的碱性比 的碱性强
B. As是第四周期第ⅤA族的元素， 的稳定性比 的稳定性弱
C. Cs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D. Cl的核电荷数比S的核电荷数大，Cl的含氧酸比S的含氧酸的酸性强
【答案】D
【解析】
A.同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物
的碱性越强，故A正确；
B.同主族元素从上往下，非金属性依次减弱，则非金属性 ，非金属性越强，对应氢化物越
稳定，则 的稳定性比 的稳定性弱，故B正确；
C.Cs与Na位于同一主族，Cs原子半径较大，金属性较强，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈，故
C正确；
D.非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性越强，如不是最高价，则酸性强弱不能比较，故 D错
误。
故选D。
4. 如图是第三周期主族元素 号 某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是
A. 若X轴为原子序数，y轴表示的可能是第一电离能
B. 若X轴为原子序数，y轴表示的可能是原子半径
C. 若X轴为最高正化合价，y轴表示的可能是电负性
D. 若X轴为族序数，y轴表示的可能是 最高价氧化物对应水化物溶液的pH
【答案】C
【解析】A.如果X轴为原子序数，则该图中从左到右原子序数依次增大，其第一电离能随着原子序数增大而
呈增大趋势，其中第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以图象不符合，故A错
误；
B.如果X轴为原子序数，同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，所以图象不符合，故B
错误；
C.如果X轴为最高正化合价，其最高正化合价随着原子序数增大而增大；同一周期元素电负性随着
原子序数增大而增大，所以图象符合，故C正确；
D.如果X轴为族序数，其最高价氧化物的水合物pH依次减小，所以图象不符合，故D错误。
5. 2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院
士张青莲教授曾主持测定了铟 等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。
铟与铷 同周期。下列说法不正确的是
A. In是第五周期第ⅢA族元素
B. 的中子数与电子数的差值为17
C. 原子半径：
D. 碱性：
【答案】D
【解析】
A.In是第五周期第ⅢA族元素，故A错误；
B. 的中子数为 ，电子数为49，中子数与电子数的差值， ，故B正
确；
C.同主族元素，随电子层数增多，原子半径增大，则原子半径： ，故C正确；
D.同周期元素，随原子序数增多，金属性减弱，最高价氧化物水化物碱性减弱，则碱性：
，故D错误。
故选D。
