电离能和电负性

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1 .电负性规律

电负性的周期性变化

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3 .为什么在同一周期中,从左向右随着原子序数的增大,元素第一电离 能的变化有些曲折,如第ⅡA 族元素的 I1 大于第ⅢA 族元素,第ⅤA 族元素 的 I1 大于第ⅥA 族元素,如 I1(Be)>I1(B)、I1(Mg)>I1(Al)、I1(N)>I1(O)、 I1(P)>I1(S)。 提示这与原子的外层电子构型有着密切关系。第ⅡA 族的 Be(Mg)有着比较稳定的 ns2n p0(s 能级全充满,p 能级全空)结构,第ⅤA 族的 N(P)有着比较稳定的 ns2np3(s 能级全充满,p 能级半充满)结构,因而其原子 稳定 ,第一电离能较高。

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2 .已知 K、Al、Cl 的电负性分别为 0.8、1.5、3.0,则 KCl、AlCl3 中的 化学键类型是什么? 提示 K、 Cl 的电负性之差为 2.2>1.7,故 K、 Cl 形成离子键;A l、 Cl 的电负性之差为 1.5<1.7,故 Al、Cl 形成共价键。

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1 .第一电离能与原子核外电子排布 (1)第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下, 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p 0、d 0、f0)、半满(p 3、 d 5、f7)和全满(p 6、d 10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一 电离能。故 P 的第一电离能比硫的大,Mg 的第一电离能比 Al 的大。 (2)第三周期元素的第一电离能的大小关系为 I1(Ar)>I1(Cl)>I1(P)>I1(S)>I1(Si)>I1 (Mg)>I1(Al)>I1(Na)。 2 .第一电离能的应用 (1)确定元素核外电子的排布。 如 Li:I1≪ I2<I3,表明 Li 原子核外的三个电子排布在两个能层上(K、L 能层),而且最外层上只有一个电子。

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二

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三、电负性
1 .电负性
用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,以氟的电负 性为 4。0 作为相对标准。 变 同周期 从左到右,元素的电负性逐渐变大。 化 规 同主族 从上到下,元素的电负性逐渐变小。 律 应用 判断非金属性强弱。 定义数值

2 .对角线规则 在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素的电负性接近, 性质相似,被称为“对角线规则”。 如

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电负性及其应用 问题导引

第三周期主族元素

电负性比例图

(1)在周期表中,最可能处于同一族的是 A.Q 和 R B.S 和 T C.T 和 U D.R 和 T E.R 和 U (2)它们的氯化物的化学式,最可能正确的是 A.QCl2 B.RCl C.SCl3 D.TCl E.UCl4

。

。

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������ 变式训练 2 ������ 下列叙述中正确的是(

)

A.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小 B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C.在所有元素中,氟的第一电离能最大 D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大 解析 :同周期中碱金属的第一电离能最小,稀有气体的第一电离能最大, 故 A 项正确,C 项不正确;由于镁的简化电子排布式为[Ne]3s 2(3s 能级全 满 ,3p 能级全空),而 Al 的简化电子排布式为[Ne]3s 23p 1,故铝的第一电离能 小于镁,B 项不正确;钾比镁活泼,更易失电子,钾的第一电离能小于镁,D 项 错误。 答案 :A

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1 .为什么原子的逐级电离能越来越大? 提示同一元素的逐级电离能是逐渐增大的,即 I1<I2<I3<……,这 是由于原子失去一个电子变成+1 价阳离子后,半径变小,核电荷数未变而电 子数目变少,核对电子的吸引作用增强,因而第二个电子比第一个电子难失 去 ,失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理,I3>I2、 I4>I3、……、In+1>In。 2 .读图分析碱金属元素的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢? 碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系? 提示碱金属元素从上到下第一电离能逐渐减小;碱金属元素的 第一电离能越小,金属的活泼性越强。

1 .根据电负性的规律推测:元素周期表中电负性最大的元素和电负性 最小的元素位于周期表中的哪个位置? 提示电负性最大的元素在元素周期表的右上角(即第二周期第 ⅦA 族的氟元素 ),电负性最小的元素在元素周期表的左下方(即第六周期第 ⅠA 族的铯元素,放射性元素除外)。

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第二课时

元素周期律

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二

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二、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 需的最低能量,叫作第一电离能。 2 .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 值越小,原子越容易失去一个电子。 3 .元素第一电离能符号:I1。 4 .元素第一电离能变化规律 (1)对同一周期的元素而言,碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元 素的第一电离能最大; 从左到右,元素的第一电离能在总体上呈现从小到大 的变化趋势,表示元素原子越来越难失去电子。 (2)同主族元素,自上而下第一电离能逐渐减小,表明自上而下原子越来 越易失去电子。

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2 .电负性的应用 (1)判断金属性、非金属性强弱:

(2)判断元素的化合价: ①电负性大的元素一般呈现负价。 ②电负性小的元素一般呈现正价。

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(3)判断化学键的类型: ①一般地,如果两个成键元素原子间的电负性差值大于 1.7,它们通常 形成离子键。 ②如果两个成键元素原子间的电负性差值小于 1.7,它们通常形成共价 键,且电负性差值越大,共价键的极性越强。 (4)元素“对角线”规则:在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主 族元素的有些性质是相似的(如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔), 被称为“对角线规则”。 如 Li、 Mg 的电负性分别为 1.0、 1.2;Be、 Al 的电负性分别为 1.5、 1.5;B 和 Si 的电负性分别为 2.0、1.8。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。

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第一电离能及其应用 问题导引

元素的第一电离能的周期性

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(3)S 元素最可能是 。 A.s 区元素 B.稀有气体元素 C.p 区元素 D.准金属 E.d 区元素 (4)下列元素中,化学性质和物理性质最像 Q 元素的是 。 A.硼(1s 22s 22p 1)B.铍(1s 22s 2) C.锂(1s 22s 1) D.氢(1s 1) E.氦(1s 2) 解析 :根据电离能的数据,分析可知,Q 是稀有气体元素,R、 U 是第ⅠA 族的元素,S 是第ⅡA 族的元素,T 是第ⅢA 族的元素。 然后即可回答有关问 题。 答案 :(1)E (2)B (3)A (4)E

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例题 2
根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ· mol-1),回答下面各题。
元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2 080 4 000 6 100 9 400 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 400 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900

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例题 3
有 A、 B、 C、 D、 E 五种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于 20。 其中 C、 E 是金属元素;A 和 E 属同一族,它们原子的最外层电子排布为 ns1。 B 和 D 也属同一族,它们原子最外层的 p 能级电子数是 s 能级电子数的两 倍,C 原子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半。 A、 B、 C、 D、E 五种元素的电负性分别为 2.1,3.5,1.5,2.5,0.8,请回答下列问题: (1)A 是 ,B 是 ,C 是 ,D 是 ,E 是 (用化学符号填空,下同)。 (2)由电负性判断,以上五种元素中金属性最强的是 ,非金属性 最强的是 。 (3)当 B 与 A 、C、D 分别形成化合物时,B 显 价,其他元素显 价。 (4)当 B 与 A 、C、D、E(与 E 形成 E2 B)分别形成化合物时,化合物中有 离子键的是 ,有共价键的是 。

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(2)确定元素在化合物中的化合价。 钠、镁、铝的电离能数据如下表所示。

由上表可知,钠元素的第一电离能较小,而第二电离能突跃式变大,也就 是说 I2≫ I1。这说明钠原子很容易失去 1 个电子成为+1 价阳离子,形成具 有稀有气体元素原子电子层结构的稳定状态后,原子核对外层电子的有效 吸引作用变得更强。因此,钠元素的常见价态为+1。一般情况下,钠原子不 能形成+2 价阳离子。同理,镁元素的 I3≫I2,铝元素的 I4≫I3,说明镁原子通 常形成+2 价阳离子,铝原子通常形成+3 价阳离子。

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解析 :A 、E 均为第ⅠA 族元素且 E 为金属元素,则 A 为 H,由于 B、D 为同主族且最外层的 p 能级电子数为 s 能级电子数的两倍 ,则 B、D 的价电 子排布为 ns2np 4,为第ⅥA 族元素,则 B 为 O,D 为 S,E 为 K,C 的价电子排布 式为 3s 23p 1,为 Al。五种元素中,K 的电负性最小,其金属性最强,O 的电负性 最大 ,其非金属性最强。当 O 与 H、S、Al 形成化合物时,由于 O 的电负性 大 ,所以 O 为负价,其他元素为正价。 一般情况下 ,当形成化合物时,电负性差 值小于 1.7 的为共价键,电负性差值大于 1.7 的为离子键。 答案 :(1)H O Al S K (2)K O (3)负 正 (4)Al2O3、K2O H2O、SO2、SO3