元素性质的递变规律

元素性质的递变规律

学习目标：

1、掌握主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化。

2、理解元素的外围电子排布与元素周期表分区的关系。

3、理解元素的电离能的含义，掌握元素的第一电离能的周期性变化规律。

学习内容：

一、原子核外电子排布的周期性

1、原子核外电子排布的周期性变化

由于元素核外电子排布顺序可归纳为ns(n－2)f(n－1)dnp，所以导致每周期元素种类分别是2、8、8、18、18、32，最外层电子数不超过8个。

(1)每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现ns1到ns2np6的周期性变

化。

(2)周期性变化不是简单的重复变化。

2、元素的原子结构与元素在周期表中位置间的关系

(1) 原子结构与周期

①周期数＝电子层数

②同周期ⅡA与ⅢA族元素原子序数差值可能是1，11，25。

(2) 原子结构与族

①族序数与价电子数

主族元素：主族序数＝最外层电子数＝价电子数＝外围电子数＝最高正价数

过渡元素：族序数＝外围电子数＝最高正价数（除ⅤⅢ、ⅠB、ⅡB族）

②同主族上下相邻元素原子序数差值2、8、18、32。

*要求能推算主族元素的原子序数。

③掌握主族元素、O族元素、第四周期过渡元素的原子核外电子排布、原子结构示意图。

3、原子结构与区

s区元素：价电子构型ns1→2包含ⅠA、ⅡA族元素。

p区元素：价电子构型ns2np1→6 包含ⅢA～ⅦA、O族共6族。

d区元素：价电子构型(n-1)d1→9ns1→2 包含ⅢB～ⅦB、第Ⅷ族共6族。

ds 区元素：外围电子构型(n-1)d 10ns 1

→2

包含ⅠB 、ⅡB 。

f 区元素：外围电子构型(n-2)f 1→

4ns 2 包含镧系元素、锕系元素。

二、元素性质的周期性变化

1、复习原子半径、元素主要化合价、元素金属性、元素非金属性的周期性变化规律。 原子半径依次减小（稀有气体例外）

同周期 左 主族元素最高正价+1→+7，最低负价－4→－1 右 元素金属性依次减弱，非金属性依次增强

同主族 上

下

2、元素第一电离能的周期性变化 (1) 概念

(2) I 1的意义：衡量元素的原子失去一个电子的难易程度（I 1越小的原子越易失去1个

电子），衡量元素金属性的一种尺度。

(3) I 1的变化规律

① 同主族元素：从上到下，I 1依次减小 ② 同周期元素：从左到右，I 1依次增大 反常现象：I 1 (Be)＞I 1 (B) I 1 (N)＞I 1 (O) I 1 (Mg)＞I 1 (Al)

I 1 (P)＞I 1 (S)

*当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半满和全满结构时，原子

的能量较低，该元素的I 1越大。

(4) 同种元素的I 1、I 2、I 3的比较 Na I 1＜I 2＜I 3 I 2与I 3较相近 Mg I 1＜I 2＜I 3

I 1与I 2较相近

为什么钠易形成Na +，而不易形成Na 2+，镁易形成Mg 2+而不易形成Mg 3+？因为I 1 (Na)较小而I 2 (Na)突跃的升高，表明钠易失去一个电子，失去1个电子后钠离子达到8电子稳定结构，不易再失去第二个电子而形成Na 2+；而镁的第一、二电离能均

元素非金属性依次减弱

元素金属性依次增强

原子半径依次增大

较低，第三电离能突跃地升高，说明镁易失去2个电子，第三个电子难失去，镁

失2个电子后达到8电子稳定结构，再失去第三个电子很困难，不易形成Mg3+。例题分析：

例1具有下列电子层结构的原子和离子，其对应的元素一定属于同一周期的是（）

A、两原子N层上都有1个s电子，一个原子无d原子，另一个原子有d电子

B、两原子其核外全部都是s电子

C、最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子

D、原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子

分析：A：N层上有1个电子，说明N层为最外层，元素位于第4周期，无d电子的原子在ⅠA、ⅡA族，其余族的原子均有d电子；B：原子可以是1s1、1s2、1s22s1、

1s22s2四种；C：最外层电子排布为2s22p6的原子在稀有气体族，为Ne元素，第

3周期的Na+、Mg2+、Al3+均为2s22p6的最外层电子排布；D：可以是第3周期

的Ar元素或第4周期的K、Ca元素。

答案：A

例2在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是(各项n值相等)（）

A、ns2np3

B、ns2np5

C、ns2np4

D、ns2np6

分析：当n值相等时，A、B、C、D所表示的四种元素位于同一周期，在同一周期中，随原子序数的递增，元素的I1呈增大的趋势，但是其中的ⅡA和ⅤA族元素分别

由于ns2轨道全满和np3轨道半满状态导致元素的第一电离能出现与相邻元素相

比较大的反常现象。

答案：C

同步练习

一、选择题

1、某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的离子序数为（）

A、29

B、30

C、31

D、32

2、下列电子排布式属于基态原子电子排布的是（）

A、1s22s12p2

B、1s22s23s2

C、1s22s22p63s23p2

D、1s22s22p63s23p64s24p5

3、某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素原

子的最外层电子排布是（）

A、2s22p3

B、2s22p5

C、3s23p3

D、3s23p3

4、锶的电子排布式是：[Kr]5s2，下列关于锶的叙述中不正确的是（）

A、锶通常在化合物中显＋2

B、锶可以与水反应，生成氢气