2019版高中化学 第1章 原子结构 第3节 原子结构与元素性质 第2课时学案 鲁科版选修3.doc

1第第 2 2 课时课时 元素的电负性及其变化规律元素的电负性及其变化规律学习目标定位 1.知道电负性的概念及其变化规律。2.学会用电负性判断元素金属性、非金属性以及两成键元素间形成的化学键类型。一、电负性及其变化规律1电负性(1)概念：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。(2)确定依据：常以最活泼的非金属元素氟的电负性 4.0 为标度，计算其他元素的电负性。电负性是一个相对值，没有单位。(3)意义：用来表示两个不同原子形成化学键时吸引电子能力的相对强弱，元素的电负性越大，其原子在化合物中吸引电子的能力越强；电负性越小，相应原子在化合物中吸引电子的能力越弱。2电负性的变化规律观察分析教材图 137 元素的电负性示意图，回答下列问题：(1)金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。(2)同一周期，从左到右，元素的电负性递增。(3)同一主族，自上而下，元素的电负性递减。(4)同一副族，自上而下，元素的电负性大体上呈递减趋势。(5)电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素集中在元素周期表的左下角。3电负性的应用(1)如何根据电负性的大小判断一种元素是金属元素还是非金属元素？答案 通常，电负性小于 2.0 的元素，大部分是金属元素；电负性大于 2.0 的元素，大部分是非金属元素。而位于非金属与金属元素边界的元素的电负性在 2.0 左右，它们既能表现金属的性质，又能表现非金属的性质。(2)元素的金属性、非金属性的强弱与电负性的大小有怎样的关系？2答案 金属元素的电负性越小，价电子越易失去，金属性越强，该元素越活泼。钫的电负性为 0.7，是金属性最强的金属元素。非金属元素的电负性越大，价电子越难失去，非金属性越强，该元素越活泼。氟的电负性为 4.0，是非金属性最强的非金属元素。(3)在化合物中，元素电负性的相对大小与其化合价的正、负关系如何？答案 在化合物中，电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。(4)如何根据成键元素的电负性判断其形成的化学键类型？答案 根据成键元素电负性差值的大小可以判断化学键的类型。电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键；电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是共价键；电负性相同的元素原子之间形成的化学键一定是共价键。(5)在元素周期表中，某些位于相邻周期、相邻主族且处于左上右下位置的两种元素，它们的单质及其化合物的性质相似，如 LiMg、BeAl，请解释其原因。答案 Li、Mg 的电负性分别为 1.0、1.2，Be、Al 的电负性均为 1.5，由于电负性接近，说明它们吸引电子的能力相当，表现的性质相似。(1)判断元素的类型通常，电负性小于 2.0 的元素大部分是金属元素，电负性大于 2.0 的元素大部分是非金属元素。(2)判断元素的性质非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼；金属元素的电负性越小，金属元素越活泼。(3)判断元素化合价的正负电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。(4)判断化学键的类型一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于 1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差值小于 1.7，它们之间通常形成共价键。例 1 下列有关电负性的说法中正确的是( )A主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大B在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越小C金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性3D在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价答案 D解析 主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能变化有特例，如电负性：O>N，但第一电离能：OO。(2)金属元素的电负性不一定小于非金属元素的电负性。如部分过渡元素的电负性大于某些非金属元素的电负性。例 2 下表是某些短周期元素的电负性(X)值：元素符号LiBeBCOFX值0.981.572.042.553.444.00元素符号NaAlSiPSClX值0.931.611.902.192.583.16(1)根据表中数据归纳元素的电负性与原子吸引电子的能力的关系是_。(2)通过分析X值变化规律，确定 N、Mg 最接近的X值范围：_1.7 时，它们之间通常形成离子键；XN>O BO>Cl>FCAs>P>N DCl>S>As答案 D解析 根据电负性变化规律，找出元素在周期表中的位置，就能够很直观的判断。A 项电负性：F>O>N；B 项应为 F>O>Cl；C 项应为 N>P>As；D 项正确。3美国“海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，下列关于 Al、Na原子结构的分析中正确的是( )A原子半径：Al>NaB第一电离能：Al>NaC电负性：Na>AlD基态原子未成对电子数：Na>Al答案 B解析 根据元素性质变化规律知，原子半径：Na>Al，第一电离能：Al>Na，电负性：NaNa>Li BF>O>SCAs>P>N DC>N>O答案 B解析 A、C 两项中元素电负性的排序与“同主族自上而下，元素的电负性逐渐减小”的规律不符，错误；B 项中元素电负性的排序与“同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增大”的规律相符，正确；D 项的排序与此不符，错误。3对 A、B 两种主族元素(除A 族)来说，下列叙述中正确的是( )AA 的电负性大于 B，则 A 的第一电离能一定大于 BBA 的电负性大于 B，则 A 的失电子能力大于 BCA 的电负性大于 B，则 A 的得电子能力大于 BDA 的电负性大于 B，则 A 的原子半径一定小于 B答案 C解析 电负性是指元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度，C 项正确，B 项错误；元素的电负性大对应原子的第一电离能不一定大，如：Mg 的第一电离能大于 Al 的第一电离能，而 Mg 的电负性小于 Al 的电负性，A 项错误；元素的电负性大，原子半径不一定就小，D 项错误。4下列是几种原子的基态电子排布，电负性最大的原子是( )A1s22s22p4 B1s22s22p63s23p3C1s22s22p63s23p2 D1s22s22p63s23p64s2答案 A解析 A、B、C、D 项依次为 O、P、Si、Ca，O 的非金属性最强，电负性最大。5下列图示中横坐标是表示元素的电负性数值，纵坐标表示同一主族的五种元素的序数的是( )10答案 B解析 同主族自上而下原子半径增大，原子对键合电子的吸引力减小，元素的电负性减弱，即同主族随原子序数的增大，电负性降低，选项中符合该变化规律的为 B 中所示图像。6不能说明 X 的电负性比 Y 的电负性大的是( )A与 H2化合时 X 单质比 Y 单质容易BX 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CX 原子的最外层电子数比 Y 原子最外层电子数多DX 单质可以把 Y 从其氢化物中置换出来答案 C解析 X 的电负性比 Y 大，表明 X 的非金属性比 Y 的非金属性强。A、B、D 均能说明 X 的非金属性比 Y 强，原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力。题组 2 电负性的应用7下列各元素，最易形成离子化合物的是( )第 3 周期第一电离能最小的元素 价电子构型为 2s22p6的元素 2p 能级半满的元素 电负性最大的元素A B C D答案 D解析 第 3 周期第一电离能最小的元素是钠，易失去电子；价电子构型为 2s22p6的元素是氖，化学性质不活泼；2p 能级半满的元素是氮，是非金属元素；电负性最大的元素是氟，非金属性最强，故最易形成离子化合物的是钠和氟。8在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成的化学键中共价键成分最少的是( )11ALi，F BNa，FCNa，Cl DMg，O答案 B解析 本题可以用电负性解释。所给元素中 Na 的电负性最小，故钠的金属性也最强，F 的电负性最大，故 F 的非金属性也最强，所以 Na 和 F 形成的化学键中共价键的成分最少。9已知 X、Y 元素同周期，且电负性 XY，下列说法错误的是( )AX 与 Y 形成的化合物，X 显负价，Y 显正价B最高价含氧酸的酸性：X 对应的酸性强于 Y 对应的酸性C气态氢化物的稳定性：HmY 小于 HnX D第一电离能 Y 一定小于 X 答案 D解析 X、Y 元素同周期，且电负性 XY，则非金属性 XY。电负性大的元素在化合物中显负价，所以 X 和 Y 形成化合物时，X 显负价，Y 显正价，A 正确；非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性 XY，则 X 对应的酸的酸性强于 Y 对应的酸的酸性，B 正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY 小于 HnX，C 正确；一般非金属性强的第一电离能大，但 O 的非金属性比 N 大，第一电离能却 NO，D 错误。题组 3 “位构性”的综合考查10某价电子排布式为 2s22p5的元素，下列有关它的描述正确的是( )A原子序数为 7 B电负性最大C原子半径最小 D第一电离能最大答案 B解析 价电子排布式为 2s22p5的元素是第 2 周期A 族的氟，其原子序数为 9；非金属性最强，所以电负性最大；在同一周期内原子半径最小，在整个元素周期表中氢原子的半径最小；第一电离能比 0 族元素的小。11钡的核外电子排布式为Xe6s2，下列关于钡的说法不正确的是( )A其电负性比 Cs 大B位于第 6 周期A 族C能与冷水反应放出氢气D第一电离能比 Cs 小答案 D12解析 Cs、Ba 位于同周期，一般来说，同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，故 Cs 的第一电离能比 Ba 小，D 项不正确。12下表中是 A、B、C、D、E 五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( )元素ABCDE最低化合价42121电负性2.52.53.03.54.0A.C、D、E 的氢化物的稳定性：C>D>EB元素 A 的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子C元素 B、C 之间不可能形成化合物D与元素 B 同周期且第一电离能最小的元素的单质能与 H2O 发生置换反应答案 D解析 根据电负性和最低化合价，推知 A 为 C 元素，B 为 S 元素、C 为 Cl 元素、D 为 O 元素、E 为 F 元素。A 项，C、D、E 的氢化物分别为 HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B 项，元素 A 的原子最外层电子排布式为 2s22p2,2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C 项，S 的最外层有 6 个电子，Cl 的最外层有 7 个电子，它们之间可形成 S2Cl2等化合物；D 项，Na 能与 H2O 发生置换反应生成 NaOH 和 H2。综合强化13请完成下列问题：(1)在元素周期表中，电负性最大的元素是_，电负性最小的元素是_(不考虑放射性元素)。(2)第 2 周期基态原子未成对电子数与 Ni 相同且电负性最小的元素是_(填元素符号，下同)。(3)第 3 周期元素的基态原子与基态铜原子未成对电子数相同且电负性最大的元素是_。(4) B 和 N 相比，电负性较大的是_，BN 中 B 元素的化合价为_价。答案 (1) F Cs (2)C (3)Cl (4) N 3解析 (1)电负性的递变规律：同周期主族元素从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的是铯。(2)基态 Ni 原子的价电子排13布式为 3d84s2，原子中含有 2 个未成对电子，第 2 周期中基态元素原子中含有 2 个未成对电子的价电子排布式为 2s22p2和 2s22p4，分别为 C 和 O，O 元素的电负性大于 C。 (3)基态 Cu原子的价电子排布式为 3d104s1，未成对电子数是 1，第 3 周期中含有一个未成对电子的元素有 Na、Al、Cl 三种元素，电负性最大的是氯元素。(4)B 和 N 都属于第 2 周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以 B 和 N 相比，电负性较大的是 N，B 最外层有 3 个电子，所以化合价是3 价。14下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J 是 6 种元素的代号。其中 J为 0 族元素。XYZRWJ请回答下列问题：(1)R 原子的轨道表示式为_。(2)在化合物 YZ2中 Y 的化合价为_价，Y2与 Na的半径大小为_(用离子符号表示)。(3)在 X、Y、Z 三种元素中，电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示)，X 与Y 的第一电离能：X_(填“”或“”)Y，其理由是_。答案 (1)(2)2 O2Na (3)FON N 原子 2p 轨道上有 3 个电子，是 2p 轨道半充满稳定结构，O 原子 2p 轨道上有 4 个电子，不是稳定结构解析 根据表格和 J 为 0 族元素可知：X 为 N，Y 为 O，Z 为 F，R 为 S，W 为 Br，J 为 Xe。15AG 是周期表中 136 号的元素，它们的原子序数依次递增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 原子的基态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 个不同的能级，各能级中电子数相等；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；D14的基态原子 2p 能级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 三种元素第一电离能从大到小的顺序是_，三种元素的电负性大小顺序为_(填元素符号)。(3)已知元素的电负性 C>F，则 C 元素与 F 元素形成的化合物 CF3中 C 的化合价为_价，CF3与水发生水解反应的化学方程式为_。(4)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。答案 (1)H 1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1) K、Cu(2)NOC ONC(3)3 NCl34H2O=NH3·H2O3HClO(4)Mg3N2 4解析 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)铬元素是 24 号元素，处于第 4 周期，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 原子最外层为 2p3半充满稳定结构，其第一电离能比 O 的大，而电负性同周期从左到右依次增大。(3)水解反应前后各元素的化合价不变，N 的电负性比 Cl 的电负性大，所以 NCl3中 N 的化合价为3 价，Cl 的化合价为1 价，则在 NCl3水解的产物中 N 的化合价是3 价，Cl 的化合价是1 价，其水解产物是 HClO 和 NH3 ·H2O 。(4)Mg 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。