1、电离能和电负性【错题纠正】例题1、（1）下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。 （2）Li2O是离子晶体,其晶格能可通过下图的Born-Haber循环计算得到。Li原子的第一电离能为_kJmol-1，O=O键键能为_kJmol-1。（3）NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_；【解析】(1)Ne3s1属于基态的Mg+,由于Mg的第二电离能高于其第一电离能,故其再失去一个电子所需能量较高;Ne3s2属于基态Mg原子,其失去一个电子变为基态Mg+;Ne3s13p1属于激发态Mg原子,其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子;Ne3p1属于激发态Mg+,其失去一个电子所需能量
2、低于基态Mg+,综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是Ne3s1,A项符合题意。（2）根据图像及第一电离能的概念(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要的最低能量),Li原子的第一电离能是520 kJmol-1，O=O键的键能是249 kJmol-12=498 kJmol-1。元素的非金属性越强，电负性越高，非金属性：HPNO，故在N、H、P、O四种元素中电负性最高的是O。【答案】(1)A（2）520；498（3）O例题2、(1)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素
3、外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。(2) C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(3)(2016全国卷)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu1 958 kJmol1、INi1 753 kJmol1，ICuINi的原因是_。【解析】(1)从图中可以看出：除N外，同周期元素随核电荷数依次增大，E1逐渐增大，这是因为随原子半径逐渐减小，结合一个电子需要释放出更多的能量；N原子的2p轨道处于半充满状态，不易再结合一个电子，故E1呈现异常。(2)非金属性：HCO，则电负性：HCO。(3)铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子所需要的能量，镍的第二电
4、离能失去的是4s1电子所需要的能量，前者属于稳定状态，故第二电离能：ICuINi。【答案】(1)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子(2)HC”“=”或“”或“”或“”或“”“=”或“”)H-。某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如表所示：738145177331054013630则M是 _ (填元素名称)。7决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：（1）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。（2）已知元素M是组
5、成物质的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量（即电离能，用符号至表示）如表所示：电离能589.81145.44912.464918153元素M化合态常见化合价是_价，其基态原子电子排布式为_（3）的中心原子的杂化方式为_，键角为_（4）中非金属元素电负性由大到小的顺序为_（5）下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_A第一电离能： B共价键的极性：C晶格能： D热稳定性：（6）如图是晶胞，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由_个原子构成。已知晶胞参数为，则其晶胞密度为_。8我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用 R代表）。
6、回答下列问题：（1）基态氮原子价层电子的轨道表示式为_。（2）氯离子的基态电子排布式为_，有_种不同能级的电子。（3）R 中 H、N、O 三种元素的电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。（4）如图表示短周期元素 X 的基态原子失去电子数与对应电离能的关系，试推测 X 与R 中的_(填元素符号)元素同周期。9地壳中含有O、Si、Al、Fe、Na、Mg、Ti、Cu等多种元素。请回答下列有关问题。(1)Fe元素位于元素周期表的第_周期、第_ 族。(2)地壳中含量最多的三种元素O、Si、Al中，电负性最大的是_。(3)Cu的基态原子的电子排布式是_。(4)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。Ti的原
7、子序数是_，基态钛原子价电子层的电子排布图是_。(5)表格中数据是Na、Mg、Al逐级失去电子的电离能。其中X、Y、Z代表的元素的原子依次是_。XYZ电离能 (kJmol-1)7384965781451456218177733691227451054095431157510回答下列问题：（1）碳原子的核外电子排布式为_。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是_。（2）A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：_。电离能/kJmol1I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 540（3）下表是第三周期
8、部分元素的电离能单位：eV(电子伏特)数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列说法正确的是_(填字母)。A甲的金属性比乙强B乙的化合价为1价C丙不可能为非金属元素D丁一定为金属元素（4）Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：元素MnFe电离能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957锰元素位于第四周期第B族。请写出基态Mn2的价电子排布式：_，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2再失去1个电子比气态Fe2再失去1个电子难，对
9、此你的解释是_。参考答案【变式练习】1（1）；（2）； 【解析】(1)泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；洪特规则是指在同一个电子亚层中排布的电子，总是尽先占据不同的轨道，且自旋方向相同；所以违反泡利不相容原理的有，违反洪特规则的有；(2)同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于相邻元素，同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以第一电离能：NaMg，MgCa；同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以电负性：OF，FCl；电子的能层越大其能量
10、越高，同一能层的电子，按s、p、d能量逐渐增大所以能量高低为：ns(n+1)s，nsnp。2（1）Na；Mg2（2）随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化1.21.8AC；BD；测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物 【解析】（1）由图可知，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第A元素第一电离能大于第A元素，第A族的第一电离能大于第A族元素，则铝元素的第一电离能大于钠的大小范围为NaAlMg，故答案为：Na；Mg；Ge元素的原子序数为32，位于元素周期表第四周期IVA族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1
11、04s24p2或Ar3d104s24p2，4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，有2个未成对电子，故答案为：2；（2）由表格数据可知，同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减弱，即随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化，故答案为：随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化；由表格数据可知，同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减弱，则同周期元素中MgAlSi，同主族元素中GaAlB，最小范围为1.21.8，故答案为：1.21.8；A Li3N中氮元素和锂元素的电负性差值为2.0，大于1.7，由两成键
12、元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键可知Li3N为离子化合物；B PCl3中氯元素和磷元素的电负性差值为0.9，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键可知PCl3为共价化合物；C MgCl2中氯元素和镁元素的电负性差值为1.8，大于1.7，两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键可知MgCl2为离子化合物；D SiC中碳元素和硅元素的电负性差值为0.7，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键可知SiC为共价化合物；则属于离子化合物的是AC，属于共价化合物的是BD，离子化合物在熔融状态能电离，化合物能导电，而共价化合物在熔融状态不能电离，化合物不
13、能导电，判别化合物是离子化合物还是共价化合物可以测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物，故答案为：测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物。【易错通关】【解析】(1)F与O2核外电子排布相同，则核电荷数大的原子半径小；故答案为：小于；(2)当离子的核外电子排布相同时，核电荷数大的原子半径小。Li与H具有相同的电子构型，Li核电荷数大于H-，则r(Li)小于r(H)，；故答案为：Li核电荷数较大；(3)同周期从左到右，同主族从下到上，电负性逐渐增大。则C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为HCO；故答案为HCO；(4)根据同
14、周期从左到右，第一电离能增大但第二主族与第五主族的第一电离能比左右两边都大的规律可知：第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为：NaAlMgSiSPClAr；故答案为：NaAlMgSiSPClClBrI；FClBrI。2.（1）O、Mg（2）同主族元素从上到下，元素的X值逐渐减小；增大；周期性（3）a（4）bc 【解析】(1)由于p能级最多容纳6个电子，s能级最多容纳2个电子，因此短周期中原子核外p能级上电子数与s能级上电子总数相等的元素的核外电子排布为1s22s22p4、1s22s22p63s2，即分别为O和Mg；(2)如图所示，可得同主族内不同元素的X值变化的特点是同一主族元素，从上
15、到下，X值逐渐减小；同周期内，随着原子序数的增大，X值逐渐增大；周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的周期性变化规律；(3)根据同一主族元素，从上到下，X值逐渐减小，同周期内，从左到右，X值逐渐增大，所以X值较小的元素集中在元素周期表的左下角，答案选a；(4)a同一主族元素，从上到下，X值逐渐减小，但是同一主族元素最高正价化合价相同，故a错误；b同一主族元素，从上到下，X值逐渐减小，元素吸引电子的能力也逐渐减小，所以X值可反映原子在分子中吸引电子的能力，故b正确；c同周期元素，从左到右，X值逐渐增大，非金属性也是逐渐增大，金属性逐渐减小，所以X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱，
16、故c正确；答案选bc。3.（1）M；9HBLi（2）Mg 【解析】(1)Cl原子核外电子教为17，基态原子核外电子排布为ls22s22p63s23p5，由此可得基态Cl原子中电子占据的最高电子层为第三电子层，符号为M，该电子层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9个原子轨道；元素的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为HBLi；(2)核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，其离子半径越小。锂的核电荷数为3，氢的核电荷数为1，Li+、H-的核外电子数都为2，所以半径：Li+H-；该元素的第三电离能剧增
17、，则该元素属于第A族元素，为Mg元素。4.（1） （2）分子；直线形（3）；低于 【解析】(1)第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。Be原子核外电子排布式为1s22s2，2s轨道处于全充满状态，是比较稳定的状态，较难失去最外层的一个电子；B原子核外电子排布式为1s22s22p1，与铍相比易失去最外层的一个电子，所以Be第一电离能大于B；故答案为：；(2)由题知BeCl2熔点较低，易升华，能溶于有机溶剂可知BeCl2为分子晶体；BeCl2中成键电子对为2，孤电子对数 = ，根据价层电子对互斥理论可得BeCl2的分子构型为直线形；故答案为：分子；直线形；由可知BeCl2的分子构
18、型为直线形，其单分子结构为Cl-Be-Cl，(BeCl2)2中Be外层电子具有空轨道，Cl外层电子具有孤电子对，因此Be与Cl之间可形成配位健，其二聚分子(BeCl2)2结构式为；故答案为：；(3)晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量。电荷高、半径小的离子，其晶格能大。BeO和MgO相比，铍离子的半径小于镁离子，因此晶格能BeOMgO；碳酸盐分解生成金属氧化物，金属氧化物的晶格能越大，越易分解。因氧化铍的晶格能比氧化镁的晶格能大，所以BeCO3更易分解，因此BeCO3的分解温度低于MgCO3。故答案为：；低于。5.（1）4（2）；失去一个电子后O的2p处于
19、半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高（3）NHO、H2OHN、H2OHO（4）N4中NN键键能小于N2中的NN键键能，键长大于NN键键长 【解析】(1)O原子的价电子排布式为2s22p4，O原子价电子占有1个2p轨道、3个p轨道，其价电子占据的4原子轨道，故答案为：4；(2)同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的电子排布最外层p能级三个轨道各有一电子，处于半充满状态，比较稳定，所以第一电离能I1：NO；O失去一个电子后O的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高，所以第二电离能I2：ON，故答案为：；失去一个电子后O的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子
20、消耗能量更高；(3)因为O、N原子有比较强的吸电子能力，所以NH3和H2O既会吸引同种分子的H，又会吸引对方分子的H，从而形成氢键，所以在氨水中存在4种分子间氢键，可以表示为：H3NH-N、H3NH-O、H2OH-N、H2OH-O，故答案为：H3NH-O；H2OH-N；(4)因为N4是正面体构型，N原子占据四面体的四个顶点，所以N4中只存在N-N，而N2中只存在NN，由表中数据可知，N-N键长大于NN键长，N-N键能小于NN键能，且二者键能差距较大，所以N4分子稳定性远小于N2，故答案为：N4中N-N键能小于N2中的NN，键长大于NN。6. (1)M；9HBLi(2)镁 【解析】(1)Cl原子
21、核外电子教为17，基态Cl原子核外电子排布为ls22s22p63s23p5，由此可得基态Cl原子中电子占据的最高电子层为第三电子层，符号为M，该电子层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9个原子轨道；同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，则B的电负性大于Li的电负性，在LiBH4中H为-1价，Li、B分别为+1、+3价，则电负性最大的是H元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为HBLi；(2)核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，其离子半径越小；锂的核电荷数为3，氢的核电荷数为1，Li+、H-的核外电子数都为2，所以半径：Li+H-；该元素的第三电离能剧增，则该元素属于第A族
22、元素，而且该元素的原子核外电子数不少于5个，为Mg元素。7.（1）N；球形（2）+2；1s22s22p63s23p64s2或Ar 4s2（3）sp3；10928（4）FOP（5）BC（6）12； 【解析】(1)基态K原子共有4给电子层，最高能层位N；价层电子排布式为4s1，该能层电子云轮廓为球形，故答案为：N；球形；(2) M的第三电离能远远大于第二电离能，说明该元素失去2个电子时为稳定结构，则该元素最外层有2个电子，则M为Ca，元素M化合态常见化合价是+2，其基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p64s2或Ar 4s2，故答案为：+2；1s22s22p63s23p64s2或Ar
23、4s2；(3)的中心原子P的孤电子对数为：1/2（a-xb）=1/2(5+3-24)=0，价层电子对数为：4+0=4，P原子杂化方式为sp3杂化，空间构型为正四面体，键角为10928，故答案为：sp3；10928；(4)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P、O、F，同周期主族元素自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，所以电负性：FOP，故答案为：FOP；(5) A. 同周期元素的第一电离能有增大的趋势，价层电子处于全充满或半充满状态时，第一电离能大于其后元素的第一电离能，则ClPSSi，A错误；B.键合原子的电子亲合能或电负性的差值越大，极性越大，则共价键的极性：HFHClHBrHI，
24、B正确；C. 离子半径越小，键长越短，晶格能越大，则晶格能：NaFNaClNaBrNaI，C正确；D. 金属阳离子的半径越小，其碳酸盐的热稳定性越弱，则热稳定性：BaCO3SrCO3CaCO3MgCO3，D错误；故答案为：BC。(6)构成二氧化硅晶体结构的最小环是六元环，其中有6个Si原子和6个O原子，所以构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成；1个晶胞中含有Si原子的数目为：81/8+61/2+4=8，含有O原子的数目为：16，则根据公式：，其晶胞的密度为：，故答案为：12；。8.（1）（2）1s22s22p63s23p6；5（3）ONH（4）Cl 【解析】(1)氮是7号元素，核外电
25、子排布式为1s22s22p3，价层电子的轨道表示式为；(2)氯离子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p6，有1s、2s、2p、3s、3p5种能级不同的电子；(3)非金属性ONH，则电负性ONH；(4)短周期元素 X的电子数超过5个，为第二或第三周期的元素，图像可以看出，失去2个电子和失去3个电子时的能量差较大，说明失去的第三个电子是稳定结构的电子，故X的最外层应该有2个电子，X的电子数超过5个，X为镁，与R中的Cl同一周期。9.（1）四；（2）O（3）Ar3d104s1（4）22；（5）Mg、Na、Al 【解析】（1）Fe元素的原子序数为26，位于元素周期表的等四周期族，故答案为：四
26、；（2）元素的非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，则电负性最大的是非金属性最强的氧元素，故答案为：O；（3）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子的电子排布式为Ar3d104s1，故答案为：Ar3d104s1；（4）钛元素在周期表中的原子序数为22，位于第四周期第IVB族，基态原子的电子排布式为1s22s22p63S23p63d24s2（或Ar3d24s2），则价电子层的电子排布图是，故答案为：22；（5）由表格数据可知，X元素第二和第三电离能相差较大，说明X原子最外层有两个电子，属于第IIA族元素，则X为Mg；Y元素第一和第二电离能相差较大，说明X最外层有一个电子，
27、属于第IA族元素，则X为Na；Z元素第三电离能和第四电离能相差较大，说明Z元素原子最外层有3个电子，为第IIIA族元素，则Z为Al，故答案为：Mg、Na、Al。10.（1）1s22s22p2；N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定（2）1s22s22p63s2（3）A（4）3d5；由Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少 【详解】(1)碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2；N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，2p轨道半充满
28、的原子能量低，较稳定，O原子核外电子排布式为1s22s22p4，所以非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能；故答案为：1s22s22p2；N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定；(2)从表中电离能数值来看，A、B的第三电离能出现突跃，可见它们是第A族元素，因A、B均为短周期元素，且B的第一、二电离能均比A的小，故B是镁。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2；故答案为：1s22s22p63s2；(3)甲、乙、丙、丁为第三周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电离能，说明甲元素最外层有1个电子，失去1个电子时达到稳定结构，所以甲为Na元素；乙元素的第二电离能远远小于第三电离能，
29、则乙元素最外层有2个电子，失去两个电子后达到稳定结构，所以乙为Mg元素；丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大，说明丙元素最外层大于3个电子，丙、丁一定为非金属元素。甲为Na元素，乙为Mg元素，故甲的金属性比乙强，A项正确；乙为Mg元素，化合价为2价，B项错误；丙、丁一定为非金属元素，C、D项错误；故选A；(4)Mn的原子序数为25，失去2个电子变为Mn2，则Mn2基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)，故其价电子排布式为3d5；由Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少，故气态Mn2再失去1个电子比气态Fe2再失去1个电子难；故答案为：3d5 ；Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。
