选修3《物质结构与性质》--电离能与电负性1
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考点内容精讲
一、电离能
元素基态的气态原子失去1个电子而变成气态+1价阳离子，这时要吸收的能量叫做元素的第一电离能（I1），通常叫做电离能.
二、电负性
原子在分子中吸引成键电子能力相对大小的量度。
知识规律：
因此，习惯上就以电负性差值ΔX大于或小于1.7作为判断该A—B键的离子性或共价性的依据。当ΔX＞1.7时，多数属于离子键；当ΔX＜1.7时，多数属于共价键。离子键和共价键没有严格的界限。
典型高考试题例析
例题1．（08年海南化学·23）在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误．．的是
A．最易失去的电子能量最高
B．电离能最小的电子能量最高
C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D．在离核最近区域内运动的电子能量最低
解析：选项C没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。答案：C
例2．（09年海南化学·19.3）下列说法中错误．．的是:
A．SO2、SO3都是极性分子
B．在NH4+ 和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强
D．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性
解析：A选项中，SO3是平面三角形的分子，为非极性分子，明显错误。答案：A
例3．（09年福建理综·30）[化学——物质结构与性质]（13分）
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子（外围电子）排布msnmpn ③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题：
（1）Z2＋ 的核外电子排布式是 。
（2）在[Z(NH3)4]2＋离子中，Z2＋的空间轨道受NH3分子提供的 形成配位键。
（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是 。
a.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 b.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙
c.稳定性：甲乙
（4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 （用元素符号作答）
（5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为 。
（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 。
解析：本题考查物质结构与性质。29号为Cu。Y价电子：msnmpn中n只能取2，又为短
周期，则Y可能为C或Si。R的核外L层为数，则可能为Li、B、N或F。Q、X的p轨道为2和4，则C（或Si）和O(或S)。因为五种元素原子序数依次递增。故可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si。（1）Cu的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9。（2）Cu2＋可以与NH3形成配合物，其中NH3中N提供孤对电子，Cu提供空轨道，而形成配位键。（3）Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH4>SiH4。因为SiH4
的相对分子质量比CH4大，故分子间作用力大，沸点高。（4）C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以N>C>Si。（5）C、H形成的相对分子质量的物质为C2H2，结构式为H-C≡C-H，单键是σ键，叁键中有两个是σ键一个π键，所以σ键与π键数之比为3︰2。（6）电负性最大的非元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO2，属于原子晶体。
答案：（1）1s22s22p63s23p63d9 （2）孤对电子（孤电子对）
（3）b （4）Si < C
例4．（2003上海25）下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别表示一种化学元素
⑴下列 （填写编号）组元素可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
⑵如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：
A、原子核对核外电子的吸引力；B、形成稳定结构的倾向
（2）下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（KJ/mol）：
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②表中X可能为以上13种元素中的＿＿＿＿＿＿＿（填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Y是周期表中＿＿＿＿＿＿族元素。
③以上13种元素中，＿＿（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
答案：（1）①④ （2）①Li原子失去一个电子后，Li＋已经形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难 ②aNa2O和Na2O2 ③IIIA或第三主族 ④m
点评：试题通过给出新信息打掉气态原子核外第一个电子所耗掉能量的数据，让考生通过自学掌握划分电子层的新方法是一种对自学能力知识迁移能力的考查。这种考查形式实质上是元素周期律的迁移应用。
专题训练
1、（2000上海25不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为Ｅ）如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)同主族内不同元素的Ｅ值变化的特点是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。各主族中Ｅ值的这种变化特点体现了元素性质的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿变化规律。
(2)同周期内，随原子序数增大，Ｅ值增大。但个别元素的Ｅ值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是＿＿＿＿＿＿（填写编号，多选倒扣）
①Ｅ(砷)＞Ｅ（硒）②Ｅ(砷)＜Ｅ（硒） ③Ｅ(溴)＞Ｅ（硒）④Ｅ(溴)＜Ｅ（硒）
（３）估计１ｍｏｌ气态Ｃａ原子失去最外层一个电子所需能量Ｅ值的范围：＿＿＿＿＿＿＿＜Ｅ＜＿＿＿＿＿＿＿
（４）１０号元素Ｅ值较大的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、电离能是指由蒸气状态的孤立原子移去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需的能量为第一电离能(I1)，移去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。
现有5种元素A，B，C，D，E，其中I1～I3分裂下表，根据表中数据判断其中的金属元素有___，稀有气体元素有___，最活泼的金属是___，显二价的金属是___。
附表 各元素的电离能
3、1932年美国化学家鲍林（L．Pauling）首先提出了电负性的概念。电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：
元素 H Li Be B C N O F
电负性 2.1 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
元素 Na Mg Al Si P S Cl K
电负性 0.9 1.2 1.5 1.7 2.1 2.3 3.0 0.8
请仔细分析，回答下列有关问题：
(1)预测周期表中电负性最大的元素应为______；估计钙元素的电负性的取值范围：
____＜X＜____。
(2)根据表中的所给数据分析，同主族内的不同元素X的值变化的规律是____________
______________________________；简述元素电负性X的大小与元素金属性、非金属性之间的关系__________________________________________________________________。
(3)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中形成的化学键的类型为________，其理由是______________________________________________________。
4．元素的原子在分子中吸引电子的能力可以用电负性X表示。下表是某些短周期元素的X值：
元素符号 Li Be B C N O F Na Mg Al P
S
X值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.04 3.44 3.98 0.93 1.31 1.61 2.19
2.58
⑴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
。
⑵试推测，周期表所列元素中除放射性元素外，电负性最小的元素与电负性最大的元素形成的化合物的电子式为 。
⑶若NCl3最初水解产物是NH3和HClO，则X(Cl)的最小范围：
＜X(Cl)＜ (填表中数值)；若已知X(P)＜X(Cl)，则PCl3水解的化学反应
方程式是 。
5、1932年，美国化学大师Linus Pauling提出电负．性（用希腊字母χ表示）的概念，
用来确定化合物中原子某种能力的相对大小。Linus Pauling假定F的电负性为4，并通过热化学方法建立了其他元素的电负性。Linus Pauling建立的主族元素的电负性如下：
H：2.1
Li：1.0 Be：1.5 B：2.0 C：2.5 N：3.0 O：3.5 F：4.0
Na：0.9 Mg：1.2 Al：1.5 Si：1.8
P：2.1 S：2.5 Cl：3.0
K：0.8 Ca：1.0 Ga：1.6 Ge：1.8 As：2.0 Se：2.4 Br：2.8
Rb：0.8
Sr：1.0 In：1.7 Sn：1.8 Sb：1.9 Te：χ I：2.5
Cs：0.7 Ba：0.9 Tl：1.8 Pb：1.9 Bi：1.9 Po：2.0 At：2.2
Fr：0.7 Ra：0.9
回答下列问题：
⑴纵观各周期主族元素电负性变化，谈谈你对元素性质呈现周期性变化的理解：
；
⑵预测Te元素χ的值 ；
⑶你认为Linus Pauling提出电负．性的概念是确定化合物中原子哪种能力的相对小？ ；
⑷大量事实表明，当两种元素的电负性差值小于1.7时，这两种元素通常形成共价化合物。用电子式表示AlBr3的形成过程 。
6、电离能是指1mol气态原子（或阳离子）失去1mol电子形成1mol气态阳离.子（或更高价气态阳离子）所需吸收的能量。现有核电荷数小于20的元素A，其电离能数据如下（I1表示原子失去第一个电子的电离能，In表示原子失去第n个电子的电离能。单位：eV）
序号 I1 I2 I3 I4 I5 I6
电离能 7.644 15.03 80.12 109.3 141.2 186.5
序号 I7 I8 I9 I10 I11 ┈
