（3）判断元素的金属性、非金属性强弱：
I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。
（1）电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的核外电子排布。
（2）第一电离能的变化规律
例1
下列有关电离能的说法，正确的是（ ）
A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量
C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价
答案 D
解析 第一电离能是气态电中性原子失去核外第一个电子需要的最低能量；元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；从总的变化趋势上看，同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如I1（N）>I1（O）。
误区警示——元素性质与第一电离能在同周期变化的差异
（1）同周期，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
（2）同周期，从左到右，第一电离能大小顺序为ⅠA<ⅢA<ⅡA<ⅣA<ⅥA<ⅤA<ⅦA<0族。
例2
元素X的各级电离能数据如下：
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I/kJ·mol－1
578
1817
2745
11578
14831
18378
则元素X的常见价态是（ ）
A．＋1B．＋2C．＋3D．＋6
答案 C
解析 对比表中电离能数据可知，I1、I2、I3电离能数值相对较小，至I4数值突然增大，说明元素X的原子中，有3个电子容易失去，因此，该元素的常见化合价为＋3。
方法规律
元素的各级电离能逐渐增大并且会有突跃，一般第一次突跃前的电离能所对应的电子是最外层电子，对于金属元素来说，该类电子的个数就是该元素的最高正化合价。
二、元素电负性的周期性变化
1．电负性的有关概念与意义
（1）键合电子与电负性：
元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。
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。
（2）电负性的意义：
电负性越大的原子，对键合电子的吸引能力越大。
（3）电负性大小的标准：
以氟的电负性为4.0作为相对标准。
2．电负性的变化规律
随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。
（1）同周期，自左到右，元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。
（稀有气体不考虑）
（2）同主族，自上到下，元素的电负性逐渐减小，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
3．电负性的应用
（1）判断元素的金属性和非金属性及其强弱
①金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
（2）判断元素的化合价
①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。
②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。
（3）判断化学键的类型
①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。
②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。
电负性、第一电离能与金属性和非金属性的关系
族
周期
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1
2
3
4
5
6
7
注 ①稀有气体的电离能为同周期中最大。
②同一周期，第一电离能ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA。
例3
下列对电负性的理解不正确的是（ ）
A．电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准
B．元素电负性的大小反映了元素对键合电子吸引能力的大小
C．元素的电负性越大，则元素的非金属性越强
D．元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关
答案 D
解析 根据电负性的标准：
电负性是以氟为4.0作为标准的相对值，电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准，故A正确；根据电负性的含义，电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引能力的大小，故B正确；元素的电负性越大，越易得电子，元素的非金属性越强，故C正确；电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引能力的大小，与原子结构有关，同一周期电负性从左到右依次增大，故D错误。
例4
电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。
下列关于电负性的变化规律正确的是（ ）
A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
答案 A
解析 周期表中从左到右非金属性逐渐增强，所以主族元素的电负性逐渐变大，故A正确；周期表中从上到下，金属性逐渐增强，所以同一主族元素的电负性逐渐减小，故B错误；元素电负性越大，原子对键合电子吸引能力越大，则元素非金属性越强，金属性越弱，故C、D错误。
原子结构与元素的性质
1．下列原子的外围电子排布中，第一电离能最小的是（ ）
A．2s22p4B．3s23p4
C．4s24p4D．5s25p4
答案 D
解析 2s22p4是O元素、3s23p4是S元素、4s24p4是Se元素、5s25p6是Te元素，第一电离能大小顺序是O＞S＞Se＞Te，所以第一电离能最小的原子是Te原子，故选D。
2．下列各组元素按电负性大小排列正确的是（ ）
A．F＞N＞OB．O＞Cl＞F
C．As＞P＞SD．Cl＞S＞As
答案 D
解析 同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性F＞O＞N，故A错误；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则电负性F＞O＞Cl，故B错误；电负性As＜P＜S，故C错误。
3．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1）
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
下列关于元素R的判断中一定正确的是（ ）
A．R的最高正价为＋3价
B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
答案 B
解析 由表中数据I3≫I2知其最高正价为＋2价，R元素位于ⅡA族，最外层有2个电子，但R不一定是Be元素。
4．下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关的比较中正确的是（ ）
A．第一电离能：
④>③>②>①
B．原子半径：
④>③>②>①
C．电负性：
④>③>②>①
D．最高正化合价：
④>③＝②>①
答案 A
解析 由电子排布式可知：
①为S，②为P，③为N，④为F。
第一电离能为④>③>②>①，A正确；B不正确，原子半径应是②最大，④最小；C不正确，电负性：
④最大，②最小；D不正确，F无正价，最高正价：
①>②＝③。
5．在下列空格中，填上适当的元素符号（放射性元素除外）：
（1）在第3周期中，第一电离能最小的元素是________；第一电离能最大的元素是________。
（2）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________。
（3）最活泼的金属元素是________。
（4）最活泼的气态非金属原子是________。
（5）第2、3、4周期原子中p轨道半充满的元素是_________________________________。
（6）电负性相差最大的元素是________。
答案
（1）Na Ar
（2）F Cs （3）Cs （4）F（5）N、P、As （6）F、Cs
解析 同周期中从左到右，元素的第一电离能（除ⅡA族、ⅤA族反常外）逐渐增大，同周期中碱金属元素最小，稀有气体元素最大，故第3周期中第一电离能最小的为Na，最大的为Ar。
电负性的递变规律：
同周期从左到右逐渐增大，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。
[对点训练]
题组一 微粒半径大小的比较与判断
1．（2018·定州中学期中）具有下列电子排布式的原子中，半径最大的为（ ）
A．1s22s22p63s1B．1s22s22p63s23p64s1
C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s23p64s2
答案 B
解析 由原子的电子排布式可以确定A是钠元素、B是钾元素、C是镁元素、D是钙元素，钾元素在第4周期ⅠA族，半径最大，B正确。
2．下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正确的是（ ）
①基态X的原子结构示意图为
②基态Y的外围电子排布式为3s23p5
③基态Z2－的轨道表示式为
④W基态原子有2个电子层，电子式为
A．①>②>③>④B．③>④>①>②
C．③>①>②>④D．①>②>④>③
答案 C
解析 由题意可知：
X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。
S、Cl、S2－、F粒子半径大小排列顺序为r（S2－）>r（S）>r（Cl）>r（F），故C项正确。
3．下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是（ ）
A．MgI2B．KBr
C．BaI2D．NaF
答案 A
解析 题目中阳离子半径由小到大的顺序为r（Mg2＋）r（Br－）>r（F－）；r（阳）/r（阴）最小的应取r（阳）最小的r（Mg2＋）与r（阴）最大的r（I－），故A项正确。
题组二 元素的电离能与电负性
4．下列各组原子中，第一电离能前者大于后者的是（ ）
A．S和PB．Mg和Al
C．Na和MgD．Ne和He
答案 B
解析 S和P的价电子构型分别为3s23p4和3s23p3，由于P原子p轨道处于半充满状态，较稳定，所以I1（S）＜I1（P）。
Na、Mg和Al的价电子构型分别为3s1、3s2、3s23p1，镁原子s轨道处于全充满状态，故其第一电离能最大；D项中He与Ne同族，I1（He）＞I1（Ne）。
5．下列是几种原子的基态电子排布式，电负性最大的原子是（ ）
A．1s22s22p4B．1s22s22p63s23p3
C．1s22s22p63s23p2D．1s22s22p63s23p64s2
答案 A
解析 根据四种原子的基态电子排布式可知，选项A有两个电子层，最外层有6个电子，应最容易得到电子，电负性最大。
6．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（ ）
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，选项中符合变化规律的为B中所示图像。
7．下面是同周期元素原子的外围电子排布式，第一电离能最小的原子可能是（ ）
A．ns2np3B．ns2np5
C．ns2np4D．ns2np6
答案 C
解析 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，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大，ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6属于同一周期且其原子序数依次增大，但ns2np3属于第ⅤA元素，ns2np4属于第ⅥA族，所以几种元素的第一电离能由大到小的顺序可能是ns2np6、ns2np5、ns2np3、ns2np4，故选C。
8．某主族元素的电离能（单位：
kJ·mol－1）如下表，此元素位于元素周期表的族数是（ ）
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
1011.8
1907
2914.1
4963.6
6273.9
21267
25431
A.ⅢAB．ⅣAC．ⅤAD．ⅥA
答案 C
解析 从表中原子的第一至第七电离能可以看出，元素的第一、第二、第三、第四、第五电离能各自之间变化不是很大，该元素的第六电离能远远大于第五电离能，说明该元素最外层有5个电子，失去5个电子时达到稳定结构，主族元素族序数等于最外层电子数，所以此元素位于元素周期表的族数是ⅤA族，故选C。
9．下列说法中正确的是（ ）
①元素电负性越大表示该元素的金属性越强 ②元素电负性越大表示该元素的非金属性越强 ③元素电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应 ④元素电负性很大表示该元素的单质在发生化学反应时一般易得到电子
A．①③B．①④C．②③D．②④
答案 D
解析 元素电负性越大，非金属性越强，①错、②对；电负性越小，表示该元素单质还原性越强，③错。
题组三 元素周期律的综合应用
10．如图所示是第3周期11～17号元素某种性质变化趋势的柱形图，y轴表示的可能是（ ）
A．第一电离能B．电负性
C．原子半径D．元素的金属性
答案 B
解析 第3周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势，但Mg、P反常，故A错误；11～17号元素的原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，金属性逐渐减弱，故B正确，C、D错误。
11．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：
①原子半径AB，③原子序数A>B，④原子最外层电子数A其中正确的是（ ）
A．①②⑦B．③④⑥
C．③⑤D．③④⑤⑥⑦
答案 B
解析 “A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构”，则A在B的下一周期。
①错误，因A原子半径大于同一主族的上一周期的原子的半径，该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原子半径A>B；②错误，离子具有相同的电子层结构时，核电荷数越大，离子半径越小；⑦错误，A的第一电离能小于B的第一电离能。
12．a、b、c、d是四种短周期元素。
a、b、d同周期，c、d同主族。
a的原子结构示意图为
，b、c形成的化合物的电子式为
下列说法中正确的是（ ）
A．原子半径：
a>c>d>b
B．电负性：
a>b>d>c
C．原子序数：
d>a>c>b
D．最高价含氧酸的酸性：
c>d>a
答案 D
解析 由a的原子结构示意图可知x值为2，是硅元素，由b与c形成化合物的电子式可知c为第ⅤA族的元素，b为第ⅠA族的元素，因a、b、d同周期，则知b为钠元素，d为磷元素，c为氮元素。
根据元素在周期表中的位置和递变规律可知D选项正确。
[综合强化]
13．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值的变化特点是_________________________________
________________________________________________________________________。
各周期中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，试预测下列关系中正确的是________________________________________________（填写编号）。
①E（砷）>E（硒） ②E（砷）③E（溴）>E（硒） ④E（溴）（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：
________（4）10号元素E值较大的原因是__________________________________________。
答案
（1）随着原子序数增大，E值变小 周期性
（2）①③ （3）485 738
（4）10号元素为氖，该元素原子最外层电子排布已达到8电子稳定结构
解析 此题考查了元素第一电离能的变化规律和学生的归纳总结能力。
（1）从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随原子序数的增大，E值变小；从H到He，从Li到Ne，从Na到Ar，均呈明显的周期性变化。
（2）根据图像可知，同周期元素E（氮）>E（氧），E（磷）>E（硫），E值出现反常现象，故可推知第4周期E（砷）>E（硒）。
但ⅥA族元素和ⅦA族元素的E值未出现反常，所以E（溴）>E（硒）。
（3）根据同主族、同周期规律可以推测：
E（K）＜E（Ca）＜E（Mg）。
（4）10号元素是稀有气体氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
14．下面是某些短周期元素的电负性值：
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
电负性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
元素符号
Na
Al
Si
P
S
Cl
电负性
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
（1）通过分析电负性变化规律，确定N、Mg最接近的电负性范围：
______（2）推测电负性与原子半径的关系是________________________________________。
上表中短周期元素电负性的变化特点，体现了元素性质的________变化规律。
（3）经验规律告诉我们：
当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，一般为离子键；小于1.7时，一般为共价键。
试推断：
AlBr3中化学键类型是__________。
答案
（1）0.9 1.5 2.5 3.5
（2）原子半径越大，电负性越小 周期性
（3）共价键
解析
（1）确定电负性的范围应注意取同周期递变和同主族递变的交集。
（2）分析同周期和同主族元素电负性的递变，均可得出电负性随原子半径的增大而减小。
（3）Cl与Al的电负性差值为3.0－1.5＝1.5<1.7，Br的电负性小于Cl的电负性，故AlBr3中成键的两原子相应元素的电负性差值<1.7，为共价键。
15．有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，A元素基态原子的p轨道上的电子数等于次外层电子数，C元素基态原子的s轨道与p轨道上的电子数相等，D是短周期中电负性最小的元素，E原子的第一电离能（单位：
kJ·mol－1，下同）至第四电离能分别为578、1817、2745、11575，F原子的外围电子排布与C原子的相同。
请回答下列问题：
（1）推测B的电负性________（填“>”或“<”）F的电负性。
（2）写出D原子的轨道表示式：
____________________________________________。
（3）写出元素E与D的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
答案
（1）>
（3）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
解析 根据题目叙述可得，D应为Na元素，A、C的原子序数小于D的原子序数，故其基态原子的电子排布式分别为1s22s22p2和1s22s22p4，A为C元素，C为O元素，则B为N元素，F为S元素。
根据E的电离能可知，E原子的最外层有3个电子，E为Al元素。
N元素的非金属性比S元素的强，故电负性：
N>S。
Na为11号元素，根据原子的核外电子排布规律即可写出其轨道表示式。
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