电离能是元素性质的一个重要参数。电离能的大小表示元 素的原子失去电子的难易，说明元素通常呈现的化合价状 态。学好元素电离能的有关知识，可以帮助我们更好地了 解元素的性质，理解元素原子核外电子的运动状态。为了 帮助同学们更好地学习元素的第一电离能知识，特设计如 下问答：
1．什么叫电离能？同一元素的各级电离能大小关系是怎样 的？
是逐渐增大的；同一主族自上而下元素的第一电离能依次
减小。但在同一副族中，自上而下元素的第一电离能变化 幅度不大，且不规则。
4．元素的第一电离能大小与元素性质的关系？ 提示 元素的第一电离能越大，元素的原子越难失去电 子，元素的金属性越弱；元素的第一电离能越小，元素的 原子越易失去电子，元素的金属性越强。
13～17纵行为ⅢA～ⅦA族，第18纵行为0族，这种元素的
周期数比与其相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数 大 1。
元素的成酸、成碱趋势 5． 元素氧化物对应的水化物，有碱性氢氧化物、两性氢氧化 物和含氧酸三类。成碱元素形成碱性氢氧化物，其成碱元 素的价态一般较低，如＋1，＋2，＋3价；成酸元素形成 含氧酸，其成酸元素的价态一般较高，常见＋4价到＋7 价，只有少数价态较低，如HClO、HBrO中成酸元素仅 为＋1价。两性元素多是元素周期表里金属元素与非金属 元素交界线附近的元素，常见价态有＋2，＋3，＋4价 等。两性氢氧化物皆难溶于水，它们既是弱酸又是弱碱，
泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不
同的电子。 洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布 时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。 电离能：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小 能量叫做电离能。常用符号I表示，单位为kJ· mol－1。 电负性：衡量原子在分子中吸引成键电子的能力，并指定 氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标度，再应
பைடு நூலகம்
明元素金属性越强。
(3)置换反应：一种金属元素能把另一种金属元素从它的 盐溶液里置换出来，表明前一种金属元素金属性较强，被 置换出来的金属元素的金属性较弱。
(4)电离能越小，原子越易失去电子，元素的金属性越 强。
(5)电负性越小，原子越易失去电子，元素的金属性越
强。 元素非金属性强弱的实验标志 (1)单质与氢气化合及生成的气态氢化物的稳定性：非金 属单质与氢气化合越容易，形成的气态氢化物越稳定，表
是_________________________(用相应的化学反应和简洁
的语言来表述)。
(3)比较D、E的第一电离能的大小：D________E(填“＞”“ ＝”或“＜”)。
(4)六种元素的电负性从大至小的顺序为______________。
解析 (1)根据各种元素均为短周期的主族元素和A、C、 F三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间皆能反应生 成盐和水，可推知其中有一种元素为铝。又因A、C、F的 原子序数依次增大，故只能C为铝元素，A为钠元素，B为
但酸性和碱性不一定均等。以短周期(第三周期)元素为
例：自左至右先出现的是成碱元素(Na、Mg)，继而出现 的是两性元素(Al)，随后出现的是成酸元素(Si、P、S、
Cl)，最后出现的是稀有气体(Ar)。
【例1】►
A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期
元素。已知A、C、F三种原子的最外层共有11个电子，且
非金属气态氢化物 生成由难到易，稳 生成由易到难，稳 的稳定性 定性逐渐增强 定性逐渐减弱
判断元素金属性或非金属性强弱的方法 提示 元素金属性强弱的实验标志 (1)与水或酸反应置换出氢气的难易：金属单质与水或酸
(非氧化性酸)置换出氢气的速率越快(反应越剧烈)，表明
元素金属性越强。 (2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，表
4．根据原子序数推断元素在周期表中的位置
记住稀有气体元素的原子序数：2，10，18，36，54，
86。用原子序数减去比它小且相近的稀有气体元素的原子 序数，即得该元素所在的纵行数(短周期元素除外)。第 1、2纵行为ⅠA、ⅡA族；第3～7纵行为ⅢB～ⅦB族；第 8～10纵行为第Ⅷ族；第11、12纵行为ⅠB、ⅡB族；第
明元素非金属性越强。
(2)气态氢化物的还原性：元素气态氢化物的还原性越 强，元素非金属性越弱；气态氢化物的还原性越弱，元素
非金属性越强。
(3)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，表 明元素非金属性越强。
(4)置换反应：对于特定的置换反应，一种非金属单质能
把另一种非金属单质从它的盐溶液或酸溶液里置换出来， 表明前一种元素非金属性较强，被置换出的非金属元素非 金属性较弱。 (5)电离能越大，原子越易得电子，元素的非金属性越强
(稀有气体元素除外)。
(6)电负性越大，原子越易得电子，元素的非金属性越 强。
学科思想培养一
1. 位置与结构
元素推断题的常见题眼
(1)周期序数等于族序数两倍的元素是Li。
(2)最高正化合价等于最低负化合价绝对值三倍的是S。 (3)次外层电子数等于最外层电子数四倍的元素是Mg。 (4)次外层电子数等于最外层电子数八倍的元素是Na。 (5)族序数与周期数相同的元素是H、Be、Al。族序数是周
(13)电负性最大的元素是F。
(14)同周期中，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第 一电离能最大。
化学性质与用途 3． (1)单质与水反应最剧烈的非金属元素是F。
(2)其气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能起化合
反应的元素是N(NH3＋HNO3===NH4NO3)。 (3)其气态氢化物与其低价氧化物能反应生成该元素的单 质的元素是S(2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O)。 (4)其一种同素异形体易在空气中自燃的元素是P。
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O； Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； 3S＋6NaOH(浓)===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。 (9) 既能在 CO2 中燃烧又能在 N2 中燃烧的金属单质是
点燃 点燃 Mg(CO2＋2Mg=====C＋2MgO，N2＋3Mg=====Mg3N2)。
期数二倍的元素是C、S；族序数是周期数三倍的元素为
O。 (6)只由质子和电子构成的原子是H(11H)。
2．含量与物理性质
(1)地壳中质量分数最大的元素是O，其次是Si。
(2)地壳中质量分数最大的金属元素是Al。 (3)其单质是人工制得纯度最高的元素是Si。 (4)其单质为天然物质中硬度最大的元素是C。 (5)其气态氢化物最易溶于水的元素是N，常温、常压下，
用键能数据，对比求出其他元素的电负性，因此电负性是
相对比值。
元素“位—构—性”的关系。 1． 提示 元素“位、构、性”的关系图解如下所示
元素周期表中元素及其物质性质的递变规律如何？ 2． 提示 项目 原子核外 电子排布 原子半径 元素主要 化合价 原子得、 失电子能 力 同周期(从左→右) 电子层数相同，最外 层电子数逐渐增多， 1→7(第一周期1→2) 逐渐减小(0族除外) 最高正价由＋1→＋ 7(O、F除外)，最低负 价由－4→－1 得电子能力逐渐增 强，失电子能力逐渐 减弱 同主族(从上→下) 最外层电子数相同， 电子层数递增 逐渐增大 最高正价＝主族序 数，非金属最低负价 ＝主族序数－8 得电子能力逐渐减 弱，失电子能力逐渐 增强
为半充满的较稳定结构，失去其中一个电子需要较高的能
量，而O的2p亚层有4个电子，结构不稳定，失去这个电 子需要的能量较低，所以第一电离能是N比O大。
为什么第一电离能是Be比B大，Mg比Al大，N比O大？ 5． 提示 Be和B的电子排布式分别为1s22s2、1s22s22p1，Be的
2s亚层有2个电子，为全充满的稳定结构，失去其中一个
电子需要较高的能量，而B的2p亚层只有一个电子，结构 不稳定，失去这个电子需要的能量较低，所以第一电离能 是Be比B大。同理可以解释“Mg比Al大”。 N和O的电子排 布式分别为1s22s22p3、1s22s22p4，N的2p亚层有3个电子，
提示
使一个基态的气态原子失去一个电子生成＋1价气
态阳离子所需的能量叫元素的第一电离能。常用I1表示， 单位为kJ· mol－1。 从气态＋1价离子再失去一个电子生成＋2价气态阳离子所 需的能量叫该元素的第二电离能，用I2表示，以此类推。
M(g)→M＋(g)＋e
M＋(g)→M2＋(g)＋e M2＋(g)→M3＋(g)＋e
元素的第一电离能 元素的电负性
增大的趋势 逐渐增大
逐渐减小 逐渐减小
元素金属性、非金 金属性逐渐减弱非 金属性逐渐增强非 属性 金属性逐渐增强 金属性逐渐减弱
单质氧化性、还原 氧化性逐渐增强还 氧化性逐渐减弱还 性 原性逐渐减弱 原性逐渐增强
最高价氧化物对应 碱性逐渐减弱酸性 碱性逐渐增强酸性 水化物的酸碱性 逐渐增强 逐渐减弱
章末归纳整合
请分别用一句话表达下列关键词： 电子云 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 电离能
电负性
提示 电子云：电子云是指用小黑点的疏密来表示电子在 核外空间单位体积内出现机会多少的一种图像。 能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后 依次进入能量较高的轨道。轨道能量由低到高的顺序为：
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、 4f、5d、6p、7s、5f、6d…
I1
I2 I3
I1＜I2＜I3……
2．影响电离能大小的因素有哪些？ 提示 电离能的大小主要取决于原子的有效核电荷、原子
半径以及原子的电子构型。一般说来，有效核电荷越大，
原子半径越小，电离能越大；电子构型越稳定，电离能越 大。 3．元素的第一电离能大小的变化规律有哪些？ 提示 同周期元素从左到右，元素的第一电离能总的趋势
1体积水能溶解700体积NH3。
(6)其氢化物沸点最高的非金属元素是O。 (7)常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。