元素电离能、电负性的含义及应用知识点

元素电离能:是指元素原子在气态时失去电子所需要的能量，当失去第1个电子时称为第1电离能，失去第二个电子时称为第2电离能。电离能的大小可以判断元素原子失电子能力，电离能越小，越容易失去电子，金属性越强，其次可以根据电离能之间的突变，判断元素原子最外层电子数。
电负性：是指元素原子等电子的能力，电负性越大，说明元素原子得电子的能力越大，非金属性越强。元素性相差大于1.7易形成离子键。小于1.7的元素之间容易形成共价键。

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图为元素X的前五级电离能的数值示意图．已知X的原子序数小于20，请写出X基态原子核外电子的轨道表示式．

一定条件下，Ni²⁺与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A．

（1）基态Ni²⁺的核外电子排布式为．
（2）丁二酮肟组成元素中C，N，O的电负性由大到小的顺序为．
（3）元素Ni的一种碲（Te）化物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为．
（4） Ni（CO）₄是一种无色液体，沸点为42.1℃，熔点为﹣19.3℃．Ni（CO）₄的晶体类型是．
（5）人们在研究分子结构时发现，CO与N₂分子结构非常相似，我们把具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子体”．请写出一种由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式．
（6）对于A物质：
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是，氮镍之间形成的化学键是；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在．

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

有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A⁺ 比B^﹣ 少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，且其核内质子数等于中子数．R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A⁺ 与D²^﹣ 离子数之比为2：1．请回答下列问题：

（1） A元素形成的晶体属于A₂ 密堆积型式，则其晶体内晶胞类型应属于（填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”）．
（2） B^﹣的价电子排布图为，在CB₃ 分子中C元素原子的原子轨道发生的是杂化．
（3） C的氢化物的空间构型为
（4） B元素的电负性 D元素的电负性（填“＞”、“＜”或“=”）；用一个化学方程式说明B、D两元素形成的单质的氧化性强弱：．
（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，设晶胞的棱长为 a cm．试计算R晶体的密度为．（阿伏加德罗常数用 N _A 表示）

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．下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（电离能）（KJ•mol^﹣）：

	锂	X
失去第一个电子（I₁）	519	580
失去第二个电子（I₂）	7296	1820
失去第三个电子（I₃）	11799	2750
失去第四个电子（I₄）		11600

（1）若表中X为第三周期元素，则其是元素（填元素的名称）；
（2）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．

下列说法中正确的是（　　）

A . 第三周期中钠的第一电离能最小 B . 铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C . 在所有元素中氟的第一电离能最大 D . 钾的第一电离能比镁的第一电离能大

短周期元素X、Y在周期表中的相对位置如图所示,且已知Y基态原子的价电子层为ns^n-1npⁿ⁺¹,下列说法不正确的是(　　)

A . X元素的电负性大于Y的 B . X元素的第一电离能大于Y的 C . Y在周期表中位于第三周期第ⅥA族 D . 原子半径:Mg<X

在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是:（）

A . Li，F B . Na，F C . Na，Cl D . Mg，O

在制取合成氨原料气的过程中，常混有一些杂质，如CO会使催化剂中毒。除去CO的化学方程式为（HAc表示醋酸）：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃=Cu（NH₃）₃（CO）Ac。请回答下列问题：

（1） C、N、O的电负性由大到小的顺序为。
（2）写出Cu的核外电子排布式。
（3）化合物Cu（NH₃）₃（CO）Ac中，金属元素的化合价为。
（4）在一定条件下NH₃和CO₂能合成尿素CO（NH₂）₂ ，尿素中C原子轨道的杂化类型为；1mol尿素分子中，σ 键的数目为。

氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：

（1）聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”，可做不粘锅涂层。它是一种准晶体，该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态锑(Sb)原子价电子排布的轨道式为。[H₂F]⁺[SbF₆]^-(氟酸锑)是一种超强酸，存在[H₂F]⁺ ，该离子的空间构型为，依次写出一种与[H₂F]⁺具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子分别是、。
（3）硼酸(H₃BO₃)和四氟硼酸铵(NH₄BF₄)都有着重要的化工用途。
①H₃BO₃和NH₄BF₄涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序(填元素符号)。

②H₃BO₃本身不能电离出H⁺ ，在水中易结合一个OH^﹣生成[B(OH)₄]^﹣ ，而体现弱酸性。[B(OH)₄]^﹣中B原子的杂化类型为。

③NH₄BF₄（四氟硼酸铵）可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在（填序号）：

A．离子键

B．σ键

C．π键

D．配位键      E.范德华力
（4）某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为N_A ，该晶体的密度ρ=g/cm³。

$\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )

A . CO的结构式： $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 中氮原子的轨道杂化类型： $\text{[math]}$ C . 电负性： $\text{[math]}$ D . 最高价氧化物的水化物的酸性： $\text{[math]}$

下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I表示，单位为kJ·mol^－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是( )

电离能	I₁	I₂	I₃	I₄	……
E	740	1 500	7 700	10 500	……

A . R的最高正价为＋3价 B . R元素的原子最外层共有4个电子 C . R元素位于元素周期表中ⅡA族 D . R 元素基态原子的电子排布式为1s²2s²

$\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原子序数依次增大的短周期元素，化合物 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 相遇会产生白烟， $\text{[math]}$ 为短周期金属性最强的元素，且四种元素的核外电子总数满足 $\text{[math]}$ ；下列叙述正确的是( )

A . 简单离子半径： $\text{[math]}$ B . 化合物 $\text{[math]}$ 为一元强酸 C . 电负性： $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 与其他四种元素均能形成两种及以上化合物

氮原子不但可以形成离子键，还可以形成σ键、π键、大π键和配位键等，成键的多样性使其形成了多种具有独特组成的物质。回答下列问题：

（1）电负性：NO(填“＞” 或“＜”)，基态氮原子价电子排布图不是，是因为该排布方式违背了。
（2）肼(H₂N-NH₂)分子中孤电子对与σ键的数目之比为，肼的相对分子质量与乙烯接近，但沸点远高于乙烯的原因是。
（3）正硝酸钠(Na₃NO₄)为白色晶体，是一种重要的化工原料。
①写出与Na₃NO₄的阴离子互为等电子体的一种阴离子：(填化学式)。

②在573K条件下，实验室中用NaNO₃和Na₂O在银皿中反应制得Na₃NO₄ ， Na₂O的立方晶胞如图所示。Na₂O晶胞的参数为a pm，则晶胞密度为g/cm³(列出计算式即可，N_A为阿伏加德罗常数的值)。

我国科学家利用Cs₂CO₃、XO₂（X=Si、Ge）和H₃BO₃首次合成了组成为CsXB₃O₇的非线性光学晶体。回答下列问题：

（1） C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为；第一电离能I₁（Si）I₁（Ge）（填“>”或“<”）。
（2）基态Ge原子价电子排布式为；SiO₂、GeO₂具有类似的晶体结构，SiO₂熔点较高，其原因是
（3）如图为硼酸晶体的片层结构，其中硼原子的杂化方式为。该晶体中存在的作用力有。

A．共价键 B．离子键 C．氢键
（4） Fe和Cu可分别与氧元素形成低价态氧化物FeO和Cu₂O。

①FeO立方晶胞结构如图1所示，则Fe²^＋的配位数为。

②Cu₂O立方晶胞结构如图2所示，若晶胞边长为acm，则该晶体的密度为g·cm^－³。（用含a、N_A的代数式表示，N_A代表阿伏加德罗常数）

由相邻短周期元素W、X、Y、Z组成的穴状配体结构如图(部分W和X未标注)X、Y、Z同周期，W原子半径在周期表中最小，下列说法错误的是（）

A . 第一电离能：Y>Z>X B . W、X、Y三种元素可形成直线型或平面型化合物 C . X、Y、Z分别与W形成的简单化合物，其熔沸点在同主族元素中均为最高 D . 含W、X、Y、Z元素的化合物，既可以形成分子晶体也可以形成离子晶体

镍锰酸锂(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)是一种成本低、原料丰富且环境友好的尖晶石结构材料，被认为是下一代动力锂离子电池首选的正极材料之一。回答下列问题：

（1）基态Mn原子的价电子层电子排布式为。
（2） Ni²⁺可与丁二酮肟反应生成如下物质：
①该物质中含有的化学键类型有(填标号)。
A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是。
（3） [Ni(N₂H₄)₂](N₃)₂是一种富氮含能材料，N₂H₄中氮原子的杂化方式为；写出一种与N $\text{[math]}$ 互为等电子体的分子(填化学式)；实验数据表明键角NH₃>PH₃>AsH₃ ，分析原因是。
（4）氮与碳还能形成一种离子液体的正离子，为使该正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与N原子相连的-C₂H₅ ，不能被H原子替换，原因是。
（5）研究人员设计了新款Li₃SBF₄快离子导体，具有良好导电能力，为锂离子电池的发展做出了有益的贡献。晶胞图如下，其中BF $\text{[math]}$ 位于体心，则 $\text{[math]}$ 位于(填“顶点”或“棱心”)。若该晶胞最近的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 距离为apm，则晶胞密度为g·cm^-3(列出计算式)。

四种元素的基态原子的价电子排布图如下，下列说法中正确的是（）

① ② ③ ④

A . 原子半径：③＞④＞②＞① B . 未成对电子数：①=④＞③＞② C . 电负性：②＞①＞④＞③ D . 第一电离能：②＞①＞③＞④

某种化合物的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，X的原子半径是元素周期表中最小的，下列说法正确的是（）

A . 电负性：Z>Q>Y B . 简单离子半径：W>Z>Q C . 该化合物中Z原子和Y原子都是 $\text{[math]}$ 杂化 D . Y的氢化物沸点可能大于Q的氢化物沸点

2022年2月我国科学家在《科学》杂志发表反型钙钛矿太阳能电池研究方面的最新科研成果论文，为钙钛矿电池研究开辟新方向。

（1）基态钛原子的px原子轨道上的电子数为个。与钛同周期的第ⅡB族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是(写元素符号)。
（2） Ti的配合物有多种，如Ti(CO)₆、Ti(H₂O) $\text{[math]}$ 、TiF $\text{[math]}$ 等。
①上述三种配位化合物中，配体所含原子中电负性由大到小的顺序是(写元素符号)；
②Ti(H₂O) $\text{[math]}$ 中配位 H₂O中H—O键的键角(填“大于”、“小于”或“等于”)游离H₂O中H—O键的键角，原因是。
③Ti(NO₃)₄的球棍结构如图，Ti的配位数是，N原子的杂化方式为。
（3）反型钙钛矿电池无需使用具有光催化活性的TiO₂(通过氮掺杂生成TiO_2-aNb，反应如图)，光照下的输出稳定性更好，更具发展潜力。
TiO_2-aN_b晶体中 a=。已知原子1、2的分数坐标为(0，0， $\text{[math]}$ )和(1，0，0)，则原子3的坐标为，设阿伏加德罗常数的值为N_A ， TiO₂的密度为g•cm^-3(列出计算式)。

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