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高中一~高中二年级 (15-17岁)

周期表与元素性质

Periodic Table & Properties

周期表是依据电子排布预测元素性质的地图。 同族元素最外层电子数相同、化学性质相似;同一周期中,原子半径、电离能和电负性随有效核电荷有规律变化。 有效核电荷增大时,电子被拉得更紧,半径减小,电离能和电负性增大。 在这一页,你可以选择性质,在迷你周期表上比较周期性趋势。

直觉导入 — 周期表为何这般形状?
💡 核心:电子排布决定一切性质
①同族(纵列):最外层电子数相同 → 化学性质相似
②同周期(横行):电子壳数相同 → 原子大小相近
③门捷列夫留空格预测'未发现元素'的性质
④预测精准 → 周期表的伟大
⑤一张'元素地图',按位置即可预测性质
元素的周期性
0
🔍 比较三种趋势!
①原子半径:同周期向右减小(有效核电荷↑)
②电离能:同周期向右增大
③电负性:F(4.0)最大 — 稀有气体不定义
④三者均可由有效核电荷Z_eff统一解释
有效核电荷 — 三趋势的根本原因
原子半径
同周期:→减小 | 同族:↓增大
有效核电荷↑ → 更强地拉电子 → 半径↓
电离能
同周期:→增大 | 同族:↓减小
电离一个电子所需的最小能量
电负性
同周期:→增大 | 同族:↓减小
共价键中吸引电子的能力(F=4.0最大)
💡 什么是有效核电荷?
①核电荷Z = 质子数
②内层电子屏蔽核电荷 → 屏蔽效应
③Z_eff = Z − 屏蔽常数
④同周期向右:Z↑、屏蔽近似不变 → Z_eff↑
⑤Z_eff↑ → 拉力变强 → 半径↓、IE↑、EN↑
电离能的例外
📐 2族→13族、15族→16族例外
①Be(900) > B(801):由2s²跃至2p¹能差
②N(1402) > O(1314):2p³(半满)→2p⁴电子排斥增大
③以亚层稳定性(半满·全满)解释
④高考"同周期电离能并非始终增大"
⑤需说明2族·15族电离能高于下一元素的原因
动手算一算
例题 1
同周期内原子序数增大时原子半径如何变化?为什么?
1
同周期质子数增多,原子核吸引电子的力增强。
同周期:质子数 ↑ → 有效核电荷 ↑
2
电子壳层数不变,故原子半径减小。
电子壳层数相同 → 原子半径减小
原子半径减小
有效核电荷越大,对同一壳层电子的吸引越强,半径随之缩小。
例题 2
₁₁Na 与 ₁₇Cl 中第一电离能更大的是?(同为第3周期)
1
同周期内越往右有效核电荷越大,电离能随之增大。
同周期:越往右电离能 ↑
2
Cl(17)位于 Na(11)右侧,故电离能更大。
Cl(17) > Na(11)
Cl 更大
Cl 对电子束缚更强,移走一个电子需要更多能量。
总结
2023 评价院模考化学Ⅰ类题改编
下列第3周期元素中原子半径最大的是?
Na
Mg
Al
Si
Cl
① Na
1
同周期内越靠左有效核电荷越小,原子半径越大。
2
Na 是第3周期最左侧元素,故原子半径最大。
原子序数11(Na)在第3周期最左 → 原子半径最大
🎯 考试重点
①原子半径:周期减小·族增大
②电离能:与半径相反(注意例外!)
③电负性:F > O > N > Cl(必背!)
④稀有气体(18族)电负性未定义
⑤Z_eff是三性质的根本 — 'Z_eff↑则半径↓、IE↑、EN↑'
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