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
答案 A
解析 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,故A正确,C不正确;由于镁的价电子排布为3s2(3p轨道全空),而Al的价电子排布为3s23p1,故铝的第一电离能小于镁的,B不正确;钾比镁活泼更易失电子,钾的第一电离能小于镁,D错误。二 电离能的应用
1.比较金属的活泼性和元素的金属性
碱金属元素的第一电离能越小,碱金属元素的原子越容易失去电子,碱金属的活泼性越强;一般情况下,元素的第一电离能越小,元素的金属性越强。
2.判断原子易失去电子的数目和元素的化合价
下表为Na、Mg、Al的电离能(kJ·mol-1)。
元素
Na Mg Al I1 496 738 577 I2 4562 1451 1817 I3 6912 7733 2745 I4 9543 10540 11575 分析上表中各元素电离能的变化,回答下列问题:
(1)钠原子为什么容易失去1个电子成为+1价的阳离子?
答案 钠原子的I2≫I1,说明钠原子很容易失去1个电子成为+1价阳离子,形成Na+:1s22s22p6稳定结构后,核对外层电子的有效吸引作用变得更强。因此,钠元素常见价态为+1价。一般情况下,钠原子不能形成+2价阳离子。
(2)上表中能够说明镁、铝原子通常分别形成Mg2+、Al3+的依据是什么?
答案 说明镁原子通常形成+2价阳离子的依据是I3≫I2。
说明铝原子通常形成+3价阳离子的依据是I4≫I3。
[归纳总结]
1.通常情况下:同一元素的电离能逐级增大。因为离子的电荷正值越来越大,离子半径越来越小,所以失去这些电子逐渐变难,需要的能量越来越高。
2.由于电子是分层排布的,内层电子比外层电子难失去,因此元素的电离能会发生突变。
[活学活用]