U1.7 · 周期趋势练习题 · Periodic Trends

数据（kJ/mol）：Na 496，Al 578，Mg 738，Si 787。同周期总体增大，但 Al 比 Mg 小：Al 失去的是 3p 电子，3p 能量比 3s 高，离核也稍远，更容易移走。按原子序数排（A）就忽略了这个“反常”。

看相邻两级的比值：1757 ÷ 900 ≈ 2.0，14849 ÷ 1757 ≈ 8.5，21007 ÷ 14849 ≈ 1.4。第 2 级到第 3 级突增，说明 X 只有 2 个价电子，常形成 X²⁺。和 O²⁻ 结合，电荷配平为 XO（X 是铍）。

放出的能量（kJ/mol）：O 141，F 328，S 200，Cl 349。卤素比同周期的氧族大。F 虽然电负性最大，但原子很小，加进来的电子和原有的 2p 电子挤在一起、排斥很强，电子亲和能反而比 Cl 小。

F 和 Cl 都有 7 个价电子，受到的有效核电荷相近（约 +7）。F 只有两层电子，原子半径 57 pm，Cl 有三层，102 pm。距离更近，由库仑定律吸引更强，所以 F 把共用电子对拉向自己的能力更强。Cl 的核电荷数其实更大，F 的原子也更小。

Mg 是 [Ne]3s²，$\ce{Mg^2+}$ 是 1s²2s²2p⁶：两个 3s 电子都失去了，最外层变成 n = 2。核电荷没变（还是 12），但电子少了，剩下的电子受到的吸引更强。阴离子比原子大，“离子总是更小”不对。

读图时找柱子“突然变高”的地方：第 2 级 1451、第 3 级 7733 kJ/mol，相差 5.3 倍，其余相邻两级都不到 2 倍。前 2 个电子是价电子（3s²），第 3 个要从内层 n = 2 拿走，所以是第 2 族的 Mg。Na 的突跃在第 1、2 级之间，Al 在第 3、4 级之间，Si 在第 4、5 级之间。

先从图上认出 J、K：第 2 周期（Z = 3–10）总体上升，在 Z = 5 和 Z = 8 各有一次下降，J 是 N（1402 kJ/mol），K 是 O（1314 kJ/mol）。O 是 1s²2s²2p⁴，有一个 2p 轨道里成对的两个电子互相排斥，失去其中一个更容易。两者的电子都在 n = 2 能层，O 的核电荷数（8）更大、半径更小，所以其余三个选项都不对。