高中化学必修二 第一章 物质结构 元素周期律 讲义及习题.docx
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高中化学必修二第一章物质结构元素周期律讲义及习题
第一章物质结构元素周期律
第一节元素周期表
一、原子结构
1、原子、分子、元素
①原子是化学变化中的最小粒子;
②分子是保持物质的化学性质中的最小粒子
③元素是具有相同核电荷数即核内质子数的一类原子的总称
2、原子核的构成
①核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数=原子序数
②原子是由原子中心的原子核和核外电子组成,而原子核是由质子和中子组成。
③1个电子带一个单位负电荷;中子不带电;1个质子带一个单位正电荷
3、质量数
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)=近似原子量
4、阳离子(aWm+):
带正电荷,核电荷数=质子数>核外电子数,核外电子数=a-m
阴离子(bYn-):
带负电荷,核电荷数=质子数<核外电子数,核外电子数=b+n
二.核素、同位素
1、定义
核素:
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
同位素:
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
※“同位”指几种同位素的质子数相同,在周期表中占据同一个位置。
许多元素具有多种同位素,同一元素的各种同位素虽然核内中子数不同(质量数不同),但它们的化学性质基本相同
2、同位素的特点
①化学性质几乎完全相同。
②天然存在的某种元素,不论是游离态还是化合态,其各种同位素所占的原子个数百分比(即丰度)一般是不变的。
三、元素周期表
1、编排原则
①按照原子序数递增的顺序从左到右排列
②将电子层数相同的元素排成一个横行
③把最外层电子数相同的元素(个别除外)按电子层数递增的顺序从上到到下排成列
④共有7个横行,18个纵行。
每一个横行称作一个周期,每一个纵行称作一族。
2、周期(周期序数=电子层数)
1、2、3周期为短周期,4、5、6周期为长周期,第7周期为不完全周期。
类别
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
短周期
1
H—He
2
1
2
Li—Ne
8
2
3
Na—Ar
8
3
长周期
4
K—Kr
18
4
5
Rb—Xe
18
5
6
Cs—Rn
32
6
不完全周期
7
Fr—112号
26
7
3、族(主族序数=最外层电子数)
共有18个纵行(7个主族、7个副族、一个零族、一个Ⅷ族(8、9、10三个纵行)
四、元素的性质与原子结构的关系
(一)碱金属元素
金属性:
指气态原子失去电子的能力大小的性质。
还原性:
指含有易失电子元素的物质的性质。
具有还原性的不一定有金属性
1、结构上的相似性与递变性
相同点:
最外层电子数都相同为1。
不同点:
核电荷数从Li到Cs逐渐增多,电子层数依次增多。
原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,金属性逐渐增强。
2、碱金属的物理性质
元素
色、态
硬度
密度
熔点
沸点
Li
银白固态
柔
软
小
大
高
低
高
低
Na
银白固态
K
银白固态
Rb
银白固态
Cs
略带金黄固态
3、化学性质
随着荷电荷数的增加,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小,最外层电子易失去,表现在参加化学反应时越来越剧烈,金属性增强。
(1)碱金属与氧气的反应(碱金属都能与氧气反应。
周期表中碱金属从上往下,与氧气的反应越来越剧烈。
钾与氧气反应生成比过氧化物更为复杂的氧化物(超氧化物))
碱金属
与氧气的化学反应方程式(加热)
锂
(白色、氧化锂)
钠
(淡黄色、过氧化钠)
钾
(橙黄色,超氧化钾)
(2)碱金属与水反应(碱金属与水反应都生成氢氧化物和氢气。
从上往下,反应越来越剧烈)
与水反应
现象
方程式
Na
在水面上四处游动,发出嘶嘶的声音
K
剧烈燃烧、轻微爆炸
Rb
更猛烈、燃烧、爆炸
4、金属性强弱的比较方法
①金属与水或者酸反应生成氢气的剧烈程度
②最高价氧化物对应水化物——氢氧化物的碱性强弱
二、卤族元素
递变性:
卤素随着荷电荷数的增加,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小,得电子能力越来越差,非金属性减弱。
1、结构的相似性和递变性
元素:
(1)结构上:
最外层都有7个电子,化学性质相似;
(2)随着核电荷数的增加,原子的电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
单质:
(1)相似性:
双原子分子,有颜色,不易溶于水(氟除外),易溶于苯、CCl4等有机溶剂。
(2)递变性:
从氟到碘,单质的颜色逐渐加深,密度依次增大,熔点、沸点依次升高。
2、物理性质
①颜色:
浅黄绿色~黄绿色~深红棕色~紫黑色颜色逐渐加深
②状态:
气态→液态→固态
③熔沸点:
逐渐升高
④密度:
逐渐增大
⑤溶解性:
逐渐减小
3、化学性质
(1)H2的反应
名称
反应条件
方程式
生成氢化物的稳定性
F2
冷暗处爆炸
H2+F2====2HF
HF很稳定
Cl2
光照
H2+Cl2=====2HCl
HCl稳定
Br2
高温
H2+Br2======2HBr
HBr较不稳定
I2
高温、持续加热
H2+I22HBr
HI很不稳定
卤素与H2、H2O、碱的反应,从氟到碘越来越不剧烈,条件越来越苛刻。
(3)随核电荷数的增加,卤素单质氧化性强弱顺序:
F2Cl2Br2I2
氧化性逐渐减弱
非金属性逐渐减弱
4、非金属性强弱判断依据:
①非金属元素单质与H2化合的难易程度,化合越容易,非金属性也越强。
②形成气态氢化物的稳定性:
气态氢化物越稳定,元素的非金属性也越强。
③最高氧化物对应水化物的酸性强弱:
酸性越强,对于非金属元素性也越强。
【必修二第一章第一节习题】
1.法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为“四中子”,也有人称之为“零号元素”。
下列有关“四中子粒子的说法不正确的是()
A.该粒子不显电性B.该粒子质量数为4
C.与氢元素的质子数相同D.该粒子质量比氢原子大
2.现有bXn-和aYm+两种离子,它们的电子数相同,则a与下列式子有相等关系的是()
(A)b-m-n(B)b+m+n
(C)b-m+n(D)b+m-n
3.某元素的阳离子Rn+,核外共x个电子,原子的质量数为A,则该元素原子里的中子数为()
(A)A-x-n(B)A-x+n
(C)A+x-n(D)A+x+n
4.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是
A.单质的熔、沸点逐渐降低B.卤素离子的还原性逐渐增强
C.单质的氧性逐渐增强D.气态氢化物的稳定性逐渐增强
5.砹(At)是放射性元素,它的化学性质符合卤素性质的变化规律,下列说法正确的是( )
A.HAt很稳定B.AgAt易溶于水C.砹易溶于有机溶剂D.砹是白色固
6.下列叙述正确的是()
A.卤素离子(X-)只有还原性而无氧化性
B.某元素由化合态变成游离态,该元素一定被氧化
C.失电子难的原子获得电子的能力一定强
D.负一价卤素离子的还原性在同一族中从上至下逐渐增强
7、碱金属元素钫(Fr)具有放射性,下列对其性质的预言中,错误的是()
A、在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B、它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱
C、钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
D、它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
8.在短周期元素中,原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是( )
A.金属元素B.稀有气体元素C.非金属元素D.无法确定为哪一类元
9.某一周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的ⅢA族元素的原子序数()
A.只有x+1B.可能是x+8C.可能是x+2D.可能是x+1或x+11或x+25
10.短周期元素X和Y可以形成XY4型化合物,若X的原子序数为m,Y的原子序数为n,则m和n的相互关系为()
A.m–13=nB.n+5=mC.m+8=nD.n–11=m
11.下列说法中正确的是()
A.每一周期的元素都是从碱金属开始,最后以稀有气体结束
B.同一周期中(除第一周期外),从左到右,各元素原子核的电子数都是从1个逐渐增加到8个
C.第二、三周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8个
D.第七周期只有23种元素
12.有短周期元素A、B、C,其中A、B同周期,B、C同主族,且最外层电子数之和为17,核电荷数之和为31,则A、B、C为()
A.C、N、SiB.N、P、OC.N、O、SD.C、Si、S
13、关于碱金属元素的下列叙述中,错误的是()
A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子
B.依Li、Na、K、Rb、Cs,单质熔沸点升高,密度增大
C.随核电荷数递增,氢氧化物碱性增强
D.随电子层数增加,原子半径增大,金属还原性增强
14、关于钠和钾元素的比较中,不正确的是()
A.钾原子失电子比钠原子容易B.钾离子氧化性比钠离子强
C.钾与水反应比钠剧烈D.KOH碱性比NaOH强
15、甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-(X-为Cl-、Br-、I-)离子。
向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。
则甲、乙、丙依次含有()
A.Br-、Cl-、I-B.I-、Br-、Cl-C.Br-、I-、Cl-D.Cl-、I-、Br-
16、镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素,下列关于镭性质描述不正确的()
A.在化合物中呈+2价B.单质能使水分解,放出氢气
C.氢氧化物呈两性D.碳酸盐难溶于水
17、鉴别Cl-、Br-、I-可以选用的试剂是()
A.碘水,淀粉溶液B.氯水,四氯化碳
C.淀粉,KI溶液D.硝酸银溶液,稀HNO3
18、已知钡的活动性处于钾和钠之间,则下述说法中可能实现的是()
A.钡可从氯化钾溶液中置换出钾
B.钡可从冷水中置换出氢气
C.钡可从氯化钠溶液中置换出钠
D.在溶液中钡离子可氧化金属锌,使之成为锌离子
19、下列各组粒子属于同位素的是()
A.Cl和ClB.K和CaC.O2和O3D.H2O和D2O
20、aX和bY分别是元素X和元素Y的一种同位素,已知a>b,则元素X和Y相对原子质量之间的关系是()
A.大于B.小于C.等于D.无法确定
21、在11g由D和18O组成的水中,含中子数为(NA表示阿伏加德罗常数)()
A.NAB.2NAC.6NAD.10NA
22、某元素X的核外电子数等于核内中子数,取2.8g该元素的单质与氧充分作用,可得到6g化合物XO2。
该元素在周期表中的位置是()
A.第三周期B.第二周期C.第Ⅳ主族D.第Ⅴ主族
23、1995年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子。
现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在周期表中的位置是()
A.第三周期第ⅠA族B.第四周期第ⅠA族
C.第五周期第ⅠA族D.第三周期第ⅡA族
24、下列说法正确的是()
①氘和氚是质量数不同、质子数相同的氢的两种同位素
②氢元素是指H
③H、H、H是氢的三种同位素,是同一元素的
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