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二轮4物质结构元素周期律
专题二 基本理论
第4讲
物质结构和元素周期律
[主干知识·数码记忆]
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2012·天津高考)
U和
U是中子数不同质子数相同的同种核素()
(2)(2012·天津高考)短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子,均满足原子最外层8电子结构。
()
(3)(2012·安徽高考)NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键()
(4)(2012·海南高考)NH4Br的电子式:
+Br-()
(5)(2012·全国高考)单质分子中均不存在化学键。
()
(6)(过氧化钙(CaO2)的电子式
( )
二、必备知识掌握牢
1.原子或离子中各微粒间的数量关系
(1)质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。
(2)质量数=质子数+中子数。
(3)质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带正电荷数。
(4)质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带负电荷数。
2.元素、核素、同位素之间的关系
(1)同种元素的质子数:
核素1=核素2=…=核素n。
(2)同种元素的中子数:
核素1≠核素2≠…≠核素n。
3.化学键与物质类型关系
(1)离子化合物中一定存在离子键,可能存在共价键;共价化合物中一定不含离子键。
(2)金属元素与非金属元素形成的化合物不一定都是离子化合物,如AlCl3;
只由非金属元素形成的化合物不一定都是共价化合物,如铵盐。
(3)分子中不一定都有化学键,如稀有气体分子为单原子分子,不存在化学键。
(4)化学键分为离子键和共价键,不仅对物质的化学性质有影响,有些情况下对物理性质也有影响,如熔点、硬度、溶解性等。
三、常考题型要明了
考查10电子微粒
典例
考查学生对同位素的理解
演练1
考查原子结构的特殊性
演练2
[典例] A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子,已知:
①A++C-===D+E↑;②B++C-===2D。
请回答:
(1)C-的电子式是________。
(2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式____________________、________________________。
(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式______________。
(4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子________________。
————————————————————
—————————
10电子粒子的记忆方法:
以Ne为中心进行记忆
Ne
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[演练1] (2013·上海高考)230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U。
下列有关Th的说法正确的是( )
A.Th元素的质量数是232
B.Th元素的相对原子质量是231
C.232Th转换成233U是化学变化
D.230Th和232Th的化学性质相同
[演练2] (双选)(2013·连云港模拟)已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相等,而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物,则下列说法错误的是( )
A.Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物
B.X、Y、Z组成的盐中只含离子键
C.X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1,常温下为液态的两种化合物
D.由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种
1.(2015·上海,1)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。
关于
Lv的叙述错误的是( )
A.原子序数116B.中子数177
C.核外电子数116D.相对原子质量293
2.(2014·上海,7)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )
A.H3O+和OH-B.CO和N2
C.HNO2和NO
D.CH
和NH
3.已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的,它们之间有如图所示的转化关系,且A是一种含有18电子的微粒,C是一种含有10电子的微粒。
请完成下列各题:
(1)若A、D均是气态单质分子,写出A与B反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)若B、D属同主族元素的单质分子,写出C的电子式:
________________。
(3)若A、B均是含2个原子核的微粒,其中B中含有10个电子,D中含有18个电子,则A、B之间发生反应的离子方程式为____________________________________________________。
(4)若D是一种含有22电子的分子,则符合如图关系的A的物质有____________________(写物质的化学式,如果是有机物则写相应的结构简式)。
4.(2015·北京理综,9)最新报道:
科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2012·北京高考)已知33As、35Br位于同一周期,原子半径:
As>Cl>P。
()
(2)(2011·山东高考)元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价。
()
(3)(2012·山东高考)第ⅠA族金属元素是同周期元素中金属性最强的元素。
()
(4)(2013·重庆高考)碱性:
Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOH()
二、必备知识掌握牢
1.明确原子结构中的四个数量关系
(1)电子层数=周期序数
(2)质子数=原子序数
(3)最外层电子数=主族序数
(4)主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外)
最低负价=主族序数-8
2.掌握元素金属性、非金属性强弱比较的常见方法
(1)金属性强弱的比较。
①根据元素在周期表或金属活动性顺序中的位置。
②根据金属与盐溶液的置换反应。
③根据原电池的正、负极。
④根据金属与H2O(或酸)反应置换出氢的难易。
⑤根据最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。
(2)非金属性强弱的比较。
①依据非金属之间的置换反应。
如2F2+2H2O===4HF+O2,则非金属性F>O。
②依据非金属单质与H2化合的难易(或生成氢化物的稳定性),
如稳定性:
HF>HCl>HBr>HI,则非金属性:
F>Cl>Br>I。
③依据最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱,如酸性H2SiO3<H3PO4<H2SO4,则非金属性Si<P<S。
3.会比较五种情况下粒子半径的大小
(1)同周期元素的原子或最高价阳离子半径或简单阴离子半径从左至右逐渐减小(稀有气体元素除外),
如Na>Mg>Al>Si;Na+>Mg2+>Al3+;N3->O2->F-。
(2)同主族元素的原子或离子半径从上到下逐渐增大,如Li (3)电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增加而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。 (4)核电荷数相同(即同种元素)的粒子,电子数越多,半径越大,如Fe3+<Fe2+;Cl<Cl-。 (5)电子层数和所带电荷都不同的,可选相近的离子参照比较,如: 比较Al3+与S2-的半径大小,可选O2-为 参照,可知: Al3+<O2-、O2- 三、常考题型要明了 考查元素周期表的结构 典例 考查元素周期律 演练1 考查元素推断及元素周期律 演练2 [典例] (2013·山东高考)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( ) A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性 ——————————— —————————————————————— 关于元素周期表“细部特征”的五大经验规律 1.同周期相邻两主族元素原子序数差值 通常情况为1,但是同周期第ⅡA、ⅢA两主族较复杂,序数差为三种情况。 2.同主族相邻两周期元素原子序数差值 第ⅠA、ⅡA两主族同主族相邻两周期元素原子序数差等于周期元素种数,第ⅢA族及以后各主族原子序数(包括零族)差等于周期元素种数。 3.零族元素原子序数的应用 各周期零族元素原子序数分别为、、、、、,并推测第7周期的稀有气体元素原子序数为。 记住这些数据对推断已知原子序数的某些元素在元素周期表中的位置帮助很大。 4.元素原子序数的奇偶性与族序数奇偶性的关系 原子序数为奇数,元素原子最外层电子数目也为奇数,且处于奇数族(Ⅷ族除外);反之,原子序数为偶数,元素原子最外层电子数目也为偶数,且处于偶数族(Ⅷ族、零族除外)。 5.对角线“法则” A B C D 元素之间位置关系如图所示。 若如B、C右上左下对角线关系,则元素性质相差很大;若如A、D左上右下对角线关系,则元素性质相近或相似。 [演练1] (双选)(2012·广东高考)下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( ) A.原子半径: Z>Y>X B.气态氢化物的稳定性: R>W C.WX3和水反应形成的化合物是离子化合物 D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应 [演练2]随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母X表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题: (1)f在元素周期表的位置是__________。 (2)比较d、e常见离子的半径的小(用化学式表示,下同)_______>__________;比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是: _______>__________。 (3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式__________。 (4)已知1mole的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式: ___________________。 (5)上述元素可组成盐R: zx4f(gd4)2,向盛有10mL1mol·L-1R溶液的烧杯中滴加1mol·L-1NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下: ①R离子浓度由大到小的顺序是: __________。 ②写出m点反应的而离子方程式_________________。 ③若R溶液改加20mL1.2mol·L-1Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为__________mol。 题组一 “位—构—性”推断 1.(2015·全国卷Ⅰ,12)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。 下列说法正确的是( ) A.单质的沸点: W>XB.阴离子的还原性: W>Z C.氧化物的水化物的酸性: Y 2.(2012·北京高考)已知33As、35Br位于同一周期。 下列关系正确的是( ) A.原子半径: As>Cl>PB.热稳定性: HCl>AsH3>HBr C.还原性: As3->S2->Cl-D.酸性: H3AsO4>H2SO4>H3PO4 3.(2015·全国卷Ⅱ,9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。 a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。 下列叙述错误的是( ) A.元素的非金属性次序为c>b>a B.a和其他3种元素均能形成共价化合物 C.d和其他3种元素均能形成离子化合物 D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 4.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表: 元素代号 X Y Z M R Q 原子半径 (×10-10m) 1.86 0.99 1.43 1.60 0.75 0.74 主要化 合价 最高正价 +1 +7 +3 +2 +5 — 最低负价 — -1 — — -3 -2 下列说法正确的是( ) A.元素X和Q形成的化合物中不可能含有共价键 B.X、Z、R的最高价氧化物的水化物之间可两两相互反应 C.Q2-比R3-更容易失去电子 D.M(OH)2的碱性比XOH的碱性强 题组二 元素推断的综合应用 5.已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素,A与C同主族,A与B、A与E形成共价化合物,A与B形成的最简单化合物的水溶液呈碱性,E的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6,D是同周期中简单离子半径最小的元素。 (1)五种元素中,E在元素周期表中的位置是________________,画出C的原子结构示意图________________。 (2)B的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成的化合物中存在的化学键类型为__________________。 (3)C的最高价氧化物对应的水化物与D的最高价氧化物反应的化学方程式为____________________________________。 (4)已知X、Y、Z三种物质中均含有上述元素中的某一种元素,它们之间存在如图所示的转化关系: X Y Z ①X、Y、Z均含有同一种金属元素,若W固体俗称干冰,则反应Y―→Z的离子方程式为______________________;若W是强碱,且Y是白色难溶固体,则反应Y―→Z的离子方程式为_______________________________。 ②X、Y、Z是均含有同一种非金属元素的化合物,W是一种常见金属单质,且上述转化均在常温条件下完成,则反应Z―→Y的离子方程式为___________________________________。 元素周期表能够反映原子的位置和结构,在元素推断中如果已知元素在周期表中的位置,就可以快速确定元素的名称、原子结构及性质。 但在实际考查中往往不是呈现完整的元素周期表,而是呈现某一片段,这就要求根据呈现的片段结构中提供的信息来推断元素。 [典题](双选) (2013·潍坊模拟)元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。 下列推测不正确的是( ) A.同周期元素中X的金属性最强 B.原子半径X>Y,离子半径X+>Z2- C.同族元素中Y的氢化物稳定性最高 D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强 [针对训练] 1.(双选)(2013·广东高考)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示,其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。 则下列判断正确的是( ) A.非金属性: Z B.R与Q的电子数相差26 C.气态氢化物稳定性: R D.最高价氧化物的水化物的酸性: T>Q 2.(2013·福建高考)四种短周期元素在周期表中的位置如右图,其中只有M为金属元素。 下列说法不正确的是( ) A.原子半径Z B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱 C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小 D.Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族 ※【高考集锦】 1.(2015北京7)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是() A.酸性: H2SO4>H3PO4 B.非金属性: Cl>Br C.碱性: NaOH>Mg(OH)2D.热稳定性: Na2CO3>NaHCO3 2.(2015福建10)短周期元素X、Y、Z、W在元索周期表中的相对位置如右下图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍,下列说法不正确的是 A.原子半径: W>Z>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性: X>W>Z C.最简单气态氢化物的热稳定性: Y>X>W>Z D.元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等 3.(2015海南2)下列离子中半径最大的是 A.Na+B.Mg2+C.O2-D.F- 4.(2015海南12)a.b.c.d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。 下列叙述错误的是 A.d元素的非金属性最强 B.它们均存在两种或两种以上的氧化物 C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物 D...b.c.d与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键 5.(2015重庆2)下列说法正确的是 A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强 B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强 C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 6.(2015广东23)甲~庚等元素在元素周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应的水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,下列判断正确的是 A.丙与戊的原子序数相差28 B.气态氢化物的稳定性: 庚<己<戊 C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应 D.丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维 Y Z X W 7.(2015山东8)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。 已知YW的原子充数之和是Z的3倍,下列说法正确的是 A原子半径: X B气态氢化物的稳定性: X>Z CZ、W均可与Mg形成离子化合物 D最高价氧化物对应水化物的酸性: Y>W 8.(2015新课标Ⅱ9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。 a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。 下列叙述错误的是() A.元素的非金属性次序为c>b>a B.a和其他3种元素均能形成共价化合物 C.d和其他3种元素均能形成离子化合物 D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 9.(2015新课标Ⅰ12)W、X、Y、Z均为的短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。 下列说法正确的是() A.单质的沸点: W>XB.阴离子的还原性: W>Z C.氧化物的水化物的酸性: Y 10.(2015浙江9)右下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。 下列说法正确的是 X Y Z W T A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增 B.Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C.YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力 D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性 1.金属钛对体液无毒且有惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,因而有“生命金属”之称。 下列有关 Ti和 Ti的说法中正确的是( ) A. Ti和 Ti中均含有22个中子 B. Ti和 Ti核外均有4个电子层 C.分别由 Ti和 Ti组成的金属钛单质互称为同分异构体 D. Ti和 Ti的性质完全相同 2.(双选)(2013·浙江高考改编)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是( ) X Y Z W Q A.钠与W可能形成Na2W2化合物 B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电 C.W得电子能力比Q弱 D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体 3.(2012·大纲版全国卷)元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径,X元素为( ) A.Al B.PC.ArD.K 4.(2013·天津高考)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( ) A.ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物 B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7 C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大 D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强 5.在周期表主族元素中,甲元素与乙、丙、丁三元素紧密相邻(上下或左右),甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数,这四种元素原子的最外层电子数之和为20。 下列说法正确的是( ) A.甲、乙、丙、丁四种元素均为短周期元素 B.气态氢化物的稳定性: 甲>乙 C.最高价氧化物对应的水化物的酸性: 甲<丙 D.元素丁与乙形成的化合物中可能含有离子键 6.已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是( ) A.化合物XZW既含离子键也含共价键B.对应气态氢化物的稳定性Y>Z C.对应简单离子半径: X>WD.Y的氧化物能与Z或X的最高价氧化物对应的水化物反应 7.(2015·上海市高三4月二模)X+、Y+、M2+、N2-均为含有一定数目电子的短周期元素的简单离子,离子半径大小关系是N2->Y+、Y+>X+、Y+>M2+,下列比较正确的是( ) A.原子半径: N可能比Y大,也可能比Y小 B.原子序数: N>M>X>Y C.M2+、N2-核外电子数: 可能相等,也可能不等 D.碱性: M(OH)2>YOH 8.X、Y为短周期元素,X原子各电子层的电子数比为1∶4∶1,它比Y原子多3个电子。 下列叙述错误的是( ) A.X离子半径小于Y离子半径 B.X单质在空气中燃烧不止生成一种化合物 C.Y的氢化物的稳定性比同族元素的高 D.X、Y形成的化合物属于共价化合物 9.已知几种短周期元素的原子半径、常见的最高价和最低价如下表,下列说法中不正确的是( ) 元素性质 元素编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 原子半径(nm) 0.073 0.075 0.152 0.110 0.099 0.186 0.143 最高正化合价 无 +5 +1 +5 +7 +1 +3 最低负化合价 -2 -3 无 -3 -1 无 无 A.⑦的简单离子不是同周期元素离子半径最小的 B.气态氢化物的稳定性①>② C.②的气态氢化物浓溶液可用于检
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- 二轮 物质 结构 元素周期律