原子结构与元素周期律章复习.docx

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原子结构与元素周期律章复习

原子结构与元素周期律章复习

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原子结构与元素周期律章复习

　　【知识总结】

　　一、基本概念　　本章涉及的概念有原子、原子核、质子、中子、电子、夸克、质量数、元素、核素、同位素等。

它们之间具有千丝万缕的关系。

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　　1、原子的构成　　原子是化学变化中的最小微粒，但原子不是最小微粒，其内部又由原子核和核外电子构成，原子核又由质子和中子构成，研究发现，质子和中子里面还有更小的粒子—夸克，夸克属于不可再分的基本粒子。

科学家提出了各种原子模型，最具代表性的是卢瑟福的核式原子模型，通过经典的α粒子散射实验，充分证明了原子内部由原子核和核外电子构成、原子内原子核占据空间很小、原子的质量主要集中在原子核上、原子核带正电等结论。

p1EanqFDPw

　　2、微粒之间的等量关系　　（1>电量关系

　　原子内原子核带正电，核外电子带负电，而整个原子不带电，故原子核带的正电量（用核电荷数表示>等于核外电子带的负电量（用电子数表示>，可得关系式：

核电荷数＝核外电子数。

　　原子核又由质子和中子构成，中子不带电，故原子核带的正电量等于质子带的正电量。

一个质子带一个单位正电荷，可用质子数表示原子核内质子带的正电量总量，可得关系式：

核电荷数＝核内质子数。

　　综合关系式为：

核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。

　　（2>质量关系

　　相对于质子和中子而言，电子质量很小，可忽略不计，原子的质量主要由原子核的质量决定，即由质子与中子的质量和决定。

原子的相对质量取其整数值就是质量数，质子和中子的相对质量在数值上等于质子数、中子数，故可得如下关系式：

质量数（A>＝质子数（Z>＋中子数（N>

　　以上两个关系式中都有质子数，故质子数往往起桥梁作用。

DXDiTa9E3d

　　3、元素的核素与同位素的关系：

　　（1>概念：

　　元素是具有相同质子数（核电荷数>的－类原子的总称。

　　核素：

具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。

　　同位素：

是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素的互称。

　　（2>概念间的关系

　　元素是宏观概念，是质子数相同的一类原子（即核素>的总称。

同种元素的原子质子数相同，但中子数不一定相同，即属于同种元素的原子可以是不同的核素，这些不同的核素之间互称同位素。

　　同位素不同于同素异形体，下表是二者的比较：

RTCrpUDGiT

　　二、基本规律

　　（一>核外电子排布规律

　　1、核外电子的分层排布　　在含有多个电子的原子里，能量低的电子在离核近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动。

即电子是在原子核外距核由近及远、能量由低到高的不同电子层上运动。

目前，元素原子的核外电子最多分为七个电子层，能量由低到高依次为K、L、M、N、O、P、Q层。

5PCzVD7HxA

　　2、核外电子排布规律　　（1>核外电子根据能量由低到高依次排布，即先排满最低层（K层>，再依次排L层、M层等。

　　（2>各电子层最多容纳的电子数为2n2（n代表电子层数>。

　　（3>最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。

　　根据上述规律，能画出1～18号元素的原子结构示意图。

jLBHrnAILg

　　（二>元素周期律

　　1、规律探索　　观察1～18号元素原子核外电子排布，发现有一定的规律性：

Li、Be、B、C、N、O、F的电子层数相同（都为2层>，最外层电子数从1一直增加到7；它们的原子半径依次减小；最高化合价从＋1到＋5（O、F无最高正价>，最低负价从－4到－1。

Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl又出现了最外层电子数从1到7；原子半径也是依次减小；最高化合价从+1到+7，最低负价从－4到－1。

可见，原子的核外电子排布，元素的性质出现了周期性变化，这就是元素周期律。

xHAQX74J0X

　　2、元素周期律　　元素的性质随元素原子序数的递增而呈现周期性的变化，这个规律叫做元素周期律。

元素周期律的发现，能指导人们预测元素及其化合物的性质。

　　元素周期律的具体表现形式是元素周期表。

LDAYtRyKfE

　　（三>元素周期表

　　1、元素周期表的结构　　（1>横行为周期

　　把原子核外电子层数相同的元素排成一个横行，称为一个周期，即周期数等于元素原子核外的电子层数。

因原子核外电子排布最多七个电子层，故元素周期表共有七个周期。

　　不完全周期：

第七周期：

26种元素（目前还未排满>

　　（2>纵行为族：

　　把原子核外最外层电子数相同的元素分成一个纵行，称为族，主族的族序数等于最外层电子数。

元素周期表中共18个纵行，分为16个族（Ⅷ族包括3个纵行>，有7个主族，7个副族，1个Ⅷ族和1个零族。

　　（3>确定元素在周期表中的位置

　　某元素原子核外电子数确定后，电子层数和最外层电子数都已确定，该元素在周期表中的位置也就确定下来。

但由于中学涉及的核外电子排布知识较为简单，主要能分析前18种元素的原子核外电子排布。

可利用稀有气体元素的原子序数分析原子序数较大的元素在周期表中的分布：

首先熟练记忆稀有气体元素的原子序数：

He（2>、Ne（10>、Ar（18>、Kr（36>、Xe（54>、Rn（86>；其次，对18个纵行分别对应的族的情况能够正确分析。

这样可根据某元素原子序数与接近的稀有气体的原子序数相比较，确定该元素在第几纵行和第几横行，从而确定出在周期表中的位置。

Zzz6ZB2Ltk

　　2、元素周期表的应用　　（1>同周期元素性质的递变

　　规律：

同周期元素，从左到右，随原子序数的递增，元素得电子能力增强，即非金属性增强，失电子能力减弱，即金属性减弱。

　　原因：

同周期元素，随原子序数的递增，原子核对核外电子的吸引力增强，故得电子能力增强，失电子能力减弱。

　　体现：

　　①金属性越强，金属单质置换酸或水中的氢的能力越强：

Na能从冷水中置换出氢，Mg与沸水反应，Al很难反应，金属性强弱为Na＞Mg＞Al。

　　②金属性越强，金属元素最高价氧化物的水化合物碱性越强：

NaOH为强碱，Mg（OH>2为中强碱，Al（OH>3为两性氢氧化物，金属性为Na＞Mg＞Al。

　　③非金属越强，单质与H2化合能力越强：

Si与H2极难化合，P蒸气高温下与H2能化合，S加热时与H2化合，Cl2点燃或光照条件下与H2化合。

且氢化物的稳定性为SiH4＜PH3＜H2S＜HCl，非金属性Si＜P＜S＜Cl。

　　④非金属性越强，元素最高价氧化物的水化物酸性越强：

酸性强弱为：

H4SiO4＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4，非金属性Si＜P＜S＜Cl。

　　（2>同主族元素性质的相似性和递变性

　　相似性规律：

同主族元素原子的最外电子层上电子数目相同，化学性质具有相似性。

　　递变性规律：

同主族元素，从上到下，随原子序数的递增，元素的金属性增强，非金属性减弱。

　　原因：

随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引程度减小，失电子能力增强，得电子能力减弱。

　　体现：

　　①ⅠA族元素比较，随原子序数的递增，单质与水反应程度依次增强：

Li＜Na＜K＜Rb。

　　②ⅦA族元素比较，随原子序数的递增，单质与氢气化合程度依次减弱：

F2＞Cl2＞Br2＞I2。

最高价氧化物的水化物酸性依次减弱HClO4＞HBrO4＞HIO4（F无含氧酸>。

　　（3>预测某些元素的性质

　　根据元素在周期表中的位置，可从其同主族元素的性质类推该元素的性质的相似性，有时也存在对角线相似规则，（如Li与Mg、Be与Al的性质相似>。

同时，还必须注意性质的递变性。

　　（4>元素周期表可指导生产实践

　　人们可在金属与非金属交界处寻找半导体材料，在过渡元素中找催化剂等，都是利用周期中位置靠近的元素具有相似性的性质进行的分析。

元素周期律和元素周期表还能指导科学家探索新物质，在生产实践、科学研究方面有极其重要的意义。

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　　【例题分析】

　　例1、锶是元素周期表中第5周期的ⅡA族元素，下列关于锶的性质描述中不正确的是（　　>

　　A、在化合物中呈＋2价　　　　　B、单质使水分解，放出氢气

　　C、氢氧化物呈两性　　　　　　D、碳酸盐难溶于水rqyn14ZNXI

　　解读：

解此题的关键是熟练掌握和灵活运用有关金属钙及其化合物性质、元素周期律方面的理论。

在周期表中的同族金属元素，从上到下其金属性依次增强，因此，可以确定其单质使水分解，放出氢气；其氢氧化物呈现出比氢氧化钙更强的碱性，而不能呈两性。

所以选项B正确，而选项C不正确。

碳酸钙难溶于水，钙和锶两种元素性质相似，可以推测碳酸锶也难溶于水。

　　答案：

CEmxvxOtOco

　　例2、根据周期律对角线规则，金属Be与铝单质及其化合物的性质相似。

又知AlCl3熔、沸点较低，易升华。

试回答下列问题：

　　（1>写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式（生成Na2BeO2>：

。

　　（2>Be（OH>2和Mg（OH>2可用试剂鉴别，其离子方程式为。

　　（3>BeCl2是（填“离子化合物”或“共价化合物”>，其电子式为。

SixE2yXPq5

　　解读：

在元素周期表中，Be和Al（还有Li和Mg等>处于对角线位置，根据题给信息，这些元素的单质及化合物性质相似（化学上称之为对角线规则>，由熟知Al的单质及化合物的性质，不难类推出Be的性质。

　　答案：

（1>Be＋2OH-＝BeO22-＋H2↑

　　（2>NaOH溶液；Be（OH>2＋2OH-＝BeO22-＋2H2O

　　（3>共价化合物；

。

6ewMyirQFL

　　例3、X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。

在一定条件下有如下反应：

Y＋X→A（气>，Y＋Z→B（气>。

请针对以下两种不同情况回答：

　　（1>若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成固体C时有白烟产生，则：

　　①Y的化学式是；

　　②生成固体C的化学方程式是。

　　（2>若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则：

　　①B的化学式是；

　　②向苛性钠溶液中通入过量的A，所发生反应的离子方程式；

　　③将Y与（1>中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是。

kavU42VRUs

　　解读：

短周期非金属元素单质（除稀有气体外>有：

　　H2（气体>、N2（气体>、O2（气体>、F2（气体>、P（固体>、S（固体>、Cl2（气体>。

　　（1>若X、Y、Z都为气体，则Y为H2，X可能为N2，Z可能为Cl2，对应的A为NH3，B为HCl。

两者反应生成NH4Cl固体，观察到有白烟。

　　（2>若Y为固体，X、Z为气体，则X为H2，Y为S，Z为O2，A为H2S，B为SO2。

H2S在空气中充分燃烧生成SO2。

　　过量H2S与NaOH反应生成NaHS，离子方程式：

H2S＋OH-＝HS-＋H2O。

S和Cl2反应生成的强酸只能是H2SO4和HCl，方程式：

S＋3Cl2＋4H2O＝H2SO4＋6HCl。

　　答案：

（1>①H2；②NH3＋HCl＝NH4Cl

　　（2>①SO2；②H2S＋OH-＝HS-＋H2O

　　③S＋3Cl2＋4H2O＝H2SO4＋6HCly6v3ALoS89

　　【达标练习】

　　1、X2、Y、Z2为三种元素的单质。

已知有下列反应：

　　Cu＋X2

CuX2,2Cu＋Y

Cu2Y，2KX＋Z2＝2KZ＋X2

　　在Cu2Y中，Y为－2价。

下列关于X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱排列顺序正确的是（　　>

　　A、HXO4＞H2YO4＞HZO4　　　　　B、HZO4＞HXO4＞H2YO4

　　C、HZO4＞H2YO4＞HXO4　　　　　D、H2YO4＞HZO4＞HXO4M2ub6vSTnP

　　2、氡是放射性稀有元素，氡气吸入体内有害健康。

氡的原子序数是86，相对原子质量是222。

科学家还发现某些放射性矿物分解放出的“锕射气”是由质子数86、质量数219的原子组成。

下列有关氡的说法正确的是（　　>

　　A、氡气在标准状况下的密度约是9.91g·L-1

　　B、氡气化学性质较活泼，因此对人体有害

　　C、氡原子核外有7个电子层，最外层有8个电子

　　D、“锕射气”是氡的同素异形体

　　（提示：

考查元素在周期表中的位置及性质>0YujCfmUCw

　　3、由A元素的三种同位素组成分子A2，其相对分子质量最多可能有几种（　　>

　　A、3种　　　　　B、4种　　　　　C、5种　　　　　D、6种

　　（提示：

运用数学方法解题>eUts8ZQVRd

　　4、若原子核外电子排布的基本规律为最外层电子数不超过5个，次外层电子数不超过10个，倒数第三层电子数不超过15个，而各电子层电子的最大容量仍为2n2，则元素周期表中第三、四、五周期含有的元素分别有（　>

　　A、5种、10种、15种　　　　　B、8种、18种、18种

　　C、8种、10种、15种　　　　　D、9种、10种、15种sQsAEJkW5T

　　5、A、B、C为短周期的三种元素。

已知A、B处于同周期；A、C的最低价离子分别为A2-和C-，A2-的离子半径大于C-；B2+与C-具有相同的电子层结构。

以下叙述中正确的是（　　>

　　A、原子半径：

A＞B＞C　　　　　B、原子序数：

B＞A＞C

　　C、离子半径：

A2-＞C-＞B2+　　　D、最外层电子数：

B＞A＞C

　　（提示：

考查原子序数、微粒半径与位置三者的关系>GMsIasNXkA

　　6、若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能为（　　>

　　A、1　　　　　B、3　　　　　C、5　　　　　D、6

　　（提示：

运用列举法或奇偶法>

　　7、下列排列顺序，错误的是（　　>

　　A、原子半径：

O＜S＜Na　　　　　　　　B、稳定性：

PH3＞H2S＞NH3

　　C、酸性：

H3PO4＜H2SO4＜HClO4　　　　　　D、碱性：

Al（OH>3＜Mg（OH>2＜NaOH

　　（提示：

考查元素周期律的应用>TIrRGchYzg

　　8、四种主族的离子aXm+、bYn+、cZn-、dRm-、（a、b、c、d为元素的原子序数>，它们具有相同的电子层结构，若m＞n，对下列叙述的判断正确的是（　　>

　　①a－b＝n－m，②元素的原子序数a＞b＞c＞d，③元素非金属性Z＞R，④最高价氧化物对应水化物的碱性X＞Y。

　　A、只有③正确　　　　B、①②③④正确

　　C、①②③正确　　　　D、②③正确7EqZcWLZNX

　　9、2000年在河南发现世界级特大金红石（含TiO2>矿床，这一发现具有重大战略意义，钛元素被称作21世纪的金属。

钛元素的同位素有

。

下列说法中正确的是（　　>

　　A、钛原子内中子数与电子数相同　　　　B、钛元素的相对原子质量为48　　C、钛在周期表中位于第四周期　　　　D、钛属于Ⅳ族元素lzq7IGf02E

　　10、今年2月1日俄罗斯和美国同时宣布，成功合成了113号和115号新元素，已知115号元素的一种核素为

，下列有关113号、115号元素的有关叙述正确的是（　　>

　　A、113号元素位于周期表第八周期

　　B、该115号的元素的这种同位素中，中子数与电子数之差为174

　　C、该115号元素原子与碳原子质量之比为115∶12

　　D、115号元素可显＋5价zvpgeqJ1hk

　　11、两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的共有（　　>

　　A、1对　　　　B、2对　　　　C、3对　　　　D、4对NrpoJac3v1

　　12、我国已启动“嫦娥工程”探月计划，拟于2007年前发射绕月飞行的探测卫星——“嫦娥一号”。

人类探月的重要目的之一是勘察、获取地球上蕴藏量很小而月球上却极为丰富的核聚变燃料——“He－3”，解决地球能源危机。

已知“C－13”是指原子核内含有6个质子、7个中子的碳原子，则“He－3”所指的氦原子核内（　　>

　　A、含有3个质子，没有中子　　　B、含有2个质子，1个中子

　　C、含有1个质子，2个中子　　　　D、含有3个中子，没有质子1nowfTG4KI

　　13、今有A、B、C、D四种短周期元素。

它们的核电荷数依次增大，A与C，B与D分别是同族元素。

B、D两元素的质子数之和是A、C两元素质子数之和的两倍，这四种元素中有一种元素的单质易溶于CS2溶剂中。

则这四种元素分别为A；B；C；D。

写出两种均含四种元素的化合物相互反应放出气体的化学方程式。

fjnFLDa5Zo

　　14、X、Y、Z是短周期元素的三种常见氧化物。

X跟水反应后可生成一种具有还原性的不稳定的二元酸，该酸的化学式是；Y和X的组成元素相同，Y的化学式是；1molZ在加热时跟水反应的产物需要用6mol的氢氧化钠才能完全中和，Z的化学式是，其中和产物的化学式是。

在一定条件下，Y可以跟非金属单质A反应生成X和Z，其反应的化学方程式是。

tfnNhnE6e5

　　15、第ⅣA族元素R，在它的化合物R（OH>n中，其质量分数为0.778，在它的另一种化合物R（OH>m中，其质量分数为0.636。

　　（1>试求：

n＝，m＝。

　　（2>试求R的相对原子质量：

a＝。

HbmVN777sL

　　【参考答案】

　　1、B；2、A；3、D；4、C；5、C；6、D；7、B；8、D；9、C；10、D；11、B；12、B；

　　13、A：

H；B：

O；C：

Na；D：

S；NaHSO3＋NaHSO4＝Na2SO4＋H2O＋SO2↑

　　14、H2SO3；SO3；P2O5；Na3PO4；H2O；2P＋5SO3＝5SO2＋P2O5

　　15、（1>2，4；（2>119　　V7l4jRB8Hs

申明：

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