第七讲物质结构元素周期律.docx

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第七讲物质结构元素周期律

高三化学讲学稿

第七讲物质结构、元素周期律

主编：

安文燕

考纲：

1.了解元素、核素、同位素的含义；

2.了解原子结构。

了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及它们之间的相互关系；

3.了解原子核外电子排布；

4.掌握元素周期律的实质。

了解元素周期表的结构及应用；

5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系；

6.以IA和VIIA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系；

7.了解金属、非金属在周期表中的位置及其性质递变的规律；

8.了解化学键的定义。

了解离子键、共价键的形成。

讲学案

复备笔记纠错栏

【自主学习】——自我完善，自我提高！

【复习回顾】：

1、①物质是由、等微观粒子构成的，这些粒子处于不断运动之中。

②在变化中，分子不会变成其他分子；在变化中，分子会变成其他分子。

构成物质的分子是的最小粒子。

③在化学变化中，可以分为，又可以结合成新的。

④在化学变化中，不能再分，它是的最小粒子。

2、①原子是由居于原子中心的与构成的。

②原子核是由与构成的。

③每个质子带电荷，每个电子带电荷，中子电荷。

一、原子结构

（带1个单位）

1.原子

（不带电）

原子核

（带1个单位）

2.核电荷数===

3.原子组成的表示：

质量数=+

4.原子核外电子排布：

①原子核外电子分层排列，且优先排满能量低的轨道。

②各层最多容纳个电子。

③最外层最多容纳个电子。

④次外层最多容纳个电子。

⑤倒数第三层最多容纳个电子。

【课堂检测1】：

请画出下列元素的原子结构示意图：

①、12号元素

②、32号元素

③、51号元素

④、86号元素

【课堂检测2】：

某元素原子的核外电子数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子

结构示意图是。

【课堂检测3】：

（改编2013安徽卷25，）（15分）

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：

元素

相关信息

X

最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3

Y

地壳中含量最高的元素

Z

最外层电子数等于电子层数

W

有一种核素质量数等于28，中子数为14

（1）W位于元素周期表第周期第族；W的原子半径比X的（填“大”或“小”）。

（2）Z的金属性能比W的（填“大”或“小”）；XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。

（3）振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是____________________；

W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是________________________。

（4）在25°、101Kpa下，已知13.5g的

固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ,该反应的热化学方程式是______________________________________________。

二、、元素周期律与元素周期表的基础知识

1、周期表的结构：

1.周期：

具有相同电子层数而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的一系列元素。

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

2

3

长周期

4

5

6

不完全周期

7

周期序数=电子层数

2.族：

不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。

主族：

___个；由___元素和___元素共同组成；用___________表示。

副族：

___个；仅由______元素共同组成；

族用___________表示。

零族：

___个；仅由______元素共同组成；

Ⅷ族：

___个纵行；Fe、Co、Ni等元素

主族元素的族序数=元素的最外层电子数

或主族序数=最外层电子数

【课堂检测4】：

推算原子序数为6,13,34,53的元素在周期表中的位置。

⑴6号元素：

⑵13号元素：

⑶34号元素：

⑷53号元素：

【课堂检测5】：

四种短周期元素在周期

表中的相对

位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。

X

Y

Z

W

请回答下列问题：

（1）元素Z位于周期表中第______________周期，___________族；

（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_______________（写化学式）；

（3）XW2的电子式为_______________；

（4）Y的最高价氧化物的化学式为________________；

（5）W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应，且相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70％。

该化合物的化学式为_________________。

【课堂检测6】：

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Z的氢化物稳定性最强

D、同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强

【课堂检测7】：

下列各组给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是

A.3和17　　　　B.1和8　　　　C.1和6　　　　D.7和12

【课堂检测8】：

根据表1信息，判断以下叙述正确的是

表1　部分短周期元素的原子半径及主要化合价

元素代号

L

M

Q

R

T

原子半径／nm

0.160

0.143

0.089

0.104

0.066

主要化合价

＋2

＋3

＋2

＋6、－2

－2

A．氢化物的沸点为H2T＜H2R　　　　　　　

B．单质与稀盐酸反应的速率为L＜Q

C．M与T形成的化合物具有两性　　　　　

D．L2＋与R2－的核外电子数相同

【课堂检测9】：

A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应。

B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布；5.8gB的氢氧化物恰好能与100mL2mol·L—1盐酸完全反应；B原子核中质子数和中子数相等。

H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。

D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍。

回答：

（1）元素C位于第__________周期第__________族，它的最高价氧化物的化学式为____________。

（2）A元素是___________，B元素是___________，D元素是__________。

（3）A与D形成稳定化合物的化学式是_____________，判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是

（4）C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为

三．元素周期律：

金属性的判断：

①__________________________________；

②__________________________________；

③__________________________________。

非金属性的判断：

①___________________________________；②__________________________________；③__________________________________。

1、探究第三周期元素性质递变规律：

（1）钠镁铝金属性的递变规律

①与水反应：

Mg常温下与水无明显现象；加热镁带表面有大量气泡出现，滴入酚酞溶液变红。

Al在常温或加热下，遇水无明显现象。

②与酸反应：

Mg与盐酸反应要比Al剧烈。

③Na2O、MgO为碱性氧化物，Al2O3为两性氧化物。

Al（OH）3为两性两性氢氧化物。

；

＿Al2O3+＿NaOH=＿＿＿+＿＿＿。

＿Al（OH）3+＿H2SO4==＿＿+＿＿；

＿Al（OH）3+＿NaOH=＿＿+＿＿＿。

⑵硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律

Si

P

S

Cl

最高正价

最低负价

单质与氢气反应的条件及氢化物稳定性

最高价氧化物

离高价氧化物的水化物

H4SiO4

弱酸

H3PO4

中强酸

H2SO4

强酸

HClO4

最强无机酸

酸性逐渐增强

结论

综上所述，我们可以从11～18号元素性质的变化中得出如下结论：

NaMgAlSiPSClAr

金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强稀有气体元素

同周期元素，随核电荷数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

2同主族元素性质递变规律：

⑴卤素：

1与H2反应：

F2与H2反应在阴暗处相遇就爆炸；Cl2与H2反应在光照或点燃时反应；Br2与H2反应在加热时反应；I2与H2反应在加热时反应。

2气态氢化物的定性：

HF非常稳定，很难分解；HCl在1000℃以上分解；HBr受热就会分解；HI生成的同时就分解。

3最高价氧化物对应水化物的酸性：

HClO4是最强的含氧酸。

结论：

同主族元素随___________________________非金属性依次减弱。

⑵碱金属元素：

与水反应：

Li常温下与水较为平缓；Na与水反应剧烈；K与水反应能听到轻微的爆炸声。

结论：

同主族元素随___________________________金属性依次增强。

结论：

元素的金属性和非金属性与元素在周期表中的递变关系

（1）同周期元素：

同周期，电子层数相同，即原子序数越大，原子半径越，核对电子的引力越，原子失电子能力越，得电子能力越，金属性越、非金属性越。

（2）同主族元素：

同主族，电子层数越多原子半径越核对电子引力越原子失电子能力越强得电子能力越弱金属性越、非金属性越。

3.元素周期律：

随着原子序数的递增：

⑴原子结构呈周期性变化：

最外层电子数由______________________呈周期性变化；

原子半径呈周期性变化；

⑵元素的主要化合价（最高正价与最低负价）均呈周期性变化。

⑶元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强呈周期性变化。

【课堂检测10】：

下列叙述不正确的是（）

A．H2S、H2O、HF的稳定性依次增强

B．RbOH、KOH、Mg（OH）2的碱性依次减弱

C．Na+、Mg2+、Al3+的氧化性依次减弱

D．H4SiO4、H2CO3、H2SO4酸性依次增强

【课堂检测11】：

下列比较错误的是（）

A.金属性：

Na>Mg>Al

B.非金属性：

Cl>S>P>Si

C.碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3

D.酸性：

HClO>H2SO3>H3PO4>H4SiO4

【课堂检测12】：

下列各组中化合物的性质比较，不正确的是（）

A.酸性:

HClO4＞HBrO4＞HIO4

B.碱性:

NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3

C.稳定性:

PH3＞H2S＞HCl

D.非金属性:

F＞O＞S

【课堂检测13】：

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+8

C．可能是x+2D．可能是x+1或x+11或x+25

【课堂检测14】：

科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定性的同位素，它的位置在第7周期IVA族，称为类铅。

关于它的性质，预测错误的是（）

A．它的最外层电子数为4

B．它的金属性比铅强

C．它具有+2、+3、+4价

D．它的最高价氧化物的水化物是强酸

【课堂检测15】：

同周期的X、Y、Z三种元素，已知其高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是：

HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列各判断中正确的是（）

A.原子半径:

X＞Y＞Z

B.单质的非金属性:

X＞Y＞Z

C.气态氢化物稳定性:

X＜Y＜Z

D.原子序数:

X＞Y＞Z

【课堂检测16】：

下列叙述中能肯定说明金属A比金属B的活泼性强的是（）

A．A原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少

B．A原子电子层数比B原子的电子层数多

C．1molA从酸中置换生成的H2比1molB从酸中置换生成的H2多

D．常温时，A能从酸中置换出氢，而B不能

【课堂检测17】：

（2013广东卷）22．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，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

【课堂检测18】：

下列事实一般不能用于判断金属性强弱的是（）

A．金属间发生的置换反应

B.1mol金属单质在反应中失去电子的多少

C．金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱

D．金属元素的单质与水或酸置换出氢的难易

4、“位——构——性”之间的关系

四、化学键:

1.化学键:

___________________________________叫做化学键．

说明

（1）化学键只存在于分子内直接相邻的原子之间，存在于分子之间的作用不属于化学键．

（2）离子键、共价键都属于化学键．

（3）化学反应的过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程．

2.离子键：

使阴、阳离子结合而成的静电作用，叫做离子键．

说明

（1）阴、阳离子间的静电作用包括___________________和

___________________两个方面．

（2）阴、阳离子通过静电作用所形成的化合物，叫做离子化合物．

⑶成键三要素：

微粒：

___________________；

元素：

___________________；

作用：

___________________。

3.共价键：

原子间通过__________________所形成的相互作用．仅由共价键形成的化合物叫做______________化合物．

说明：

（1）形成共价键的条件：

原子里有__________________（即原子最外层电子未达8电子结构，其中H原子最外层未达2电子结构）．各种非金属元素原子均可以形成共价键，但稀有气体元素原子因已达8电子（He为2电子）稳定结构，故不能形成共价键．

（2）分类：

①极性键：

形成于_______________的原子间；共用电子对_____________。

②非极性键：

形成于_______________的原子间；共用电子对_____________。

⑶成键三要素：

微粒：

___________________；

元素：

___________________；

作用：

___________________。

【课堂检测19】：

A、B、C、D四种元素，A、B的原子分别得致到一个电子达稀有气体原子结构时，A放出的能量大于B放出的能量；C、D的原子分别失去一个电子达稀有气体原子结构时，C吸收的能量大于D吸收的能量，则此四种元素中形成共价键可能性最小是（）

A、A和BB、B和CC、B和DD、A和D

【课堂检测20】：

氮化钠（Na3N）是科学家制备的一种重要化合物，它与水作用可产生NH3，请回答：

（1）Na3N的电子式，该化合物由键形成，其中钠元素形成的微粒半径氮元素形成的微粒半径（“＞””=“＜）

（2）Na3N与水反应方程式为，该反应属反应。

（3）Na3N放入足量盐酸中生成种盐，其化学式为。

【课堂检测21】：

（2013上海卷）4.下列变化需克服相同类型作用力的是

A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化

C.氯化氢和氯化钾的溶解D.溴和汞的气化

反思

高考链接：

1.（2013江苏卷）10.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。

X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。

下列说法正确的是

A.原子半径的大小顺序:

r（Y）＞r（Z）＞r（W）

B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同

C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强

D.只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物

2.（2013海南卷）3．重水（D2O）是重要的核工业原料，下列说法错误的是

A．氘（D）原子核外有1个电子B．1H与D互称同位素

C．H2O与D2O互称同素异形体D．1H18O与D216O的相对分子质量相同

3.（2013福建卷）9.四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位于元索周期表中第2周期、第ⅥA族

4.[2013高考∙重庆卷∙3]下列排序正确的是

A．酸性：

H2CO3＜C6H5OH＜CH3COOH　B．碱性：

Ba（OH）2＜Ca（OH）2＜KOH

C．熔点：

MgBr2＜SiCl4＜BND．沸点：

PH3＜NH3＜H2O

5.（2013四川卷）4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4:

3，Z原子比X原子的核外电子数多4。

下列说法正确的是（　　）

A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W

B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z

C．Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体

D．WY2分子中δ键与π键的数目之比是2:

1

6.（2013上海卷）3.230Th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232B.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

7.（2013山东卷）8．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

W

X

Y

Z

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强于Y

D．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性

8.（2013广东卷）22．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，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

9.（2013天津卷）3、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

10.（2013安徽卷）7.我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：

HCHO+O2

CO2+H2O。

下列有关说法正确的是

A．该反应为吸热反应B．CO2分子中的化学键为非极性键

C．HCHO分子中既含α键又含π键D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO2

11.（2013全国新课标卷1）9、短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是

A、W2-   X+      B、X+   Y3+C、Y3+   Z2-      D、X+   Z2-

12.（2013天津卷）7、X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。

X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。

请回答下列问题：

（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）_______________________。

（2）X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质（写分子式）________________。

（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系

其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。

写出C的结构式________；D的电子式_________。

①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为_____________。

由A转化为B的离子方程式________________________。

②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。

用离子方程式表示A溶液显碱性的原因_________________________________________。

A、B浓度均为0.1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是_________________________________；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有_______________________。

13.（2013海南卷）13．（9分）X、Y和Z均为短周期元素，原子序数依次增大，X的单质为密度最小的气体，Y原子最外层电子数是其周期数的三倍，Z与X原子最处层电子数相同。

回答下列问题：

（1）X、Y和Z的元素符号分别为、、。

（2）由上述元素组成的化合物中，既含有共价键又含有离子键的有、。

（3）X和Y组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是。

此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为；此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为。

14、（2013大纲卷）27、（15分）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。

A和B、D、E均能形成共价型化合物。

A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。

回答下列问题：

（1）五种元素中，原子半径最大的是，非金属性最强的是（填元素符号）；

（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是（用化学式表示）；

（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为，其中存在的化学键类型为；

（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为；

（5）单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为；

（6）单质E与水反应的离子方程式为。