物質結構 元素周期律單元知識總結【單元知識結構】(一)原子結構1構成原子的粒子及其關系(1)原子的構成(2)各粒子間關系原子中：原子序數核電荷數質子數核外電子數陽離子中：質子數核外電子數+電荷數陰離子中：質子數核外電子數一電荷數原子、離子中：質量數(A)質子數(Z)+中子數(N)(3)各種粒子決定的屬性元素的種類由質子數決定。原子種類由質子數和中子數決定。核素的質量數或核素的相對原子質量由質子數和中子數決定。元素中是否有同位素由中子數決定。質子數與核外電子數決定是原子還是離子。原子半徑由電子層數、最外層電子數和質子數決定。元素的性質主要由原子半徑和最外層電子數決定。(4)短周期元素中具有特殊性排布的原子最外層有一個電子的非金屬元素：H。最外層電子數等于次外層電子數的元素：Be、Ar。最外層電子數是次外層電子數2、3、4倍的元素：依次是C、O、Ne。電子總數是最外層電子數2倍的元素：Be。最外層電子數是電子層數2倍的元素：He、C、S。最外層電子數是電子層數3倍的元素：O。次外層電子數是最外層電子數2倍的元素：Li、Si 。內層電子總數是最外層電子數2倍的元素：Li、P。電子層數與最外層電子數相等的元素：H、Be、Al。2原子、離子半徑的比較(1)原子的半徑大于相應陽離子的半徑。(2)原子的半徑小于相應陰離子的半徑。(3)同種元素不同價態的離子，價態越高，離子半徑越小。(4)電子層數相同的原子，原子序數越大，原子半徑越小(稀有氣體元素除外)。(5)最外層電子數相同的同族元素的原子，電子層數越多原子半徑越大；其同價態的離子半徑也如此。 (6)電子層結構相同的陰、陽離子，核電荷數越多，離子半徑越小。3核素、同位素(1)核素：具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子。(2)同位素：同一元素的不同核素之間的互稱。(3)區別與聯系：不同的核素不一定是同位素；同位素一定是不同的核素。(二)元素周期律和元素周期表1元素周期律及其應用(1)發生周期性變化的性質原子半徑、化合價、金屬性和非金屬性、氣態氫化物的穩定性、最高價氧化物對應水化物的酸性或堿性。(2)元素周期律的實質元素性質隨著原子序數遞增呈現出周期性變化，是元素的原子核外電子排布周期性變化的必然結果。也就是說，原子結構上的周期性變化必然引起元素性質上的周期性變化，充分體現了結構決定性質的規律。具體關系如下：2比較金屬性、非金屬性強弱的依據(1)金屬性強弱的依據單質跟水或酸置換出氫的難易程度(或反應的劇烈程度)。反應越易，說明其金屬性就越強。最高價氧化物對應水化物的堿性強弱。堿性越強，說明其金屬性也就越強，反之則弱。金屬間的置換反應。依據氧化還原反應的規律，金屬甲能從金屬乙的鹽溶液中置換出乙，說明甲的金屬性比乙強。金屬陽離子氧化性的強弱。陽離子的氧化性越強，對應金屬的金屬性就越弱。(2)非金屬性強弱的依據單質跟氫氣化合的難易程度、條件及生成氫化物的穩定性。越易與反應，生成的氫化物也就越穩定，氫化物的還原性也就越弱，說明其非金屬性也就越強。最高價氧化物對應水化物酸性的強弱。酸性越強，說明其非金屬性越強。非金屬單質問的置換反應。非金屬甲把非金屬乙對應的陰離子從其鹽溶液中置換出來，說明甲的非金屬性比乙強。如非金屬元素的原子對應陰離子的還原性。還原性越強，元素的非金屬性就越弱。3常見元素化合價的一些規律(1)金屬元素無負價。金屬單質只有還原性。(2)氟、氧一般無正價。(3)若元素有最高正價和最低負價，元素的最高正價數等于最外層電子數；元素的最低負價與最高正價的關系為：最高正價+|最低負價|8。(4)除某些元素外(如N元素)，原子序數為奇數的元素，其化合價也常呈奇數價，原子序數為偶數的元素，其化合價也常呈偶數價，即價奇序奇，價偶序偶。若元素原子的最外層電子數為奇數，則元素的正常化合價為一系列連續的奇數，若有偶數則為非正常化合價，其氧化物是不成鹽氧化物，如NO；若原子最外層電子數為偶數，則正常化合價為一系列連續的偶數。4原子結構、元素性質及元素在周期表中位置的關系原子半徑越大，最外層電子數越少，失電子越易，還原性越強，金屬性越強。原子半徑越小，最外層電子數越多，得電子越易，氧化性越強，非金屬性越強。在周期表中，左下方元素的金屬性大于右上方元素；左下方元素的非金屬性小于右上方元素。5解答元素推斷題的一些規律和方法元素的推斷多為文字敘述題。考查該知識點的題型主要有選擇題、填空題、推斷題等，涉及知識面廣，常給出如下條件：結構特點，性質特點，定量計算。常需運用相關的基礎知識去解決問題。(1)根據原子結構與元素在周期表中的位置關系的規律電子層數周期數，主族序數最外層電子數原子序數質子數，主族序數最高正價數負價的絕對值=8-主族序數(2)根據原子序數推斷元素在周期表中的位置。記住稀有氣體元素的原子序數：2、10、18、36、54、86。用原子序數減去比它小而相近的稀有氣體元素的原子序數，即得該元素所在的縱行數。再運用縱行數與族序數的關系確定元素所在的族；這種元素的周期數比相應的稀有氣體元素的周期數大1。(3)根據位置上的特殊性確定元素在周期表中的位置。主族序數等于周期數的短周期元素：H、Be、Al。主族序數等于周期數2倍的元素：C、S。最高正價與最低負價代數和為零的短周期元素：C、Si短周期中最高正價是最低負價絕對值3倍的元素：S。(4)根據元素性質、存在、用途的特殊性。形成化合物種類最多的元素、或單質是自然界中硬度最大的物質的元素、或氣態氫化物中氫的質量分數最大的元素：C。空氣中含量最多的元素、或氣態氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。地殼中含量最多的元素、或氣態氫化物的沸點最高的元素、或氣態氫化物在通常情況下呈現液態的元素：O。最活潑的非金屬元素：F；最活潑的金屬元素：Cs；最輕的單質的元素：H；最輕的金屬元素：Li；單質的著火點最低的非金屬元素是：P。6確定元素性質的方法(1)先確定元素在周期表中的位置。(2)一般情況下，主族序數-2本主族中非金屬元素的種數(IA除外)。(3)若主族元素的族序數為m，周期數為n，則：時，為金屬，值越小，金屬性越強；時，為非金屬，值越大，非金屬性越強；時是兩性元素。(三)化學鍵和分子結構1化學鍵(1)化學鍵的定義：相鄰的兩個或多個原子間的強烈的相互作用。(2)化學鍵的存在：化學鍵只存在于分子內部或晶體中的相鄰原子間以及陰、陽離子間。對由共價鍵形成的分子來說就是分子內的相鄰的兩個或多個原子間的相互作用；對由離子形成的物質來說，就是陰、陽離子間的靜電作用。這些作用是物質能夠存在的根本原因。(3)離子鍵、共價鍵的比較離子鍵共價鍵概念陰、陽離子結合成化合物的靜電作用原子間通過共用電子對所形成的相互作用成鍵粒子離子原子作用的實質陰、陽離子間的靜電作用原子核與共用電子對間的電性作用形成條件活潑金屬與活潑非金屬化合時形成離子鍵非金屬元素形成單質或化合物時形成共價鍵(4)鍵的強弱與成鍵粒子的關系離子鍵的強弱與陰、陽離子半徑大小以及電荷數的多少有關。離子半徑越小，電荷數越多，其離子鍵的作用就越強。共價鍵的強弱與成鍵雙方原子核間距有關。原子半徑越小，原子間核間距就越小，共價鍵就越牢固，作用就越強。離子鍵的強弱影響該離子化合物的熔、沸點、溶解性等；共價鍵的強弱往往會影響分子的穩定性或一些物質熔、沸點的高低。(5)物質中的化學鍵的判斷規律離子化合物中一定有離子鍵，可能有共價鍵。共價化合物、非金屬單質中只有共價鍵。稀有氣體元素的單質中無化學鍵。2書寫電子式注意的幾個問題(1)用電子式表示離子化合物的形成過程時要注意的幾點：左邊寫出形成離子化合物所需原子的電子式，右邊寫出生成的離子化合物的電子式，中間用“”連接。用電子式表示離子化合物的結構時，簡單的陽離子一般用離子符號表示，而陰離子和復雜的陽離子則不同，在元素符號周圍一般用小黑點(或)表示最外層電子數，外面再加，并在右上方標出所帶電荷。構成離子化合物的每個離子都要單獨寫，不可合并；書寫原子的電子式時，若有幾個相同的原子可合并寫。(2)用電子式表示共價化合物或非金屬單質的形成過程時要注意的幾點：左邊寫出形成共價化合物所需原子的電子式，右邊寫出共價化合物的電子式，中間用“-”連接(非金屬單質也相同)。不同元素的原子形成分子時共用電子對的數目不同，原子的最外層電子數目與達到穩定結構所需電子數目相差幾個電子，一般就要共用幾對電子。共價化合物的電子式中，要注意使每個原子周圍的電子數均達到穩定的結構的要求。共價化合物中沒有離子，表示電子式時不使用括號，也不標電荷數。【難題巧解點撥】例1 設某元素中原子核內的質子數為m，中子數n，則下列論斷正確的是 ( )A.不能由此確定該元素的相對原子質量B.這種元素的相對原子質量為m+nC.若碳原子質量為Wg，此原子的質量為(m+n)WgD.核內中子的總質量小于質子的總質量解析 元素的相對原子質量并不是某種原子的相對原子質量；只有原子的相對原子質量大約等于該原子的質量數；任何原子的質量不可能是碳原子質量與此原子質子數與中子數之和的乘積；在原子中質子數與中子數的相對多少是不一定的關系。答案 A點撥 由相對原子質量的引入入手，明確原子的質量數與其相對原子質量的關系，注意同位素的相對原子質量與元素的相對原子質量的區別和聯系。例2 推斷下列微粒的名稱，并用電子式表示其形成過程(1)離子化合物AB，陽離子比陰離子多一個電子層，1mol AB中含12mol電子，則化合物的名稱為_，形成過程為_。(2)由第三周期元素的半徑最大的陽離子和半徑最小的陰離子形成的化合物為_，名稱為_,形成過程為_。解析 (1)AB為離子化合物，則A為金屬元素，B為非金屬元素，且A、B、的原子序數小于12。A可能為Li、Be、Na，B可能為H、O、F，又因陽離子與陰離子中，半徑最大的陽離子為，半徑最小的陰離子為。答案 (1)氫化鈉， (2)NaCl氯化鈉， 點撥 根據離子化合物形成的條件和離子化合物中的電子數去確定可能的金屬元素和非金屬元素，特別注意氫元素也能形成陰離子。掌握規律，應用結構，綜合判斷。例3 氫化鈉(NaH)是一種白色的由離子構成的晶體，其中鈉是+1價，NaH與水反應出氫氣。下列敘述正確的是 ( )A.NaH在水中顯酸性B.NaH中氫離子半徑比鋰離子半徑大C.NaH中氫離子的電子層排布與氦原子相同D.NaH中氫離子可被還原成解析 因NaH是離子化合物，其中的鈉為+1價，因此氫為-1價。溶液應顯堿性，NaH中H元素化合價升離被氧化；與電子層結構與He相同，的核電荷數，所以半徑大于半徑。答案 B、C點撥 思維的關鍵就是由NaH中分析出氫元素的化合價為-1價后所作出的相應變化，注意與這兩種離子在性質和結構上的不同。例4 A、B、C、D為中學化學中常見的四種氣體單質，在一定條件下B可以分別和A、C、D化合成甲、乙、丙。C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每個分子含有的電子數相同，并且甲、乙、丙、丁有如下關系：（1）單質B的化學式是_，單質D的結構式_。（2）單質A和化合物乙反應的化學方程式為_，單質C和化合物丙反應的化學方程式為_。解析 因為A、B、C、D為常見氣體單質，有，且電子數均相同，大膽確定甲、乙、丙中均含有氫元素，它們的分子中都有10個電子，且B為。又根據甲、乙、丙、丁的相互轉化關系，可推出A為氟氣、C為氧氣、D為氮氣。答案 (1)，(2)，點撥 A、B、C、D為常見的氣體單質，A、B、C、D一定為非金屬單質，根據甲、乙、丙所含電子數相同，且為非金屬元素的化合物，大膽推測甲、乙、丙中均含有氫元素。又根據反應進行邏輯推理可知A、C為何物。例5 能夠說明分子的4個原子在同一平面的理由是 ( )A.兩個鍵之間夾角為120B.BF鍵為非極性共價鍵C.3個BF鍵的強弱相同D.3個BF鍵的鍵長相等解析 分子的空間結構由兩個鍵之間的夾角決定，若4個原子在同一平面，則鍵之間的夾角為120，若4個原子構成三角形，則鍵之間的夾角小于120。點撥 判斷分子的空間構型、分子的極性的思路一般是：鍵之間的夾角分子空間構型分子極性；或由分子極性分子空間構型。例6 若短周期的兩元素形成原子個數比為2:3的化合物，則這兩種元素原子序數差不可能是 ( )A.1 B.3 C.5 D.6解析 設短周期兩種元素形成的化合物或，根據化合價規則：或，則X元素在周期表中所處的主族序數一定是奇數，原子序數也一定是奇數，而Y元素所處的主族序數為偶數，原子序數也一定是偶數。奇、偶之差一定為奇數，不可能是偶數。答案 D點撥 本題若用具體元素代入或(如、等)的解法較用上述規律法推導繁雜，靈活運用恰當的方法可能會變繁為簡，所以要針對題目靈活運用方法。【拓展延伸探究】例7 證明金屬和非金屬之間沒有嚴格的界限，方案自己設計，例如(1)用鑷子夾住去除了氧化膜的鎂條，放在酒精燈焰上點燃，把生成的白色氧化鎂放入試管里，注入少量蒸餾水，振蕩、觀察白色粉末的溶解情況加幾滴紫色石蕊試液，觀察顏色變化。(2)把少量紅磷入在燃燒匙里，把燃燒匙放在酒精燈火焰上加熱。使紅磷燃燒，再把燃燒匙伸進集氣瓶中加入少量蒸餾水，觀察瓶內壁白色固體溶解情況。加幾滴紫色石蕊試液，觀察顏色變化。(3)在盛有少量氧化鋅的試管中，加入少許蒸鎦水，再把它分裝在兩個試管中，一試管里加入2mL鹽酸，另一試管里加入2mL NaOH溶液，觀察兩試管的變化。以上三個實驗中的化學應用化學方程式表示，并作出相應的結論。解析 (1)鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂，MgO在水中溶解度很小，只能溶解少許，但這些量足以能使紫色的石蕊試液變藍。(2)紅磷在空氣中燃燒生成，可與水反應生成或，溶液呈酸性，能使紫色石蕊試液變紅。(3)ZnO既能溶于鹽酸，又能溶于NaoH，它即能跟酸反應又能跟堿反應，都生成鹽和水。綜合述三個實驗，MgO是堿性氧化物，是酸性氧化物，ZnO是兩性氧化物，說明由金屬到非金屬是逐漸過渡，它們之間沒有嚴格的界限。答案 (1)(2) 或(3)點撥 設計一個實驗方案，首先要依據確定的化學原理，用明顯的化學現象證明其存在；其次要簡單，充分體現各步的目的和相互依存關系。證明一個事實的實驗方案可有多種，思維要開放，探究要靈活，在探究中學習，在學習中探究。【課本習題解答】一、填空題117，18，17。35。第三、A。，HCl。2填表3(1)鈉、鉀、鎂、鋁、碳、氧、氯、溴、氬，氬。(2)NaOH (3)KNaMg (4)， (5)NaBr，黃 (6)18432，16，S。三、 A，。5(1)鈉、鋁、氯。(2)NaOH、；鹽酸。、。二、選擇題1解析 Na原子變成就是失去了M層上的一個電子。答案 D2解析 A元素的原子最外層均為7個電子，均為非金屬元素，隨著電子層數增多，元素的非金屬性減弱。答案 A3解析 在周期表中，元素所在的周期數等于原子核外電子層數，主族元素的族序數等于原子核外最外層電子數。在同一周期內原子序數越大，原子半徑越小。最外層電子數為8的粒子可能是原子，也可以是離子。答案 B4解析 由X元素的氣態氫化物的化學式，推知X元素原子最外層有6個電子，X元素的最高價為+6價。答案 D5解析 由可推出R的最高正價為+4。設R的相對原子質量為x，x12，x=12，R為碳元素。答案 B6解析 由型分子可推出A、B元素化合價為：、。答案 C7解析 a、b、c、d離子電子層結構相同，a、b陽離子位于c、d陰離子的下一周期。在同一周期中，同電性離子從左到右由大到小。則原子序數大小badc。答案 B8解析 X元素的離子為，Y元素的離子為，化合物Z為。答案D三、問答題1 、2(1)X為Cl、Y為S、Z為K(2)、KOH9(1)7個，4個(2)第七周期，第A族，金屬元素(3)、(4)或四、計算題解析，X16，X為氧元素，再推出Y為硫元素。X為第二周期，第六主族；Y為第三周期，第六主族。、2解析B的氫氧化物為、n(HCl)0.4 mol(1)B的相對原子質量為24，原子序數為12。(2)A是Na，C是Al。(3)A1產生最多，體積為33.6 L。【單元達綱練習】1.(97全國)已知鈹(Be)的原子序數為4，下列對鈹及其化合物的敘，正確的是 ( )A.鈹的原子半徑大于硼的原子半徑B.氯化鈹分子中鈹原子的最外層電子數是8C.氫氧化鈹的堿性氫氧化鈣弱D.單質鈹跟冷水反應產生氫氣2.(98上海)鈦(Ti)金屬常被稱為未來鋼鐵，鈦元素的同位素、中，中子數不可能為 ( )A30 B28 C26 D243.(99全國)原計劃實現全球衛星通訊需發射77顆衛星，這與銥(Ir)元素的原子核外電子數恰好相等，因此稱為“