1、第二部分化學基本理論專題5物質結構元素周期律學考化學 湖南省專用考點一原子結構與化學鍵1.原子的構成及各微粒之間的數量關系(1)原子的構成原子X)(2)各微粒間的數量關系X表示質量數為A、質子數為Z的一個原子。考點清單a.核電荷數=核內質子數=原子核外電子數;b.質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N);c.離子所帶電荷數=|質子數-核外電子總數|。2.原子核外電子排布3.元素、核素、同位素的概念及相互關系4.化學鍵與分子間作用力說明(1)離子化合物中一定含有離子鍵,離子鍵只能存在于離子化合物中。(2)共價鍵可存在于離子化合物、共價化合物和單質中。(3)熔融狀態下能導電的化合物是離子化合物,如

2、NaCl;熔融狀態下不能導電的化合物是共價化合物,如HCl。考點二元素周期表與元素周期律一、元素周期表1.元素周期表的結構2.元素原子最外層電子數與族的關系(1)最外層電子數為12的元素:A族、A族、副族、0族(He)。(2)最外層電子數在37之間的元素一定是主族元素。(3)最外層電子數為8的元素:0族(He除外)。3.元素周期表的構成規律(1)同構規律稀有氣體原子與同周期非金屬元素的陰離子、下周期金屬元素的陽離子具有相同的電子層結構。(2)同主族、鄰周期元素的原子序數差規律a.A族元素隨電子層數的增加,原子序數依次相差2、8、8、18、18、32;b.A族、0族元素隨電子層數的增加,原子序數

3、依次相差8、8、18、18、32;c.AA族元素隨電子層數的增加,原子序數依次相差8、18、18、32。(3)對角線規則對角線元素(右圖中的A與D)存在著相似性,如Li與Mg、Be與Al等,但只適用于第二、三周期。這是由A、D的原子半徑相近引起的。二、元素周期律項目同周期(左右)同主族(上下)原子結構核電荷數逐漸增大逐漸增大電子層數相同逐漸增多原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素除外)逐漸增大離子半徑陽離子逐漸減小,陰離子逐漸減小,r(陰離子)r(陽離子)逐漸增大性質化合價最高正化合價由+1+7(O、F除外),最低負化合價=-(8-主族序數)最高正化合價=主族序數(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性

4、金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強(稀有氣體元素除外)金屬性逐漸增強非金屬性逐漸減弱離子的氧化性、還原性陽離子氧化性逐漸增強陰離子還原性逐漸減弱陽離子氧化性逐漸減弱陰離子還原性逐漸增強氣態氫化物穩定性逐漸增強逐漸減弱最高價氧化物對應的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強堿性逐漸增強酸性逐漸減弱對比觀元素的性質對比元素的非金屬性與金屬性、原子或離子半徑大小、元素主要化合價等具有周期性的變化規律,運用元素周期表和元素周期律,對比分析元素的性質,注意物質性質的相似性、遞變性和特殊性。1.比較元素金屬性強弱的方法(1)金屬與水(或非氧化性酸)的反應越容易,其對應元素的金屬性越強。(2)最高價氧化物對應水

5、化物的堿性越強,則對應金屬元素的金屬性越強。(3)在金屬活動性順序中,金屬的位置越靠前,其金屬性越強。(4)同一周期,金屬元素越靠前,其金屬性越強;同一主族,金屬元素越靠下,其金屬性越強。知能拓展(5)金屬與鹽溶液的置換反應,若A元素的單質能置換出B元素的單質,則A元素的金屬性強于B元素。(6)一般金屬陽離子的氧化性越強,則對應金屬元素的金屬性越弱。(注:氧化性Fe3+Cu2+Fe2+,金屬性FeCu)(7)電化學原理:不同金屬形成原電池時,通常作負極的金屬的金屬性強;通常在電解池中的陰極上先析出的金屬的金屬性弱。2.比較元素非金屬性強弱的方法(1)非金屬單質與H2越易化合,則其對應元素的非金

6、屬性越強。(2)形成的氫化物越穩定,則其對應元素的非金屬性越強。(3)最高價氧化物對應水化物的酸性越強,其對應元素的非金屬性越強。(4)同一周期(稀有氣體元素除外),非金屬元素越靠右,其非金屬性越強;同一主族,非金屬元素越靠上,其非金屬性越強。(5)非金屬之間的置換反應,若A元素的單質能置換出B元素的單質,則A元素的非金屬性強于B元素。3.微粒半徑大小的比較規律原子半徑同一周期,隨著原子序數遞增,原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素除外)。如:r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)同一主族,隨著電子層數遞增,原子半徑逐漸增大。如:r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(

7、Ca),r(Rb)r(K),所以r(Rb)r(Ca)離子半徑同種元素的微粒半徑:陰離子大于原子,原子大于陽離子,低價陽離子大于高價陽離子。如:r(Cl-)r(Cl),r(Fe)r(Fe2+)r(Fe3+) 電子層結構相同的離子,核電荷數越大,半徑越小。如:r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+) 帶相同電荷的離子,電子層數越多,半徑越大。如:r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+),r(O2-)r(S2-)r(Se2-)r(Na+)r(Mg2+) 4.“三看”法快速判斷簡單微粒半徑大小一看電子層數:最外層電子數相同時,電子層數越多,半徑越大。二看核電荷數

8、:當電子層結構相同時,核電荷數越大,半徑越小。三看核外電子數:當核電荷數相同時,核外電子數越多,半徑越大。例1(2019湖南長郡中學月考六,4)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次遞增,a、b、c、d、e、f是由這些元素組成的化合物,d是淡黃色粉末,m為元素Y的單質,通常為無色、無味的氣體。上述物質間的轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是()A.簡單陰離子的還原性:YWB.簡單離子半徑:ZXD.W、Y、Z形成的化合物含有共價鍵解題導引以物質的特征性質為突破口,淡黃色粉末d為Na2O2,結合框圖推測物質,m應該為O2。根據元素金屬性與非金屬性強弱比較規律、微粒半徑比較規律進行判斷。解析由d是淡黃

9、色粉末,推測d為Na2O2;m為元素Y的單質,是無色、無味的氣體,m應該為O2,則應Y是O。推測b、c為CO2或H2O,a應為含碳、氫的物質,則e、f應是Na2CO3或NaOH。結合原子序數遞增可知,W為H,X為C,Y為O,Z為Na。A項,還原性O2-X,故C正確。D項,NaOH中含有離子鍵、共價鍵,故D正確。答案A特征觀元素的推斷將元素化合物的性質與元素周期表、元素周期律結合起來,要求對物質的特征性質熟練掌握,綜合分析。1.基本思路(1)已知元素原子或離子的核外電子排布核外電子排布 電子層數、最外層電子數周期序數、族序數 單質及化合物的性質(2)已知元素單質或化合物的性質(特性)元素單質或化

10、合物的特性 元素名稱或符號 原子結構 在元素周期表中位置2.常見“題眼”(突破口)(1)微粒的電子層結構特征稀有氣體元素原子的電子層結構與同周期的非金屬元素形成的陰離子的電子層結構相同,與下一周期的主族金屬元素形成的陽離子的電子層結構相同:與He原子電子層結構相同的離子有H-、Li+、Be2+;與Ne原子電子層結構相同的離子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等;與Ar原子電子層結構相同的離子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。(2)周期表中特殊位置和具有特殊性質的短周期主族元素a.族序數等于周期數的元素:H、Be、Al。b.族序數等于周期數2倍的元素:C、S。c.族序數等于周期數3倍的

11、元素:O。d.周期數是族序數2倍的元素:Li。e.周期數是族序數3倍的元素:Na。f.最高正價與最低負價代數和為零的元素:C、Si。g.最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:S。h.除H外,原子半徑最小的元素:F。(3)常見元素及其化合物的特性a.形成化合物種類最多的元素:C。自然界中天然存在的硬度最大的物質:金剛石。碳的氣態氫化物中氫的質量分數最高的物質:CH4。b.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。c.地殼中含量最多的元素、氫化物沸點最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態的元素:O。d.形成最輕的單質的元素:H。形成最輕的金屬單質的元素:Li。e.單質在常溫下呈液態的非

12、金屬元素:Br;金屬元素:Hg。f.最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應,又能與強堿反應的元素:Be、Al。g.元素的氣態氫化物和它的最高價氧化物的水化物能發生化合反應的元素:N;能發生氧化還原反應的短周期元素:S。h.元素的單質在常溫下能與水反應放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。例2(2019湖南四校摸底,7)短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序數依次增大,它們位于三個周期。Y和M同主族,火山噴口附近或地殼的巖層中存在游離態的M,X元素的最高價氧化物對應的水化物與其氣態氫化物相遇會有白煙生成。這五種元素組成一種離子化合物Q,取一定量Q溶于蒸餾水得到溶液,向此溶液中滴加稀氫氧化鈉溶液,

13、產生沉淀的物質的量與氫氧化鈉溶液體積的關系如圖所示。下列說法不正確的是()A.簡單氫化物的沸點:YXB.簡單離子的半徑:MYZC.R與除Z以外的其他3種元素均能形成共價化合物D.Y與其他4種元素均可形成至少兩種二元化合物解題導引Al(OH)3溶于NaOH溶液;NH4Al(SO4)2屬于復鹽。解析短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序數依次增大,它們占據三個周期,則R為H;Y和M同主族,火山噴口附近或地殼的巖層中存在游離態的M,則M為S、Y為O;X元素的最高價氧化物對應的水化物與其氣態氫化物相遇會有白煙生成,則X為N;根據圖像可知,生成的沉淀為Al(OH)3,則Z為Al。滴加NaOH溶液,沉淀

14、量不變時說明N與OH-反應,則Q中一定含有Al3+和N,結合Al3+、N消耗NaOH溶液的體積可推知Q應該為NH4Al(SO4)2。H2O在常溫下為液體,NH3在常溫下為氣體,故簡單氫化物的沸點:H2ONH3,A項正確;S2-有3個電子層,O2-、Al3+均有2個電子層,電子層結構相同時核電荷數越大,離子半徑越小,故三種離子的半徑:S2-O2-Al3+,B項正確;H與N、O、S可分別形成共價化合物NH3、H2O、H2S,C項正確;O與H可形成H2O、H2O2,O與N可形成NO、NO2、N2O4等,O與S可形成SO2、SO3,但O與Al只能形成Al2O3,D項錯誤。答案D元素的位、構、性關系是中

15、學化學之靈魂,原子結構決定了元素的位置和性質,元素在周期表中的位置體現了元素的性質,揭示規律,闡明方法,準確把握三者之間的關系,是我們靈活解決與元素相關的實際問題的鑰匙。實踐探究例題(2019 53原創沖刺卷八,10)W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期主族元素,且分別位于三個周期,其中只含一種金屬元素,Y的最外層電子數是X最外層電子數的3倍,Y的M層電子數是其K層電子數的3倍。下列有關說法正確的是()A.原子半徑:ZYXWB.簡單氫化物的穩定性和水溶液酸性:ZYC.Z的氧化物對應的水化物的酸性比Y的強D.XZ2分子中各原子最外層均有8個電子思路分析W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期主族元素,說明為1、2、3周期元素(稀有氣體元素除外);W、X、Y、Z分別位于三個周期,