湖南版化学高考总复习专题5物质结构元素周期律（讲解练）教学讲练

1、第二部分化学基本理论专题5物质结构元素周期律学考化学 湖南省专用考点一原子结构与化学键1.原子的构成及各微粒之间的数量关系(1)原子的构成原子X)(2)各微粒间的数量关系X表示质量数为A、质子数为Z的一个原子。考点清单a.核电荷数=核内质子数=原子核外电子数;b.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);c.离子所带电荷数=|质子数-核外电子总数|。2.原子核外电子排布3.元素、核素、同位素的概念及相互关系4.化学键与分子间作用力说明(1)离子化合物中一定含有离子键,离子键只能存在于离子化合物中。(2)共价键可存在于离子化合物、共价化合物和单质中。(3)熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,如

2、NaCl;熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物,如HCl。考点二元素周期表与元素周期律一、元素周期表1.元素周期表的结构2.元素原子最外层电子数与族的关系(1)最外层电子数为12的元素:A族、A族、副族、0族(He)。(2)最外层电子数在37之间的元素一定是主族元素。(3)最外层电子数为8的元素:0族(He除外)。3.元素周期表的构成规律(1)同构规律稀有气体原子与同周期非金属元素的阴离子、下周期金属元素的阳离子具有相同的电子层结构。(2)同主族、邻周期元素的原子序数差规律a.A族元素随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32;b.A族、0族元素随电子层数的增加,原子序数

3、依次相差8、8、18、18、32;c.AA族元素随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32。(3)对角线规则对角线元素(右图中的A与D)存在着相似性,如Li与Mg、Be与Al等,但只适用于第二、三周期。这是由A、D的原子半径相近引起的。二、元素周期律项目同周期(左右)同主族(上下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小,阴离子逐渐减小,r(阴离子)r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由+1+7(O、F除外),最低负化合价=-(8-主族序数)最高正化合价=主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性

4、金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强(稀有气体元素除外)金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱对比观元素的性质对比元素的非金属性与金属性、原子或离子半径大小、元素主要化合价等具有周期性的变化规律,运用元素周期表和元素周期律,对比分析元素的性质,注意物质性质的相似性、递变性和特殊性。1.比较元素金属性强弱的方法(1)金属与水(或非氧化性酸)的反应越容易,其对应元素的金属性越强。(2)最高价氧化物对应水

5、化物的碱性越强,则对应金属元素的金属性越强。(3)在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,其金属性越强。(4)同一周期,金属元素越靠前,其金属性越强;同一主族,金属元素越靠下,其金属性越强。知能拓展(5)金属与盐溶液的置换反应,若A元素的单质能置换出B元素的单质,则A元素的金属性强于B元素。(6)一般金属阳离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱。(注:氧化性Fe3+Cu2+Fe2+,金属性FeCu)(7)电化学原理:不同金属形成原电池时,通常作负极的金属的金属性强;通常在电解池中的阴极上先析出的金属的金属性弱。2.比较元素非金属性强弱的方法(1)非金属单质与H2越易化合,则其对应元素的非金

6、属性越强。(2)形成的氢化物越稳定,则其对应元素的非金属性越强。(3)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其对应元素的非金属性越强。(4)同一周期(稀有气体元素除外),非金属元素越靠右,其非金属性越强;同一主族,非金属元素越靠上,其非金属性越强。(5)非金属之间的置换反应,若A元素的单质能置换出B元素的单质,则A元素的非金属性强于B元素。3.微粒半径大小的比较规律原子半径同一周期,随着原子序数递增,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)。如:r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)同一主族,随着电子层数递增,原子半径逐渐增大。如:r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(

7、Ca),r(Rb)r(K),所以r(Rb)r(Ca)离子半径同种元素的微粒半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。如:r(Cl-)r(Cl),r(Fe)r(Fe2+)r(Fe3+) 电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。如:r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+) 带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。如:r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+),r(O2-)r(S2-)r(Se2-)r(Na+)r(Mg2+) 4.“三看”法快速判断简单微粒半径大小一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数

8、:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:当核电荷数相同时,核外电子数越多,半径越大。例1(2019湖南长郡中学月考六,4)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增,a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物,d是淡黄色粉末,m为元素Y的单质,通常为无色、无味的气体。上述物质间的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A.简单阴离子的还原性:YWB.简单离子半径:ZXD.W、Y、Z形成的化合物含有共价键解题导引以物质的特征性质为突破口,淡黄色粉末d为Na2O2,结合框图推测物质,m应该为O2。根据元素金属性与非金属性强弱比较规律、微粒半径比较规律进行判断。解析由d是淡黄

9、色粉末,推测d为Na2O2;m为元素Y的单质,是无色、无味的气体,m应该为O2,则应Y是O。推测b、c为CO2或H2O,a应为含碳、氢的物质,则e、f应是Na2CO3或NaOH。结合原子序数递增可知,W为H,X为C,Y为O,Z为Na。A项,还原性O2-X,故C正确。D项,NaOH中含有离子键、共价键,故D正确。答案A特征观元素的推断将元素化合物的性质与元素周期表、元素周期律结合起来,要求对物质的特征性质熟练掌握,综合分析。1.基本思路(1)已知元素原子或离子的核外电子排布核外电子排布 电子层数、最外层电子数周期序数、族序数 单质及化合物的性质(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)元素单质或化

10、合物的特性 元素名称或符号 原子结构 在元素周期表中位置2.常见“题眼”(突破口)(1)微粒的电子层结构特征稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期的主族金属元素形成的阳离子的电子层结构相同:与He原子电子层结构相同的离子有H-、Li+、Be2+;与Ne原子电子层结构相同的离子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等;与Ar原子电子层结构相同的离子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。(2)周期表中特殊位置和具有特殊性质的短周期主族元素a.族序数等于周期数的元素:H、Be、Al。b.族序数等于周期数2倍的元素:C、S。c.族序数等于周期数3倍的

11、元素:O。d.周期数是族序数2倍的元素:Li。e.周期数是族序数3倍的元素:Na。f.最高正价与最低负价代数和为零的元素:C、Si。g.最高正价是最低负价绝对值3倍的元素:S。h.除H外,原子半径最小的元素:F。(3)常见元素及其化合物的特性a.形成化合物种类最多的元素:C。自然界中天然存在的硬度最大的物质:金刚石。碳的气态氢化物中氢的质量分数最高的物质:CH4。b.空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。c.地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。d.形成最轻的单质的元素:H。形成最轻的金属单质的元素:Li。e.单质在常温下呈液态的非

12、金属元素:Br;金属元素:Hg。f.最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al。g.元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能发生化合反应的元素:N;能发生氧化还原反应的短周期元素:S。h.元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素: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的原子序数依次增大,它们位于三个周期。Y和M同主族,火山喷口附近或地壳的岩层中存在游离态的M,X元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物相遇会有白烟生成。这五种元素组成一种离子化合物Q,取一定量Q溶于蒸馏水得到溶液,向此溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,

13、产生沉淀的物质的量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.简单氢化物的沸点:YXB.简单离子的半径:MYZC.R与除Z以外的其他3种元素均能形成共价化合物D.Y与其他4种元素均可形成至少两种二元化合物解题导引Al(OH)3溶于NaOH溶液;NH4Al(SO4)2属于复盐。解析短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,它们占据三个周期,则R为H;Y和M同主族,火山喷口附近或地壳的岩层中存在游离态的M,则M为S、Y为O;X元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物相遇会有白烟生成,则X为N;根据图像可知,生成的沉淀为Al(OH)3,则Z为Al。滴加NaOH溶液,沉淀

14、量不变时说明N与OH-反应,则Q中一定含有Al3+和N,结合Al3+、N消耗NaOH溶液的体积可推知Q应该为NH4Al(SO4)2。H2O在常温下为液体,NH3在常温下为气体,故简单氢化物的沸点:H2ONH3,A项正确;S2-有3个电子层,O2-、Al3+均有2个电子层,电子层结构相同时核电荷数越大,离子半径越小,故三种离子的半径:S2-O2-Al3+,B项正确;H与N、O、S可分别形成共价化合物NH3、H2O、H2S,C项正确;O与H可形成H2O、H2O2,O与N可形成NO、NO2、N2O4等,O与S可形成SO2、SO3,但O与Al只能形成Al2O3,D项错误。答案D元素的位、构、性关系是中

15、学化学之灵魂,原子结构决定了元素的位置和性质,元素在周期表中的位置体现了元素的性质,揭示规律,阐明方法,准确把握三者之间的关系,是我们灵活解决与元素相关的实际问题的钥匙。实践探究例题(2019 53原创冲刺卷八,10)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,且分别位于三个周期,其中只含一种金属元素,Y的最外层电子数是X最外层电子数的3倍,Y的M层电子数是其K层电子数的3倍。下列有关说法正确的是()A.原子半径:ZYXWB.简单氢化物的稳定性和水溶液酸性:ZYC.Z的氧化物对应的水化物的酸性比Y的强D.XZ2分子中各原子最外层均有8个电子思路分析W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,说明为1、2、3周期元素(稀有气体元素除外);W、X、Y、Z分别位于三个周期,