高中化学专题三(物质结构元素周期律)

专题三：物质结构元素周期律高中化学专题总结专题三：物质结构元素周期律[考纲要求]1．了解元素、核素和同位素的含义。2．了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以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（长式）的结构（周期、族）及其应用。5．以第3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递变规律与原子结构的关系。7．了解金属、非金属在元素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。第一章物质结构元素周期律主要知识元素周

期律元素周期表化学键元素周期表元素的性质与原子结构核素原子核外电子的排布元素周期律元素周期表和元素周期律的应用离子键共价键[知识能力储备]元素周期表元素周期表的结构周期族元素性质与元素在周期表里的位置关系短周期1(2)、2(8)、3(8)长周期4(18)、5(18)、6(32)不完全周期7(26-32)主族（A）:长周期和短周期共同构成的族（7个）副族（B）：完全由长周期构成的族（7个）0族：最外层电子达稳定结构的族Ⅷ族：外围电子数为8、9、10的三个纵行元素周期表元素周期表的结构元素性质与元素在周期表里的位置关系同一周期（以第三周期为例）,从左到右,金属性渐弱,非金属性渐强同一主族（以ⅠA、ⅦA为例）,从上到下,金属性渐强,非金属性渐弱斜线左金,斜线右非,斜线附近有两性金属性和非金属性周期的序数==电子层数主族的序数==最外层电子数==元素的最高正化合价主族元素的负化合价=主族的序数-8原子结构原子ZAX原子核核外电子Z个质子Z个中子（A-Z）个分层运动原子结构质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素。核外电子排布电子在核外空间作高速运动，没有确定轨迹。根据电子能量差别和通常运动的区域离核远近的不同分为不同的电子层。核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层里。各电子层最多可容纳的电子数是2n2个，最外层不超过8个（K层不超过2个），次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。电子层排布可用原子结构示图表示。阳离子(ZXn+):电子数=Z-n阴离子(ZXm-):电子数=Z+m核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。化学键概念分类表示法化学键:相邻原子之间强烈的相互作用化学反应的本质:旧化学键的断裂和新化学键的形成离子键:使阴阳离子结合成化合物的静电作用共价键原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键非极性键:同种原子形成共价键极性键:不同种原子形成共价键.分子间作用力和氢键:把分子聚集在一起的作用力叫做分子间力，分子间作用力大小对物质熔沸点有影响.部分分

子之间存在氢键（如NH3、H2O、HF等）原子结构示意图法电子式法电子式:在元素符号周围用小黑点(或小×)来表示原子最外层电子的式子用电子式表示化合物和化合物的形成过程（一）元素周期表的结构1、周期：元素周期表共有

个横行，每一横行称为一个

，故元素周期表共有

个周期①周期序数与电子层数的关系：

；

②周期的分类元素周期表中，我们把1、2、3周期称为

，

周期称为长周期，第

周期称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。7周期7周期的序数=电子层数短周期4、5、672、族：元素周期表共有

个纵行，除了

三个纵行称为Ⅷ外，其余的每一个纵行称为一个

，故元素周期表共有

个族。族的序号一般用罗马数字表示。①族的分类元素周期表中，我们把

个纵行共分为

个族，其中

个主族，

个副族，一个

族，一个

族。a、主族：由

元素和

元素共同构成的族，用A表示：ⅠA、

；b、副族：完全由

元素构成的族，用B表示：ⅠB、___________________________________188、9、10族71816167Ⅷ0短周期长周期ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦAⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦBc、第Ⅷ族：

三个纵行d、零族：第

纵行，即稀有气体元素②主族序数与最外层电子数的关系：

；

③族的别称ⅠA称为

元素ⅡA称为

元素ⅦA称为

元素零族称为

元素8、9、1018主族主序=最外层电子数碱金属碱土金属卤族稀有气体（二）碱金属元素1．碱金属的化学性质（1）与非金属的反应Li＋O2___________Na＋O2________________K+O2________________K、Rb等碱金属与O2反应，会生成超氧化物。

Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。（2）与水的反应K＋H2O_______________Rb＋H2O________除Na、K外，其他碱金属元素也都可以和水反应生成相应的碱与H２。小结：2M＋2H２O==2MOH＋H２↑碱性:

。只生成Li2ONa2O、Na2O2K2O2、KO2=KOH+1/2H2↑=RbOH+1/2H2↑随原子序数增大而增强2．碱金属的物理性质的比较相似性：________________________________________递变性：______________________________________。除铯外为银白色、密度小、熔、沸点低。密度逐渐增大、熔、沸点逐渐降低。（三）卤族元素1．卤素单质的物理性质颜色:______________状态：________________密度：___________________熔沸点:_______________在水中的溶解性：___________________2．卤素的化学性质：（1）卤素单质与氢气的反应卤素和H2的反应可用通式H2＋X2=

来表示，反应时按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，反应条件越来越

，反应程度依次

，形成的卤化氢的稳定性也依次

。浅黄绿至紫黑色气—液—固逐渐增大逐渐升高溶解度逐渐降低2HX高低降低（2）卤素单质间相互置换反应：Cl2＋

NaBr=_______________Cl2＋

Br-=_________________Cl2＋

KI=

_________________Cl2＋

I－

=_____________________22NaCl+Br222Cl-+Br222KCl+I222Cl-+I2（四）核素和同位素1.原子结构质量数（A）=

+

，原子符号（核素符号）：

。2.核素与同位素：核素：

；

同位素：；同位素的特点：；原子的相对原子质量：

；元素的相对原子质量：_________________________________原子原子核核外电子质子中子质子数（z）中子数（N）X具有一定质子数和一定中子数的一种原子。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子。化学性质几乎完全相同实验测得各原子的质量与碳-12原子质量的1/12相比较得到的数值。各原子的相对质量乘以其自然界所占原子百分数相加所得的数值。（五）原子核外电子的排布：1.原子核外的电子由于能量不同，它们运动的区域也不同。通常能量低的电子在离核____的区域运动，能量高的电子在离核____的区域运动。电子层(n)1234567对应符号2.表示方法3.排布规律⑴按能量由低到高，即由内到外，分层排布。①第1层最多只能排____个电子②第2层最多排____个电子③除K层外，不论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只能有____个(K层最多有__个)⑵根据核外电子排布的规律，能画出1－20号原子结构示意图。较近较远KLMNOPQ2882（六）微粒半径大小的比较1、原子半径大小的比较同主族，从上到下，原子半径逐渐

。同周期，从左到右，原子半径逐渐

。2、离子半径大小的比较（1）具有相同电子层结构的离子半径大小的比较电子层数相同，随着核电荷数的增加，原子核对核外电子的吸引能力

，半径

。（2）同主族离子半径大小的比较元素周期表中从上到下，电子层数逐渐

，离子半径逐渐

。增大减小减弱增大增大增大（3）同一元素的不同离子的半径大小比较同种元素的各种微粒，核外电子数越多，半径

，高价阳离子半径

低价离子半径。越大小于（七）同周期元素性质递变规律1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0BAlSiGeAsSbTePoAt金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱（八）化学键1.化学键：使

相结合或

相结合的

通称为化学键。注意：(1)必须是直接相邻的原子间。(2)此强烈的作用是指静电作用，包括吸引力和排斥力，且达到平衡。(3)此作用很强烈，一般需要120-800KJ/mol的能量才能破坏。2.离子键和共价键化学键离子键：共价键带

之间的

称为离子键。原子间通过

所形成的

，叫共价键。(A—A型)

(A—B型)

原子离子相互作用相反电荷离子相互作用共用电子对相互作用非极性键极性键3.离子化合物和共价化合物：

(1)概念：通过离子键结合而成的化合物叫做离子化合物；通过共用电子对结合而的化合物叫共价化合物。(2)表示离子化合物和共价化合物结构的方法：电子式、结构式。判断元素金属性和非金属性的实验方法：1、金属性：（1）跟水（或酸）反应置换出氢容易的金属性强，反之金属性弱；（如，K、Na、Mg分别与水反应）（2）最高价氧化物对应水化物碱性强的金属

性强，反之金属性弱。

（如KOH﹥NaOH﹥LiOH等）2、非金属性：（1）跟氢气生成氢化物容易以及氢化物稳定的非金属性强，反之非金属性弱；（如F2、

Cl2、Br2、I2分别与氢气反应由易到难。（2）最高价氧化物对应水化物酸性强的非金属性强，反之，非金属性弱。（如H2SiO3、

H3PO4、H2SO4、HClO4酸性依次增强。[例题28]（2012全国新课标13）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是A.上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜ZB.W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D.有W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点C[例题29]X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，己是由Z元素形成的单质。已知：甲+乙=丁+己，甲+丙=戊+己；0.1mol•L-1丁溶液的pH为13（25℃）。下列说法正确的是

A．原子半径：W＞Z＞Y＞XB．Y元素在周期表中的位置为第三周期第ⅣA族

C．1mol甲与足量的乙完全反应共转移了1mol电子

D．1.0L0.1mol•L-1戊溶液中阴离子总的物质的量小于0.1mol

C[例题30]（2013全国新课标Ⅰ9）．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-C[例题31]（2013江苏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D[例题32]（2013福建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<MB．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位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族B[例题33]（2013海南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

。[例题34]．（2014上海1）“玉兔”号月球车用

Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是A．Pu与U互为同位