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文档简介
专题四原子结构与元素的性质[考纲展示]1.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。2.了解元素、核素和同位素的含义。3.了解原子核外电子排布。第一单元原子结构一、原子结构1.原子的构成[主干知识]8
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3.原子核外电子排布(1)电子层的表示方法及能量变化(2)核外电子排布规律①能量最低原则核外电子总是先排布在能量最低的电子层里,然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。②分层排布原则每层最多容纳的电子数为
。最外层不超过
(K层为最外层时不超过
)。次外层不超过
,倒数第三层不超过
。2n22个32个8个18个二、元素、核素、同位素2.应用(2)在6Li、7Li、23Na、24Mg、14C、14N六种粒子中,包含
种元素,
种核素,其中互为同位素的是
,中子数相等的核素是
。(3)几种重要元素的同位素及其应用同位素
相同质子数
不同中子数的
566Li、7Li23Na、24MgT
[点拨]常见的带“同”字概念有同位素、同素异形体和同分异构体。(1)同素异形体是由同一种元素组成的不同单质,同素异形体的形成有两种方式:①原子个数不同,如O2和O3;②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。(2)同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上。(3)同素异形体之间的转化是化学变化,但不是氧化还原反应。(4)同分异构体是分子式相同而结构不同的化合物,如CH3CH2CH2CH3、[自我诊断]1.质子数相同的微粒不一定都属于同一种元素。(√)2.所有的原子中都含有质子和中子。(×)3.14N和14C互称同位素。(×)4.12C与13C的性质完全相同。(×)5.S2-原子的结构示意图为
(×)6.核外电子排布相同的微粒其化学性质一定相同。(×)1.简单原子的原子结构可用如图形象地表示:其中●表示质子或电子,○表示中子,则下列有关的叙述正确的是(
)A.①②③互为同位素B.①②③为同素异形体C.①②③是三种化学性质不同的粒子D.①②③具有相同的质量数原子的构成及几个概念的比较解析:由题图可知三个原子中均只有一个质子,一个电子,中子数不同,所以应为同位素,同位素的化学性质相同。答案:A2.元素、核素、同位素、同素异形体(1)同素异形体同种元素形成的不同单质,比如白磷与红磷,石墨、金刚石和C60,O2与O3等。(2)元素、核素、同位素的关系(3)适用范围[特别提醒](1)同位素之间的转化(如18O→16O)属于核反应,不是化学变化。(2)同位素原子的化学性质几乎完全相同,但物理性质不同。(3)质子数相同的粒子不一定属于同一种元素,如Ne、H2O和NH3均是10个质子。(4)若两种粒子的质子数和核外电子数分别相等,则它们的关系可能是两种原子、两种分子或带电荷数相同的离子。(5)2H2和3H2既不是同位素,也不是同素异形体。[典例1]下列说法正确的是(
)①在氮原子中,质子数为7而中子数不一定为7A.①⑥
B.②④C.⑤⑦ D.①③[解析]
②中因为核外电子数相同,所以化学性质相同,错误;④⑦分别属于同一种元素的不同核素,错误;同位素研究对象是原子与原子之间,⑥均为分子,错误。[答案]
D1.下列有关说法中正确的是(
)①12C和14C的化学性质相同②37Cl原子核内中子数为17③12CO2和14CO2互为同位素④Ca和Ca2+是同种元素,且性质相同⑤37Cl-的结构示意图为⑥16O与18O是质子数相同的同种核素⑦16O原子的摩尔质量不等于其相对原子质量A.②③⑥ B.③④C.①④⑤ D.①⑦解析:12C与14C互为同位素,二者化学性质相同,①正确;37Cl的中子数为20,②不正确;同位素指同一元素的不同原子,③中两种分子不是同位素;故含③的A、B不正确;④中Ca与Ca2+性质不同,故C不正确;16O与18O是两种核素,⑥不正确;⑦中16O摩尔质量是
16g·mol-1,相对原子质量是16,故二者不相等。答案:D核外电子排布2.下列有关化学用语正确的是(
)答案:C1.短周期元素原子的特征电子排布(2)最外层有一个电子的元素:H、Li、Na。(3)最外层有两个电子的元素:Be、Mg、He。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素为:Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C;是次外层电子数3倍的元素是O。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是:Li、Si。2.核外电子数相同的粒子[特别提醒](1)最外层电子数是次外层电子数倍数(大于1)的原子一定在第二周期。(2)若两种粒子的质子数和核外电子数分别相等,则它们的关系可能是两种原子、两种分子或带电荷数相同的离子。[典例2]现有部分元素的原子结构特点如下表:(1)画出W原子结构示意图_________________________________。(2)元素X与元素Z相比,非金属性较强的是________,写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式:
______________________________________________________。(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物,其水溶液显强酸性,该化合物的化学式为________。(4)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q,元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的电子总数相等。以M为燃料,Q为氧化剂,可作火箭推进剂,最终生成无毒的,且在自然界中稳定存在的物质,写出该反应的化学方程式___________________________________________________________。[解析]
L层电子数是K层电子数的3倍,即L层有6个电子,故X为氧元素;核外电子层数等于原子序数的元素只有氢,故Y为氢元素;Z元素的K、L层分别有2个和8个电子,则M层上有6个电子,故Z为硫元素;常温下为气态双原子分子,且原子间以三键结合的只有N2,故W为氮元素。问题(2)中能说明氧比硫非金属性强的事实有很多,其中较为直观的是O2置换H2S中的S。问题(4)中H、O形成的原子个数比为1∶1的化合物是H2O2,N、H形成的化合物分子中电子数也为18的分子只能是N2H4。
2.下列叙述中,正确的是(
)A.两种粒子,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C.两原子如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素D.阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同解析:Na+、Mg2+、Al3+、F-、O2-、Ne的核外电子排布均相同,但化学性质不同,A不正确;单原子形成的离子如H+、Fe2+、Fe3+等均不具有稀有气体元素原子的核外电子排布,B不正确;阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同,而主族元素阳离子的核外电子排布才与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同,D不正确。答案:C1.10电子微粒(请注意箭头方向)寻找10电子和18电子微粒的方法2.18电子微粒(注意箭头方向)3.质子数及核外电子总数均相等的粒子【典例】A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子,已知:①A++C-===D+E↑;②B++C-===2D。请回答:(1)C-的电子式是________。(2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式______________________、________________________。(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式_________________________________________________________。(4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子________。本小节结束请按ESC键返回[考纲展示]1.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.掌握元素周期律的实质。3.以第三周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律及其与原子结构的关系。
4.以ⅠA族和ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质的递变规律及其与原子结构的关系。5.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。第二单元元素周期律元素周期表一、元素周期律1.定义
随着元素核电荷数的递增而呈
变化的规律。2.实质元素原子
的周期性变化。3.同主族元素性质的递变规律(1)对于元素Li、Na、K熔点由高至低的顺序为
;金属性由强到弱的顺序为
;单质与水反应的剧烈程度由强到弱的顺序为
;最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为
。元素的性质周期性核外电子排布Li>Na>KK>Na>LiK>Na>LiKOH>NaOH>LiOH[主干知识](2)对于元素Cl、Br、I单质熔点由高至低的顺序为
,非金属性由强到弱的顺序为
;离子的还原性由强至弱为
;单质与氢气化合由易到难的顺序为
;其氢化物的稳定性由弱至强的顺序为
;最高价氧化物对应水化物的酸性由弱至强的顺序为
。4.同周期元素性质的递变规律元素对于Na、Mg、Al、S、Cl(1)五种元素的原子半径由大到小的顺序为
。其简单离子的半径由大到小的顺序为
。I2>Br2>Cl2Cl>Br>II->Br->Cl-Cl2>Br2>I2HI<HBr<HClHIO4<HBrO4<HClO4Na>Mg>Al>S>ClS2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+(2)Na、Mg、Al单质置换水或酸中的氢,由易到难的顺序为
;最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为
。(3)S、Cl2与氢气化合时,由易到难的顺序为
;气态氢化物的稳定性由强至弱的顺序为
;最高价氧化物对应水化物的酸性由强至弱的顺序为
。Na>Mg>AlNaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3Cl2>SHCl>H2SHClO4>H2SO4甲、乙、丙中依次放入稀盐酸、CaCO3、水玻璃,能否根据实验现象证明:(1)酸性HCl>H2CO3>H2SiO3;(2)非金属性:Cl>C>Si。提示:(1)由强酸制弱酸,可以证明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但最好在乙、丙间加一个盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,吸收混合在CO2中的HCl气体。(2)证明非金属强弱,要依据最高价含氧酸越强,非金属性越强,盐酸不是最高价含氧酸故不能证明非金属性Cl>C,但可以证明非金属性C>Si。二、元素周期表1.原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数=
=
=
。2.结构(1)周期(七个横行,七个周期)核电荷数质子数电子数(2)族(18个纵行,16个族)[点拨]
(1)最外层有3个电子的原子一定位于ⅢA族。最外层有2个电子的原子可能位于ⅡA族、0族(He)、过渡金属区。(2)含元素种类最多的周期是第六周期,有32种元素;含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。(3)镧系和锕系镧系位于第六周期ⅢB族,共15种元素;锕系位于第七周期ⅢB族,共15种元素。三、元素周期表和元素周期律的应用1.元素周期表中元素的分区(1)金属性最强的元素位于元素周期表左下角,是
元素(不考虑放射性元素)。(2)非金属性最强的元素位于元素周期表右上角,是F元素(不考虑稀有气体)。(3)
的元素,既能表现出一定的非金属性,又能表现出一定的金属性。Cs分界线附近2.元素周期表和元素周期律应用的重要意义(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料(1)对第n(n≠1)周期n主族元素是金属还是非金属?n+1主族呢?(2)第117号元素是金属还是非金属元素?提示:(1)金属;非金属(2)金属。[自我诊断]1.铁元素的原子结构示意图为,故铁位于第四周期ⅡB族(×)2.电子层数多,原子半径不一定大。(√)3.所有主族元素的最高正价都等于最外层电子数。(×)4.金属元素没有负价,氟没有正价。(√)5.由于氢氟酸是强酸,所以能溶解SiO2。(×)6.ⅠA族元素的金属性不一定比ⅡA族的强。(√)1.原子序数为110的元素被发现后,它的符号被国际纯粹与应用化学联合会推荐为Ds(德语Darmstadt的缩写),以纪念该元素的发现地——德国。下列关于Ds的说法,不正确的是(
)A.Ds原子的电子层数为7B.Ds是超铀元素C.Ds原子的质量数为110D.Ds为金属元素解析:本题思维的切入点是110号元素的位置。由原子序数推断该元素在周期表中的位置的一般方法是:首先记住稀有气体的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118(如果填满的话),再把原子序数与最接近的稀有气体相比较,确定所在的周期数和纵行(即族序数)。
原子结构与元素周期表关系的规律110号元素在118号元素之前8个纵行,所以容易确定:它位于第七周期,Ⅷ族。92号元素(U)以后的元素均为超铀元素,且全为金属元素。答案:C1.常见的等量关系(1)周期数=核外电子层数;(2)主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|。2.元素周期表中的序差关系(1)同一周期ⅡA与ⅢA族元素的原子序数可能相差1(第二、三周期)或11(第四、五周期)或25(第六、七周期)。(2)相邻周期,同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素,A、B所在周期分别有m和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,若A在B的上一周期。如图:3.奇偶数规律元素周期表中,原子序数为奇(或偶)数的元素,元素所在族序数及主要化合价一般也为奇(或偶)数(Ⅷ族元素除外)。4.由原子序数确定元素位置例如:84号元素、88号元素在周期表中的位置。首先确定0族元素的原子序数,方法:每一周期所容纳的元素种类为2、8、8、18、18、32、32,用这些数可计算出与84号比较接近的0族元素的原子序数,第六周期0族元素是86号元素,所以84号元素是第六周期ⅥA族,同理88号元素是第七周期ⅡA族。[典例1]
(2012年高考新课标全国卷)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.由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[解析]
首先根据元素的特性确定元素类别,再根据在周期表中的位置和结构推断元素,最后进行辨别。
X的一种核素能用来鉴定文物的年代,确定为C元素,Y的单质可用分馏液态空气法得到,确定为O元素或N元素,Z不能形成双原子分子,且核外内层电子数为2,可确定为Ne元素,W的阴离子的核外电子数是2,确定为H元素。原子半径r(O)<r(C)或r(N)<r(C),四种原子的最外层电子数之和小于20,故A、B错。H、C形成的烃,由于C、H原子数目不确定,无法与H、O形成的化合物H2O、H2O2或H、N形成的化合物NH3、N2H4比较沸点的高低,D错。O、H形成的H2O2或N、H形成的H2N-NH2中既含有极性共价键,又含有非极性共价键,故C正确。[答案]
C1.下列说法正确的是(
)A.原子序数为7的元素的最高化合价为+4价B.114号元素位于第七周期ⅣA族C.位于同一主族的甲乙两种元素,甲的原子序数为x,则乙的原子序数可能为x+4D.位于同一周期的甲乙两种元素,甲位于ⅠA族,原子序数为x,乙位于ⅢA族,则乙原子序数可能为x+19解析:原子序数为7的元素一定为主族元素,主族元素原子序数为奇数的原子所在的族序数一定为奇数,所以最高化合价也一定为奇数,A错误;118号元素位于第七周期、0族,所以114号元素位于第七周期ⅣA族,B正确;同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和,C错误;同一周期ⅠA族与ⅢA族之间的差可能为2、12、26,D错误。答案:B主族元素粒子半径大小的比较2.下列粒子半径大小的比较正确的是(
)A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-B.S2->Cl->Na+>Al3+C.Na<Mg<Al<SD.Cs<Rb<K<Na解析:A项中的离子具有相同的核外电子排布,则核电荷数越大,离子半径越小,故A项错误;B项中S2-和Cl-的电子层数比Na+和AI3+多,再根据核外电子排布相同的离子半径比较规律可知B项正确;C项属于同周期的元素原子,核电荷数越大,半径越小,故C项错误;D项是同主族元素原子,核电荷数越大,半径越大,故D项错误。答案:B1.阴上阳下规律稀有气体与同周期阴离子和下一周期阳离子的核外电子排布相同。(1)与He原子电子层结构相同的离子:H-、Li+、Be2+。(2)与Ne原子电子层结构相同的离子:N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+。(3)与Ar原子电子层结构相同的离子:S2-、Cl-、K+、Ca2+。2.原子半径大小的比较(1)同一周期:左大右小。(2)同一主族:下大上小。3.离子半径大小的比较(1)同一周期:电性不同时,阴大阳小,电性相同时,左大右小。如:S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+。(2)同一主族:下大上小。(3)电子层结构相同的离子(质子数大半径小):核电荷数越大,半径越小。如:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。(4)同种元素形成的粒子同种元素原子形成的粒子电子数越多半径越大。如Fe3+<Fe2+<Fe,H+<H<H-。(5)电子数和核电荷数都不同的,可通过一种参照物进行比较。如比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同,与S2-同族的元素O2-比较,Al3+<O2-,且O2-<S2-,故Al3+<S2-。[特别提醒]第三周期从左到右,原子半径依次减小,而离子半径大小顺序为:r(P3-)>r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),故第三周期中离子半径最小的离子为Al3+。[典例2]已知aAn、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同的电子层结构的离子,关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是(
)A.离子半径:A>B>C>DB.原子序数:b>a>c>dC.原子半径:D>C>B>AD.四种元素一定属于短周期元素[解析]
由于四种离子具有相同的电子层结构,可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图:原子序数b>a>c>d;具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小;原子半径A>B>D>C;A和B可以为第四周期元素。[答案]
B2.A、B、C、D是四种短周期元素,已知A、C同主族;B、D同周期,A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定;B的阳离子比D的阳离子氧化性强,若B的阳离子比C的阴离子少一个电子层,下列比较中正确的是(
)A.原子序数:A>B>C>DB.原子半径:D>B>C>AC.离子半径:r(Dx+)<r(By+)D.离子半径:r(Am-)<r(Cm-),r(Am-)<r(Dx+)解析:由A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定,可知A在C的上一周期;B的阳离子比D的阳离子氧化性强,可知B排在D的右面;由B的阳离子比C的阴离子少一个电子层,可知B、C在同一周期,且B在C的左边;综上所述确定A、B、C、D在元素周期表中的位置如图,B正确。答案:B元素位置、原子结构、元素性质之间的关系3.(2012年高考福建卷)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是(
)A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>QB.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q<WC.原子半径:T>Q>RD.含T的盐溶液一定显酸性解析:由各元素的相对位置可以判断R在第二周期,T、Q、W三种元素在第三周期,再根据T所处的周期序数与族序数相等可判断T为Al,则R为N、Q为Si、W为S。最简单气态氢化物的热稳定性:NH3>SiH4,故A正确;最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SiO3<H2SO4,故B正确;原子半径:Al>Si>N,故C正确;含有铝的盐溶液也可能显碱性,如NaAlO2[或写作NaAl(OH)4]溶液,故D错误。答案:D1.同一元素的“位、构、性”关系可表示如下2.结构与位置互推(1)掌握四个关系式①电子层数=周期数;②质子数=原子序数;③最外层电子数=主族序数;④主族元素的最高正价=族序数(O、F除外),最低负价=主族序数-8。(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律①各周期元素种数;②稀有气体元素的原子序数及在周期表中的位置;③同主族上下相邻元素原子序数的关系;④主族序数与原子序数、化合价的关系。3.性质与位置互推是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。4.结构和性质的互推是解题的要素(1)电子层数和最外层电子数决定元素的金属性和非金属性。(2)同主族元素最外层电子数相同,性质相似,但不相同。[特别提醒](1)氟没有正价;氧一般为-2价,但在OF2中氧原子为+2价;金属元素一般无负价;氢一般为+1价,但在NaH、CaH2中氢原子为-1价。(2)硫有+6价,但无S6+。(3)化合价与化学式互推时,要考虑化合价的奇、偶性,往往有两组解。(4)一般元素性质越活泼,其单质性质也越活泼,但氮与磷却相反,氮的非金属性强于磷,但氮气比白磷、红磷稳定得多。[典例3]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<T<XB.R与Q的电子数相差26C.气态氢化物稳定性:R<T<QD.最高价氧化物的水化物的酸性:T<Q[解析]
由题干信息可推出R为F,X为S,T为Cl,Z为Ar,Q为Br。非金属性:Cl>S,A项错误;F的电子数为9,Br的电子数为35,电子数相差26,B项正确;气态氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性与非金属性的变化规律是一致的,因非金属性:F>Cl>Br,故C、D两项错误。[答案]
B3.(2013年高考山东卷)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(
)A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YC.X元素形成的单核阴离子还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性解析: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,由此可推出W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。根据元素周期律,同一主族从下到上非金属性增强,同一周期从左到右非金属性增强,与氢化物稳定性的规律一致,A项正确;元素非金属性越强,则其对应的阴离子还原性越弱,C项错误;B选项没有注明是最高价氧化物对应的水化物,例如H2SO4的酸性比HClO的强,故B项错误;Cl2中氯元素的化合价为0,处于中间价态,化合价既可升高也可降低,Cl2在化学反应Cl2+H2O
HCl+HClO中既表现氧化性又表现还原性,D项错误。答案:A元素周期律是高中化学的重要理论体系之一,高考常常借助元素性质的递变规律,以实验设计、实验评价的形式考查理论、考查实验,体现了高考的创新设计与能力考查。【典例】某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计如下系列实验。1.将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O,继而可以验证Na的金属性大于N,你认为此设计是否合理?并说明理由:________________________________________________________________________________________________有关元素性质递变规律的实验探究2.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。(1)仪器A的名称为____________,干燥管D的作用是________________。(2)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫:装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为有黄色沉淀生成,离子方程式为____________________________。(3)若要证明非金属性:C>Si,则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________,观察到C中溶液的现象为__________________。(4)某学生欲通过测定稀H2SO4和稀H3PO4溶液的pH值,证明非金属性S>P,简述实验过程______________________________________
______________________________________________。[解析]
(2)由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反应判断非金属性强弱,因为无加热装置,所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气;(3)由B中药品Na2CO3可知,用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断非金属性强弱,所以A中加入硫酸,B、C装置中加入相应的盐。(4)该生应先配制相同物质的量浓度的稀H2SO4和稀H3PO4,再测pH值得出结论。[答案]
1.不合理,最高价氧化物的水化物的碱性强弱只能用来比较金属之间的金属性强弱2.(1)分液漏斗防止倒吸(2)浓盐酸KMnO4
Na2S
S2-+Cl2===S↓+2Cl-
(3)稀H2SO4
Na2SiO3溶液有白色沉淀产生(4)分别配制0.1mol/L的稀H2SO4和稀H3PO4,用pH试纸测得稀H2SO4的pH较小,说明酸性稀H2SO4>稀H3PO4,从而证明非金属性S>P本小节结束请按ESC键返回[考纲展示]1.了解化学键分子间作用力的定义。2.了解离子键、共价键的形成,了解分子之间氢键的形成。3.了解离子化合物和共价化合物。4.了解不同类型的晶体,体会几种常见晶体的物理性质。第三单元微粒之间的相互作用力一、化学键1.概念:使离子或原子相结合的作用力。2.形成与分类3.化学反应的本质反应物内化学键的
和生成物内化学键的
。[点拨]
(1)化学键是一种强烈的相互作用,这种作用既包括静电吸引作用,又包括静电排斥作用。(2)存在化学键断裂的变化并不一定是化学反应,如氯化氢、氯化钠溶于水。形成[主干知识]断裂二、离子键、共价键1.离子键(1)离子键:
之间的相互作用。(2)离子化合物:由
构成的化合物。2.共价键(1)共价键:
所形成的相互作用。(2)共价化合物:以
形成的化合物。带相反电荷离子离子键原子间通过共用电子对共用电子对(3)极性共价键与非极性共价键3.现有以下物质①Na2O
②Na2O2
③AlCl3
④NaOH
⑤MgF2⑥NH3
⑦N2
⑧H2O2
⑨NH4Cl
⑩CO2(1)只含离子键的物质有
,只含共价键的物质有
。(2)含有极性键的离子化合物有
,含有非极性键的离子化合物有
,既有极性键又有非极性键的是
。①⑤③⑥⑦⑧⑩④⑨②⑧(3)写出物质的电子式:(4)用电子式表示⑤⑩的形成过程(1)所有物质中都存在化学键吗?(2)仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗?提示:(1)不是,稀有气体分子是单原子分子,该物质无化学键。(2)不一定,如NH4Cl全是由非金属元素组成的,但NH与Cl-之间存在离子键。三、分子间作用力1.范德华力(1)概念:将分子聚集在一起的一种作用力。(2)实质:分子之间的
作用。(3)特点①存在于所有分子之间。②作用力较小,比
弱得多。(4)影响因素:对于组成和结构相似的分子,一般相对分子质量越大,范德华力
。(5)对物质物理性质的影响(如熔点、沸点、溶解度等)。一般范德华力越大,物质的熔、沸点越高,如卤素单质的熔、沸点由高到低的顺序为
。静电化学键越大I2>Br2>Cl2>F22.氢键(1)特点①作用力的大小:
>氢键>
。②影响物质的物理性质,使物质的熔、沸点升高等。(2)形成条件:与氢原子结合的是得电子能力
的元素,如F、O、N。化学键范德华力强四、四种主要晶体的性质对比我们通常书写的NaCl、CO2、SiO2等都是相应物质的分子式吗?一种晶体中存在阳离子,就一定存在阴离子吗?提示:不都是。由离子晶体的结构特点看,阴阳离子交错排列,并不存在单个的NaCl分子,所以NaCl应该是化学式;SiO2晶体中Si与O以1∶2的比例形成空间网状结构,也不存在单个的SiO2分子,SiO2只表示原子的组成比例,是化学式。金属晶体中存在金属阳离子和自由电子,没有阴离子。[自我诊断]1.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力。(×)2.所有物质中均存在化学键。(×)3.只由非金属元素形成的化合物不一定是共价化合物。(√)4.金属元素与非金属元素形成的化学键不一定都是离子键。(√)5.NH3极易溶于水是因为NH3与H2O之间能形成氢键。(√)6.在CO2分子中碳氧原子间共用两对电子,每个原子均达到8e-稳定结构,其结构式为O===C===O(√)1.下列说法中正确的是(
)A.KOH中含有离子键也含有共价键,属于离子化合物B.N2属于单质,不存在化学键C.MgCl2中既含有离子键,又含有共价键D.NH4Cl中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物解析:N2中存在共价键;MgCl2中只含有离子键;NH4Cl中虽然含有共价键,又全部由非金属元素组成,但也含有离子键,属于离子化合物。答案:A离子化合物和共价化合物1.离子化合物与共价化合物的比较2.判断方法一看组成:组成中有NH或ⅠA、ⅡA族金属元素的一定为离子化合物。二看种类:强碱、多数盐、活泼金属氧化物为离子化合物。三看性质:熔融时能导电的化合物一定是离子化合物。[特别提醒](1)非金属元素的原子不仅能够形成共价化合物,而且还能够形成离子化合物,如氯化铵。(2)离子化合物是强电解质,共价化合物也可能是强电解质,如HCl。(3)共价化合物的熔、沸点不一定都低于离子化合物,如SiO2的熔沸点比NaCl的高。[典例1]下列说法正确的是(
)①非金属元素构成的单质中一定存在共价键②非金属之间形成的化合物一定是共价化合物③非金属的气态氢化物中一定存在极性共价键④离子化合物中一定含有离子键⑤金属元素与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物⑥在一种化合物中只能存在一种类型的化学键⑦含共价键的化合物不一定是共价化合物⑧含离子键的化合物一定是离子化合物⑨氯化钠和HCl溶于水都发生电离,克服粒子间作用力的类型相同A.③④⑦⑧
B.①③④⑦⑧C.②⑤⑥⑧⑨ D.①④⑦⑨[解析]
解答此类题目时,要注意一些特例,如:稀有气体也属于非金属,稀有气体的单质是单原子分子,无化学键,所以①错误;离子化合物NH4Cl中无金属元素,含有共价键和离子键,所以②⑥错误,⑦正确;非金属的气态氢化物中非金属原子与氢原子一定以极性共价键结合,③正确;由离子化合物的定义可知含离子键的化合物是离子化合物,离子化合物中含有离子键,所以④⑧正确;⑨中NaCl克服离子键,HCl克服共价键,错误。[答案]
A1.X、Y为两种主族元素,其原子的最外层电子数分别为1和6,则X、Y两种元素形成的化合物(
)A.一定是离子化合物B.一定是共价化合物C.一定形成X2Y型化合物D.以上答案均不正确解析:最外层为1个和6个电子的元素分别为ⅠA族和ⅥA族元素,中学所熟悉的有H、Na、K、O、S等,它们之间可以形成X2Y型共价化合物(如H2O、H2S等)和离子化合物(如Na2O2、K2S等),而且还可形成X2Y2型的化合物H2O2、Na2O2等,同时K、Rb等碱金属还可形成更复杂的超氧化物,因此本题答案应该是D。答案:D化学键与物质类别的关系规律及特性2.下列物质中,既含有离子键,又含有共价键的是(
)A.MgCl2
B.Na2O2C.Na2O D.Al2O3解析:MgCl2、Na2O、Al2O3中只有离子键,Na2O2中既有离子键,又有共价键。答案:B1.只含非极性共价键的物质:非金属单质,如I2、N2、金刚石、晶体硅等。2.只含极性共价键的物质:不同元素之间构成的共价化合物,如HCl、NH3、SiO2、CO2等。3.既有极性键又有非极性共价键的物质:如H2O2、C2H4等。4.只含离子键的物质:活泼非金属与活泼金属元素形成的离子化合物,如Na2S、KCl、K2O等。5.既有离子键又有非极性共价键的物质:如Na2O2等。6.既有离子键又有极性共价键的物质:如NH4Cl、NaNO3等。7.无化学键的物质:稀有气体。[典例2]现有如下各种说法:①O3与NO2都是共价化合物②金属和非金属化合时一
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