高三化学专题复习《物质结构 元素周期律》.docx
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高三化学专题复习《物质结构元素周期律》
物质结构元素周期律
一、高考指挥棒
基础知识梳理
一、原子的构成
1.原子的构成
⑴原子核:
带正电,几乎集中了原子的全部质量,体积只占原子体积的千亿分之一。
⑵质子:
带一个单位正电荷,质子数决定了元素的种类。
............
⑶中子:
不带电。
中子数与质子数一起决定了同位素的种类。
..................
⑷电子:
带一个单位负电荷。
电子的排布决定了元素在周期表中的位置。
多数元素原子的化学性质...........仅由其最外层电子数(价电子数)决定。
..................
2.微粒间数目关系
质子数(Z)==质量数(A)=(Z)+(N)中性原子:
质子数=阳离子:
质子数=+阴离子:
质子数=-
3.原子表达式及其含义±bc±AA表示X原子的质量数;Z表示元素X的质子数;dZ
d表示微粒中X原子的个数;c±表示微粒所带的电荷数;±b表示微粒中X元素的化合价。
原子(ZX)原子核中子(A-Z)个核外电子(Z个——最外层电子数决定元素的化学性质质子(Z个)——决定同位素种类X
二、“三素”的比较
1.元素、2.核素、3.同位素:
⑴同位素中“同”的含义:
是指元素符号、质子数、电子数、电子排布、在周期表中位置相同、原子
-1-
的化学性质等相同,它们的物质性质略有差异。
..
⑵同位素的特征
①同一元素的不同同位素原子的化学性质基本相同。
........
②天然存在的元素里,不论是游离态还是化合态,各种天然同位素原子所占的百分比一般是不变的。
三.核外电子排布的表示方法
⑴原子结构简(示意)图:
(易失分点)
四、原子结构的特殊性(1~18号元素)
1.原子核中没有中子的原子:
。
2.最外层电子数与次外层电子数的倍数关系。
①最外层电子数与次外层电子数相等:
和;②最外层电子数是次外层电子数2倍:
;③最外层电子数是次外层电子数3倍:
;④最外层电子数是次外层电子数4倍:
;⑤最外层电子数是次外层电子数1/2倍:
和。
3、、。
4.电子总数为最外层电子数2倍:
。
5.次外层电子数为最外层电子数2
6.内层电子总数是最外层电子数2
五、1~20号元素组成的微粒的结构特点
1.常见的等电子体
①2个电子的微粒。
分子:
;离子:
。
②10个电子的微粒。
分子:
;
离子:
等。
③18个电子的微粒。
分子:
、N2H4(联氨)、C2H6(CH3CH3)、
CH3NH2、CH3OH、CH3F、NH2OH(羟氨);
离子:
K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、P3-、O2-
2等。
六、元素周期律及其实质
核外电子排布的周期性变化,决定了元素原子半径、最外层电子数出现周期性变化,进而影响元素的性质出现周期性变化(见本考点“三、2.原子结构与元素性质的关系”)。
3.具体实例:
以第3周期或第VIIA族为例,随着原子序数的递增
七、元素周期表及其结构
1.元素周期表的结构-----要求学生掌握什么?
怎样掌握?
..............
(1)周期:
长式周期表有7个周期:
1、2、3周期为短周期;4、5、6周期为长周期;7为不
完全周期。
目前1~7周期元素数目分别为2、8、8、18、18、32、26。
周期序数=电子层数。
.................
⑵族:
长式元素周期表有18纵行。
分为主族、副族、第Ⅷ族(第8、9、10纵行)、0族(第18列)。
过渡元素都是金属,又叫过渡金属,最外层电子数≤2(最外层电子数为................................2.的元素不一定是.......2.主要..族)..
-2-
八、原子结构、元素的性质、元素在周期表中的位置间的相互关系
1.元素在周期表中位置与元素性质的关系
对角线规则:
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似,其相似性甚至超过了同主族元素,被称为“对角线规则”。
(eg:
见右上图)
实例:
①锂与镁的相似性超过了它和钠的相似性,如:
LiOH为中强碱而不是强碱,Li2CO3难溶于水等。
②Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物均表现出明显的“两性”;Be和Al单质在常温下均能被浓H2S04钝化;A1C13和BeCl2均为共价化合物等。
③晶体硼与晶体硅一样,属于坚硬难熔的原子晶体。
2.原子结构与元素性质的关系
⑴与原子半径的关系:
原子半径越大,元素原子失电子的能力越强,还原性越强,氧化性越弱;反之,原子半径越小,元素原子得电子的能力越强,氧化性越强,还原性越弱。
⑵与最外层电子数的关系:
最外层电子数越多,元素原子得电子能力越强,氧化性越强;反之,最外层电子数越少,元素原子失电子能力越强,还原性越强。
⑶分析某种元素的性质,要把以上两种因素要综合起来考虑。
即:
元素原子半径越小,最外层电子数越多,则元素原子得电子能力越强,氧化性越强,因此,氧化性最强的元素是氟F;元素原子半径越大,最外层电子数越少,则元素原子失电子能力越强,还原性越强,还原性最强的元素是铯Cs。
⑷最外层电子数≥4,一般为非金属元素,易得电子,难失电子;
最外层电子数≤3,一般为金属元素,易失电子,难得电子;
最外层电子数=8(只有二个电子层时=2),一般不易得失电子,性质不活泼如He、Ne等稀有气体。
3.原子结构与元素在周期表中位置的关系
(1)电子层数=;
(2)主族元素的族序数=;
(3)根据元素原子序数判断其在周期表中位置的方法-----要求到怎样的程度?
记住每个周期的元素种类数目(2、8、8、18、18、32、32);用元素的原子序数依次减去各周期的元素数目,得到元素所在的周期序数,最后的差值(注意:
如果越过了镧系或锕系,还要再减去14)就是该元素在周期表中的纵行序数(从左向右数)。
记住每个纵行的族序数知道该元素所在的族及族序数。
4.元素周期表的用途
九、元素的金属性或非金属性强弱的判断----如何回顾、融合“氧化还原”的知识
1.元素金属性强弱比较方法
①与水(或非氧化性酸)反应置换氢的难易。
越易,金属性越强。
②最高价氧化物的水化物碱性强弱。
越强,金属性越强。
③互相置换反应(金属活动性顺序表)。
金属性较强的金属可以把金属性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。
注意,较活泼的金属不能活泼到和盐溶液中的水反应。
-3-
④单质的还原性或离子的氧化性(电解中在阴极上得电子的先后)。
一般地来说,阳离子氧化性越弱,电解中在阴极上越难得电子,对应金属元素的金属性越强。
⑤原电池反应中正负极。
负极金属的金属性强于正极金属。
⑥金属活动性顺序:
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
2.元素非金属性强弱比较方法
①与H2化合的难易及氢化物的稳定性。
越易化合、氢化物越稳定,则非金属性越强。
②最高价氧化物的水化物酸性强弱。
酸性越强,则非金属性越强。
③单质的氧化性或离子的还原性。
阴离子还原性越弱,则非金属性越强。
④互相置换反应。
非金属性强的元素可以把非金属性弱的元素从其盐中置换出来。
十、微粒(原子及离子)半径大小比较规律
⑴影响原子(或离子)半径大小的因素
①电子层数越多,半径越大;②.电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
⑵具体规律
①同主族元素:
。
②同周期元素:
。
③同种元素的微粒半径:
阳离子<原子<阴离子。
如Na<Na;Cl<Cl。
④同一元素不同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。
如Fe>Fe2+>Fe3+。
⑤稀有气体元素的原子半径大于同周期所有元素原子半径........................+-
考点“逐一突破”
击破考点一:
有关元素、核素、同位素的考查
例1:
下列叙述错误的是()..
A.13C和14C属于同一种元素,它们互为同位素B.1H和2H是不同的核素,它们的质子数相等
C.14C和14N的质量数相等,它们的中子数不等D.6Li和7Li的电子数相等,中子数也相等
解析:
解决这类问题的关键是知道质量数等于质子数中子数之和,质子数决定元素种类,质子数与
中子数决定核素种类。
【变式训练】我国科学家在世界上首次合成了三种新核素,其中一种新核素的名称是铪-185,符号185Hf,
下列关于铪-185的叙述,不正确的是()
A.它是一种新的原子B.它是一种新的元素
C.它的质量数为185D.它是铪-180的一种新的同位素
击破考点二:
有关粒子结构示意图的考查
例2:
bXn-和aYm+两离子的电子层结构相同,则a等于()
A.b-m-nB.b+m+nC.b-m+nD.m-n+b
解析:
两离子的电子层结构相同,意味着两离子核外电子层数相同,各层上的电子数也相同,因此核外电子总数必相同。
b+n=a-m
击破考点三:
围绕核外电子的排布情况
例3:
两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等,则在周期表的前10号元素中,满足上述关系的元素共有()
A.1对B.2对C.3对
D.4对-4-
解析:
分析此题时首先要明确两元素不可能在同一周期,如在同一周期则是一种元素。
即只能是一
种元素在第一周期,另一元素在第二周期。
所以两元素最外层电子数之比为1∶2。
第一周期的元素的最外层电子数是1或2,则另一元素的最外层电子数为2或4。
【变式训练】下列各组给定原子序数的元素,不能形成微粒数之比为1:
1稳定化合物的是()..
A.11和16B.1和8C.1和6D.7和12
击破考点四:
微粒半径大小、电子数及电荷数的比较
例4X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径;Z和Y两元素的原子核外电子层次相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。
X、Y、Z三种元素原子序数的关系是()
A.X>Y>ZB.Y>X>ZC.Z>X>YD.Z>Y>X
【变式训练】已知1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是()
A.质子数c>bB.离子的还原性Y2->Z-C.氢化物的稳定性H2Y>HZD.原子半径X 击破考点五: 了解1-18号元素的原子核外电子排布,能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构例5: 下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是() ①原子序数为15的元素的最高化合价为+3②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 ③第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 ④原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期ⅡA族 A.①②B.①③C.②④D.③④ 【变式训练】若短周期中的两种元素可形成原子个数比为2: 3的化合物,则这两种元素的原子序数之差不可能是() A.1B.3C.5D.6 击破考点六: 了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用 例6: 同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为() A.6B.12C.26D.30 解析: 根据周期表的结构可知: 每周期所包含的元素种类数依次为2、8、8、18、18、32、32……, 同一主族的两种元素的原子序数相差等于2、8、8、18、18、32、32之某一个数或相邻几个数之和。 A、B项明显不对,对C项: 26=8+18;而D项中的30不能用2、8、8、18、18、32、32相邻几个数组成。 【变式训练】同主族两种元素原子序数的差值不可能为() A.16B.26C.36D.46 击破考点七: 元素周期律的本质,掌握同一周期(主族)元素的原子结构与元素性质递变规律的关系 例7: 有X、Y两种元素,原子序数≤20,X的原子半径小于Y,且X、Y原子的最外层电子数相同 (选项中m、n均为正整数)。 下列说法正确的是() A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱 B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性 C.若X元素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2 D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m 解析: 抓住“规律”的共性和特殊性,是解决好此问题的关键 击破考点八: 了解原子结构、元素在周期表中的位置及其性质递变的规律 例8: 2007年,我国公布了111号元素Rg的中文名称。 试推测该元素在周期表中的位置是() A.第七周期IA族B.第七周期IIA族C.第六周期IA族D.第六周期IIA族 -5- 【变式训练11】俄美科学家联合合成出114号元素的一种同位素。 以下叙述不正确的是() A.该元素属于第七周期B.该元素位于IIIA族C.该元素为金属元素D.该元素性质与Pb相似击破考点九: 考查有关元素周期律的内容 例9: 下列说法正确的是() A.IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强 B.VIA族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高 C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强 D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小 【变式训练】短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增,其原子的最外层电子数之和为13。 X与 Y、Z位于相邻周期,Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子最外层电子数的3 倍。 下列说法正确的是() A.X的氢化物溶于水显酸性B.Y的氧化物是离子化合物 C.Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质D.X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸 【巩固练习】: 1.(08广东卷)2007年诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。 下列关于202Pt的说法正确的是()78 A. B. C. D.202782027820278 202 78Pt和198Pt的质子数相同,互称为同位素78Pt和198Pt的中子数相同,互称为同位素78Pt和198Pt的核外电子数相同,是同一种核素78Pt和198Pt的质量数不同,不能互称为同位素78 2.(08全国Ⅱ卷)某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1 H原子组成HmX分 子,在agHmX中所含质子的物质的量是() A.a(A-N+m)molA+maB.-N)molA aD.-N+m)molAaC.(A-N)molA+m 3.(09山东卷11)元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,下列说法正确的是 A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性() B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C.短周期元素形成离子后,最外层电子都达到8电子稳定结构 D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同 4.(09全国卷Ⅱ9)某元素只存在两种天然同位素,且在自然界它们的含量相近,其相对原子质量为152.0, 原子核外的电子数为63。 下列叙述中错误的是().. A.它是副族元素B.它是第六周期元素 C.它的原子核内有63个质子D.它的一种同位素的核内有89个中子 5.X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,其原子序数依次增大。 X是周期表中原子半径最小的元素,Y 原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族,Z、W原 子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。 下列说法正确的是() -6- A.元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子,其半径依次增大B.元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C.元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性: XmY>XmRD.元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸 6.(09广东化学11)元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核 外电子层结构。 下列推测不正确的是()... +2-A.同周期元素中X的金属性最强B.原子半径X>Y,离子半径X>Z C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强 7.(09北京卷10)甲、乙、丙、丁4中物质分别含2种或3种元素,它们的分子中各含18个电子。 甲是气态氢化物,在水中分步电离出两种阴离子。 下列推断合理的是() A.某酸溶液含甲电离出的阴离子,则该溶液显碱性,只能与酸反应 B.乙与氧气的摩尔质量相同,则乙一定含有极性键和非极性键 C.丙中含有2周期IVA族的元素,则丙一定是甲烷的同系物 D.丁和甲中各元素质量比相同,则丁中一定含有-1价的元素 8.门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第四周期的三种元素留下了空位,并对它 们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷 列夫当时的预测相当准确。 根据元素周期律,下列有关X性质的描述中错误的是: ().. A.X单质不易与水反应B.XO2可被碳或氢还原为X C.XCl4的沸点比SiCl4的高D.XH4的稳定性比SiH4的高 A.由mX与nY,得m+a=n-bB.X的还原性一定大于Y C.X、Y一定不是同周期元素D.气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY 10.【河北省实验中学高三月考试题】根据判断,下列各元素一定属于主族元素的是() A.X元素能形成+7价的含氧酸及其盐B.Y元素的原子最外电子层上有2个电子 C.Z元素的阴离子与同一周期稀有气体元素原子的电子层结构相同 D.R元素的最高价氧化物的水化物呈酸性 11.已知R为ⅡA族元素,L为ⅢA族元素.它们的原子序数分别为m和n,且R、L为同一周期元素, 下列关系式错误的是: () A.n=m+1B.n=m+10C.n=m+11D.n=m+25a+b-2--9.X、Y均为元素周期表中前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是() 12.(石家庄一中高三第三次模拟)根据判断,下列各元素一定属于主族元素的是() A.X元素能形成+7价的含氧酸及其盐 B.Y元素的原子最外电子层上有2个电子 C.Z元素的阴离子与同一周期稀有气体元素原子的电子层结构相同 D.R元素的最高价氧化物的水化物呈酸性 -7- 13.下表是元素周期表的一部分,表中用字母列出11种元素,请回答: (1)上面所列元素的原子中,最外电子层只有两个电子的有(填元素符号); (2)所列元素形成的单质中,有一种通常情况下为液态该单质的化学式是_________,D的氢化物的沸点比I的氢化物的沸点(填“高”或“低,,)_________,主要原因是______________ (3)水解反应是一类重要的化学反应,中学已经学习过许多的水解反应。 请用所列11种元素组成能发生水解反应的物质来回答问题: ①写出一种由三种元素组成的无机物(用化学式,下同)__________________________ ②写出两种由三种元素组成且所属类别不同的有机物: _______________和___________ 14.(15分)A、B、C、D、E是五种短周期元素,原子序数依次增大。 前四种元素的原子序数之和是E 的原子序数的2倍。 B是形成化合物种类最多的元素,E的阳离子与D的阴离子都比A的阳离子多2个电子层。 D与四种元素中任意一种都可形成原子个数比不相同的若干种化合物。 回答下列问题: (1)D在周期表中位于第周期,第 (2)B、C、D三种元素原子半径由大到小的顺序是(用元素符号表示) (3)写出由D、E两种元素形成的固体属于晶体(填晶体类型名称)。 (4)写出含D质量分数最高的氢化物的电子式。 (5)A、B、D可形成A2B2D4型化合物,该化合物的名称是,推测该化合物可能具有的 性质(至少写出三种)。 (6)写出E最高价氧化物对应水化物与过量B的最高价氧化物反应的离子方程式 。 15.A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次增大。 已知B元素在自然界中组成化合物的种类最多;D原子最外层电子数与核外电子数之比为3: 4;A与D、E与D均可组成原子个数比为1: 1和2: 1的两种化合物。 据此回答: (1)由A、C、D三种元素可组成多种化合物,写出其中两种常见化合物的化学式 (2)在C和B组成化合物(CB)2中,C、B原子均满足最外层8电子结构,,则(CB)2的电子式是。 (3)化合物E3C与水反应的原理和碳化钙与水反应的原理相同,写出E3C与盐酸反应的化学方程式。 (4)已知B与A可组成化合物甲,D与A可组成化合物乙,每个甲、乙分子中均含有18个电子①甲在过量的D单质中充分燃烧,燃烧热是1559kJ/mol,写出该反应的热化学方程 式。 ②在酸性条件下,向FeI2的淀粉溶液中加入乙,溶液变蓝。 当1molFe被氧化成Fe时,反应中电子转移为4mol,写出该反应的离子方程式 -8-2+3+
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