必修2第一物质结构元素周期律.docx
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必修2第一物质结构元素周期律
物质结构元素周期律
一、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。
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。
二、高考命题规律
近几年该部分内容在高考题中考查的知识有：
⒈质子数、中子数、质量数的关系，原子的组成；⒉同位素的判断；⒊核外电子排布知识用于元素的推断；⒋化学键类型判断；⒌原子结构；⒍元素性质递变规律；⒎元素周期表；⒏综合推断。
本专题是中学化学教学的核心内容，且内容丰富，规律性强，对整个化学具有统领作用，所以是每年高考必考内容，命题空间很大。
该部分内容既有了解“识记”层次,又有理解“掌握”的层次，所以高考试题主要考察学生的综合推理能力，难度以中档题为主。
三、知识清单
（一）原子
1．原子的构成
2．质量数（A）＝＋
（二）．原子核外电子排布
1．电子层：
在多个电子的原子里，根据电子能量的差异和通常运动的区域离核远近不同，把电子分成不同的区域，称之为电子层。
电子能量越高，离核越，电子层数也越；电子按能量由低向高依次从层向外层排布。
2．核外电子排布规律及可得出的结论
（1）每个电子层最多能容纳个电子
（2）最外层电子数最多不超过个
①最外层电子数排满个（He为个）形成稳定结构，该结构是稀有气体原子结构，不易电子，因此化学性质稳定，一般条件下不发生反应，常见化合价为
②最外层电子数较少的（1、2、3个）有失电子达到稳定结构的倾向，表现出；一般为金属元素，失去几个电子就显正几价
③最外层电子数较多的（4、5、6、7个）有得电子达到稳定结构的倾向，表现出；一般为非金属元素，得到几个电子就显负几价
（三）。
元素、核素、同位素
1.元素：
的总称
2.核素：
的一种原子
3.同位素：
（1）概念的不同原子的互称；
也就是说同一元素的不同核素之间互称为同位素。
（2）稳定同位素的应用：
用做制造氢弹；是制造原子弹的原料和核反应堆的燃料；用于定义相对原子质量，用于考古。
4.元素的相对原子质量：
是按照该元素各种核素原子所占的一定百分百算出的值
（四）化学键
1.化学键
（1）定义相互作用
（2）分类
2．离子键
（1）定义：
之间的相互作用
（2）成键微粒：
（3）形成条件：
与化合时，一般形成离子键
（4）存在：
所有的离子化合物中都有键
3.共价键
（1）定义：
原子间通过所形成的相互作用
（2）成键微粒：
（3）形成条件：
结合时，一般形成共价键
（4）分类
（5）存在：
非金属单质（稀有气体除外：
没有化学键）
共价化合物（一定含有共价键）
含有复杂离子（如NH4+、OH—、O22-、CO32-等）的离子化合物
4.电子式
（1）定义：
的式子
（2）常考的用电子式表示的结构：
Cl2HClCO2
NH3H2OCH4NaCl
Na2ONa2O2H2O2MgCl2
N2
（3）同时体会上述物质的电子式表示形成过程：
（略）
（五）分子间作用力、氢键
1.分子间力
（1）．定义：
的作用力
（2）特点：
①分子间作用力比化学键很多，它主要影响物质的、、等物理性质，化学键主要影响物质的化学性质
②分子间作用力只存在于由共价键形成的多数和绝大多数气态非金属及之间。
但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间分子间作用力
（3）规律
一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力，物质的熔、沸点也。
例如，熔沸点：
I2Br2Cl2F2
2.氢键
（1）定义：
分子间存在着一种比分子间作用力的相互作用
（2）形成条件：
除氢外，形成氢键的原子通常是
（3）存在：
氢键存在广泛，如蛋白质分子、乙醇等醇、DNA、H2O、NH3、HF等。
分子间氢键会使物质的熔点和沸点.。
氢键的存在具有非常重要的化学和生物意义。
（六）、元素周期表
1.元素周期表的结构（7个周期，16个族）
2.元素周期表中元素性质的递变规律
同周期（从左到右）
同主族（从上到下）
电子层排布
电子层数相同
最外层电子数递增
电子层数递增
最外层电子数相同
原子半径
逐渐（0族除外）
逐渐
主要化合价
最高正价（＋1→＋7）
非金属负价==―（8―族序数）
最高正价==族序数
非金属负价==―（8―族序数）
金属性与非金属性
金属性逐渐
非金属性逐渐
金属性逐渐
非金属性逐渐
单质氧化性与还原性
还原性逐渐
氧化性逐渐
还原性逐渐
氧化性逐渐
最高价氧化物
对应水化物
酸性逐渐
酸性逐渐
碱性逐渐
碱性逐渐
非金属气态氢化物的形成难易、稳定性
形成由难→易
稳定性逐渐
形成由易→难
稳定性逐渐
得失电子能力
失：
；得：
失：
；得：
（七）元素周期律
1、定义：
元素的性质随着元素递增而呈现周期性变化的规律叫元素周期律。
2、实质：
元素原子的周期性变化决定了元素性质的周期性变化。
3、内容:
随着原子序数递增，①元素原子呈现周期性变化；②元素呈现周期性变化；③元素呈现周期性变化；④元素原子得失电子能力呈现周期性变化；即呈现周期性变化。
四、重难点突破
（一）重难点知识突破方法之一——对比法
1.元素、核素、同位素、同素异形体的比较
元素
核素
同位素
同素异形体
定义
具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
同种元素由于结构不同组成不同单质之间的互为
备注
元素的种类由质子数决定，而与质子数、核外电子数无关。
因此同种元素可以有若干种不同的核素
同一元素的不同核素之间互称为同位素
同位素化学性质几乎完全相同；稳定同位素在自然界中的原子百分比不变；占据同一位置
必须是同一元素的不同单质
存在
范围
在同一类原子之间
在原子之间
在同一元素的不同原子之间
在无机物单质之间
实例
16O2、18O2、H2O中的氧原子均为氧元素
11H、31H、168O是三种核素
11H、21H、31H
均为氢元素的同位素
金刚石、石墨、C60等
2.离子键与共价键的比较
键型
离子键
共价键
定义
阴阳离子通过静电相互作用形成的化学键
原子间通过共用电子对形成的化学键
成键微粒
阴阳离子
原子
成键原因
原子有形成稳定结构的趋势
同左
成键方式
阴阳离子间的静电作用
共用电子对
成键元素
一般为活泼金属元素（通常指ⅠA族、ⅡA族）与活泼非金属元素（通常指Ⅵ族、Ⅶ族）
一般为非金属元素
存在实例
离子化合物中，如NaCl、CaF2、Na2O、Na2O2
、NaOH、Na2SO4等
单质中，如Cl2、金刚石等
共价化合物中，如HCl、CO2、H2SO4等
离子化合物中，如NaOH、Na2O2、NH4Cl等
（二）重难点知识突破方法之二——思维导图法（形成网络图）
1.原子结构
2.化学键
3.元素周期表
（三）重难点知识突破方法之二——基础知识规律化（即及时归纳总结）
1.核外电子数相等的微粒
（1）“10电子”的微粒
分子：
Ne、HF、H2O、NH3、CH4
离子：
N3-、O2-、F--、Na+、Mg2+、Al3+、OH-、NH2-、H3O+、NH4+
（2）“18电子”的微粒
分子：
Ar、F2、HCl、H2S、PH3、H2O2、SiH4、CH3F、N2H4、CH3NH2
离子：
K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、O22-.
2．与化学键有关的几个问题
⑴只含非极性键的物质：
同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、C60等。
⑵只含极性键的物质：
一般是不同种非金属元素构成的单质，如HCl、NH3、CO2等。
⑶既有极性键又非极性键的物质：
如H2O2、C2H4、C6H6（苯）等。
⑷只含离子键的物质：
活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、Na2S、K2O等。
⑸既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2、Na2S2等。
⑹既有离子键又有极性键的物质，如NaOH、Na2CO3、NH4Cl等
⑺无化学键的物质：
稀有气体单质，如He、Ne、Ar等。
⑻由金属元素与非金属元素形成的化学键不一定是离子键。
如AlCl3只含共价键。
⑽有化学键被破坏的变化不一定是化学变化。
如HCl溶于水，NaCl熔化等都有化学键被破坏，但都属于物理变化。
3.比较元素的金属性和非金属性强弱的方法
（1）比较元素金属性强弱的方法
①在金属活泼性顺序表中，金属的位置越靠前，一般而言，其金属性越强。
②在元素周期表中，同一周期同一主族靠左靠下的元素金属性强。
③金属与水（或酸）的反应越易，其金属性越强。
④金属与盐溶液的置换反应，若A置换B，则A的金属性强于B。
⑤一般金属阳离子的氧化能力越强，则对应元素的金属性越弱。
⑥最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则对应元素的金属性越强。
⑦电化学原理：
不同金属形成原电池时，通常作负极的金属性强；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属性强。
（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，则其非金属性越强。
②形成的氢化物越稳定，则其非金属性越强。
③非金属单质之间的相互置换，若A能置换出B，则A的非金属性强于B
④在元素周期表中，同一周期同一主族靠右靠上的元素非金属性强。
⑤最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。
4.在中学要求范围内,可按“三看”规律来比较简单粒子的半径大小
（1）“一看”电子层数:
当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大｡如Li＜Na＜K
（2）“二看”核电荷数:
当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小｡如Na＞Mg＞Al；O2-＞Na+
（3）“三看”核外电子数:
当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大｡S＜S2-
5．元素周期表中的位置、结构、性质的关系
6.元素周期表中1~18号元素的原子结构、位置、性质的特殊性（常作为元素推断题的突破口）
原子结构的特殊性
（1）核中无中子的原子:
11H
（2层有1个电子的元素:
H､Li､Na｡
（3外层有2个电子的元素:
Be､Mg､He｡
（4层电子数等于次外层电子数的元素:
Be､Ar｡
（5是次外层电子数2倍的元素:
C;是次外层3倍的元素:
O;是次外层4倍的元素:
Ne｡
（6）电子层数与最外层电子数相等的元素:
H､Be､Al｡
（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素:
Be｡
（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:
Li､Si｡
（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素:
Li､P｡
⑽地壳中含量最高的非金属的元素是O，含量最高的金属元素是Al
（11）最外层电子数是电子层数2倍的原子:
He､C､S｡
（12）最外层电子数是电子层数3倍的原子:
O
位置的特殊性
⑴族序数等于周期数的元素：
H、Be、Al；
⑵族序数等于周期数2倍的元素：
C、S；
⑶族序数等于周期数3倍的元素：
O；
⑷周期数是族序数2倍的元素：
Li；
⑸周期数是族序数3倍的元素是：
Na；
⑹最高正价不等于族序数的元素是：
O、F；
⑺最高正价与最低负价代数和为0的元素：
C、Si;
⑻最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：
S
⑼除H外，原子半径最小的元素：
F。
单质、化合物的特殊性
⑴形成化合物种类最多的元素，单质是自然界中硬度最大的物质的元素，气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：
C；
⑵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；
⑶地壳中含量最高的非金属的元素、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；
⑷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是：
Al；
⑸元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素是：
N；，
⑹元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起氧化还原反应的元素是：
S；气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素是：
S。
⑺温下呈液态的非金属单质元素是：
Br；金属元素是Hg;
⑻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。
【典型例题】
例1（2009·山东理综）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,最外层都达到8电子稳定结构
D.同一主族元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
〔解析〕Al元素既表现金属性又表现非金属性,故A项错误;氢元素失去1个电子为H+,最外层没有电子,得到1个电子为H-,为2电子稳定结构,故C项错误;第ⅠA族中氢元素与钠元素最外层电子数相同,但化学性质不同,D项错误｡
答案:
B
例2（2011四川高考）（15分）甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。
甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。
甲、乙组成的成见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。
请回答下列问题：
戊离子的结构示意图为_______。
写出乙的单质的电子式：
_______。
戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2:
4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：
_________。
按右图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：
_______。
将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到得现象是__________。
解析：
甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则X是NH3，甲是H，乙是N。
甲、丙处于同一主族，并且丙的原子序数大于N，则丙是Na。
根据戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和，则戊原子最外层电子数=1＋1＋5=7，则戊是Cl。
戊的单质是Cl2，与NH3反应生成乙的单质N2和NH4Cl、HCl；并且0.1mol·L－1的Y溶液的pH＞1，则Y是NH4Cl，Z是HCl。
丁的单质能与NaOH溶液反应，也能与HCl水溶液反应，则丁是Na，生成的盐L是NaAlO2。
丙、戊组成的化合物M为NaCl。
（1）Cl－的结构示意图为：
。
（2）乙单质N2的电子式为：
（3）NH3与Cl2反应的化学方程式：
4NH3＋3Cl2=N2＋2NH4Cl＋4HCl，在反应中氨气做还原剂，氯气做氧化剂，被氧化的物质与被还原的物质之比为：
2:
3。
（4）将少量的盐酸滴入过量NaAlO2溶液中发生反应的离子方程式为：
AlO2－＋H＋＋H2O=Al（OH）3↓。
（5）按右图电解饱和氯化钠溶液，反应的方程式为：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
电解后得到NaOH溶液，滴入酚酞溶液中，观察到溶液变红。
答案：
（1）
（2）
（3）2:
3⑷AlO2－＋H＋＋H2O=Al（OH）3↓
（5）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑酚酞溶液溶液变红
五、分级训练题
A组（基础训练题组）
一、选择题（只有一个选项正确）
1、下列物质中，存在非极性键的化合物的是（）
A、NaOHB、CH4C、I2D、Na2O2
2、下列各组顺序的排列不正确的是（）
A.离子半径：
F—＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；B.热稳定性：
HCl＞H2S＞PH3＞AsH3
C.酸性强弱：
H3AlO3＜H2SiO4＜H2CO3＜HClO4；D.熔点：
NaCl＞SiO2＞H2O＞CO2
3.（2011海南高考）
是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中
的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。
下列有关
的叙述中错误的是（）
A.
的化学性质与
相同B.
的原子序数为53
C.
的原子核外电子数为78D.
的原子核内中子数多于质子数
4．（2011江苏）下列有关化学用语表示正确的是（）
A．N2的电子式：
B．S2-的结构示意图：
C．质子数为53，中子数为78的碘原子：
D．邻羟基苯甲酸的结构简式：
5.下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是（）
A.Li､Na､K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多
B.第二周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强
C.因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强
D.O与S为同主族元素,且O比S的非金属性强
6.（2011福建高考）依据元素周期表示元素周期律，下列推断正确的是（）
A.H3BO3的酸性比H2CO3的强
B.Mg（OH）2的碱性比Be（OH）2的强
C.HClHBrHI的热稳定性依次增强
D.若M+和R2-的核外电子层结构相同，则原子序数：
Ｒ＞M
7、（2011广东高考）短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，乙位于第VA族，甲和丙同主族，丁的最外层电子数和电子层数相等，则①、原子半径：
丙>丁>乙；②、单质的还原性：
丁>丙>甲；③、甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物；④、乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应；则正确的叙述是（）
A①②B②③C①④D③④
8.（2011山东高考）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素（）
A.在自然界中只以化合态的形式存在
B.单质常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应
D.气态氢化物比甲烷稳定
9.（2011山东高考）元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。
下列说法正确的是（）
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P,S,Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属非界线附近的元素属于过渡元素
10．（2011天津高考）以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是（）
A．第IA族元素铯的的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B．同周期元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小
C．第VIIA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
D．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
二、非选择题
11.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可以用一定数值x来表示，若x值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。
下表是某些短周期元素的x值：
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
p
S
Cl
x值
0.98
1.57
2.04.
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16
（1）通过分析值的变化规律，确定、Mg的x值范围：
>x（Mg）>，>x（N）>。
（2）推测x值与原子半径的大小关系是。
根据短周期元素x值的变化特点，体现了元素性质的变化规律。
对偏向谁？
（写原子名称）。
（4）经验规律告诉我们：
当成键的两个原子相应元素的x差值（Δx）即Δx>1.7时，一般为离子键，Δx<1.7时，一般为共价键，试推断：
AlBr3中化学键的类型是。
（5）预测元素周期表中x值最小的元素是（放射性元素除外）：
。
X
Y
Z
W
12（2011海南高考）（9分）四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
请回答下列问题：
（1）元素Z位于周期表中第______________周期，___________族；
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_______________（写化学式）；
（3）XW2的电子式为_______________；
（4）Y的最高价氧化物的化学式为________________；
（5）W和Y形成的一种二元化合物具有增温效应，请相对分子质量在170~190之间，且W的质量分数约为70％。
该化合物的化学式为_________________。
13（2010河西一摸）．（14分）现有部分短周期元素的性质、原子结构或物质用途如下表所述：
元素编号
元素性质、原子结构或物质用途
X
最外层电子数是次外层电子数的3倍
Y
单质气体化学性质稳定，电闪雷鸣时可发生化学变化
Z
单质可用于植物油脂的硬化、制人造奶油等
V
第三周期元素原子半径最小
W
第三周期元素原子半径最大
（1）写出由元素X与W组成且仅含离子键的化合物的电子式：
_______________。
（2）Z单质的化学式为______________；含元素Z、Y的10电子阳离子的氯化物水溶液呈酸性，用离子方程式表示其原因：
。
（3）下图为几种中学常见物质间的转化关系。
其中C、D为气体单质；E为金属单质；其余均为化合物；A含X与W元素，B含Z与V元素。
图中部分产物已略去。
请按要求回答下列问题：
ⅰ.F的化学式为；
ⅱ.上图转化关系中不属于氧化还原反应的有（填编号）；
ⅲ.按要求写出下列反应的方程式：
反应②中阳极反应式：
；
反应⑦的离子方程式：
。
14．（2011和平期末）（12分）甲、乙、丙、丁、戊是五种短周期元素。
其原子序数依次增大，它们可以组成下列框图所有物质。
甲与乙、丙与乙均可形成原子个数比为2：
l和l：
l的化合物，丁元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，框图中溶液M为黄绿色，在一定条件下，下列各物质可发生如图所示的变化。
试回答
（1）戊元素的原子结构示意图为。
（2）A的电子式为。
（3）丁和戊元素最高价氧化物的水化物的酸性：
丁戊（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）反应（I）的离子方程式为。
（5）写出如何检验气体F。
15．（2010和平4）（16分）现有T、X、Y、Z短周期元素，其中T元素原子M层上有6个电子，X元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，Z元素最高正价是＋7价。
（1）元素Y与氢元素形成一种离子YH4＋，写出该微粒的电子式（用元素符号表示）
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