根据分析可知,正确的为①④,C正确。
1.如何用原子结构理论来解释同一周期元素(稀有气体元素除外)、同一主族元素性质的变化规律?
2.如何理解元素“位置—结构—性质”三者之间的关系?
【能力提升】
能力提升
元素位置的确定方法
1.短周期主族元素在周期表中的特殊位置
族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)的元素:
H、Be、Al。
族序数(最外层电子数)是周期序数(电子层数)2倍的元素:
C、S。
族序数(最外层电子数)是周期序数(电子层数)3倍的元素:
O。
周期序数(电子层数)是族序数(最外层电子数)2倍的元素:
Li。
周期序数(电子层数)是族序数(最外层电子数)3倍的元素:
Na。
最高正价是最低负价绝对值3倍的元素:
S。
最高正价与最低负价代数和为0的元素:
H、C、Si。
最高正价不等于族序数的元素:
O、F。
2.前18号元素的原子结构的特殊性
(1)原子核中无中子的原子
H。
(2)最外层有1个电子的原子:
H、Li、Na。
(3)最外层有2个电子的原子:
He、Be、Mg。
(4)最外层电子数等于次外层电子数的原子:
Be、Ar。
(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子:
C;是次外层电子数3倍的原子:
O。
(6)电子层数与最外层电子数相等的原子:
H、Be、Al。
(7)电子总数为最外层电子数2倍的原子:
Be;电子层数是最外层电子数2倍的原子:
Li。
(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子:
Li、Si。
(9)内层电子数是最外层电子数2倍的原子:
Li、P。
(10)最外层电子数是电子层数2倍的原子:
He、C、S;是电子层数3倍的原子:
O。
3.与稀有气体核外电子层结构相同的离子
(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:
F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+。
(3)与Ar原子电子层结构相同的离子:
Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+。
物质的结构决定物质的性质
物质的结构决定物质的性质是化学的基本思想和重要理念。
在原子结构的分析中,主要考虑的是原子的核电荷数、核外电子层结构、原子半径的大小等因素。
由原子结构分析可以得出:
原子结构越容易失去电子,元素的金属性就越强;反之,原子结构越容易得到电子,元素的非金属性就越强。
化学键与物质的类型
1.离子化合物:
大多数含金属元素的化合物或是含铵根离子的化合物。
如NaNO3、BaSO4、NH4Cl、Ca(OH)2、K2O、Na2O2等。
2.共价化合物:
大多数仅含有非金属元素的化合物。
如HCl、H2SO4、CO2(不包括铵盐,如NH4Cl)等。
3.离子化合物一定含有离子键,也可能含有共价键(可能含有极性共价键,如NaOH;也可能含有非极性共价键,如Na2O2)
4.共价化合物仅含共价键,共价键分为极性共价键和非极性共价键。
极性共价键指的是不同非金属元素间的化学键,如HCl、OH-、NH3、H2O等含有极性共价键;非极性共价键指的是同种非金属元素间的化学键,如H2、O2、N2、
等含有非极性共价键。
常见的电子式、10电子和18电子的微粒
1.电子式
概念
用“·”或“×”表示原子最外电子层上的电子的式子
原子的电子式
Na· ·Mg· H· ·
· ·
· ·
·
阳离子的电子式
Na+ Mg2+ Ca2+
阴离子的电子式
[
]- [
]2- [
H]-
离子化合物的电子式
Na+[
]- Ca2+[
]2- K+[
H]- [
]-Mg2+[
]-
分子的电子式
H:
H :
N︙︙N:
H
H
常见的错误类型
漏写没有参加成键的电子对,如N2电子式错写成了N︙︙N
离子合并错误,如Na2S的电子式错写成了N
[
]2-
混淆离子化合物和共价化合物,如HF电子式错写成了H+[
]-
原子结合顺序错写,如HClO电子式错写成了H
共用电子对错写,如CO2电子式错写成了
2.10电子的微粒和18电子的微粒
单 核
双 核
三 核
四 核
四核以上
10电子微粒
N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、Ne
HF、OH-
H2O、
N
NH3、
H3O+
CH4、N
18电子微粒
K+、Ca2+、P3-、S2-、Cl-、Ar
HCl、F2、HS-
H2S
PH3、
H2O2
SiH4、P
、CH3F、CH3OH、C2H6、N2H4
元素位置的确定
典题演示1 (2015·洛阳二模)下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是( )
①稀有气体不活泼是因为它们的原子最外层都达到了8e-稳定结构
②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
③第2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3周期ⅡA族
A.①②B.①③C.②④D.③④
〖答案〗C
〖解析〗He的最外层只有2个电子,①错;同周期,从左向右非金属性增强,则ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素,②正确;C位于第2周期ⅣA族,C存在多种同位素,C原子的中子数可以是6或7或8,③错;原子序数为12的元素为Mg,原子结构中有3个电子层,最外层电子数为2,则位于元素周期表的第3周期ⅡA族,④正确。
变式训练1 (2015·广东高考改编)甲~庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,下列判断正确的是( )
A.丙与戊的原子序数相差28
B.气态氢化物的稳定性:
庚<己<戊
C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D.丁的单质可用于制造光导纤维
〖答案〗A
〖解析〗己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,则为浓硫酸,可知己为S元素,结合位置关系可知丁为Si,丙为B,庚为F,戊为As;甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,则甲为Mg,乙为Ca。
丙与戊的原子序数相差为33-5=28,A正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:
庚>己>戊,B错;金属性:
Ca>Mg,常温下,乙的单质能与水剧烈反应,而甲不能,C错;丁的单质可用于制造芯片,SiO2可用于制造光导纤维,D错。
元素周期表的结构
典题演示2 (2015·福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的3倍,下列说法不正确的是( )
A.原子半径:
W>Z>Y>X
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
X>W>Z
C.简单气态氢化物的热稳定性:
Y>X>W>Z
D.元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
〖答案〗A
〖解析〗由题意可知,X是氮元素,Y是氧元素,Z是硅元素,W是磷元素。
同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径大小:
Si>P>N>O,A错;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性:
N>P>Si,所以它们的最高价氧化物对应水化物的酸性:
HNO3>H3PO4>H2SiO3,B正确;元素的非金属性越强,其相应的氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性:
O>N>P>Si,所以元素的氢化物的稳定性:
H2O>NH3>PH3>SiH4,C正确;主族元素除了O和F之外,最高化合价等于主族序数,所以X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等,D正确。
变式训练2 (2015·山东高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下图所示。
已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( )
Y
Z
X
W
A.原子半径:
XB.气态氢化物的稳定性:
X>Z
C.Z、W均可与Mg形成离子化合物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
Y>W
〖答案〗C
〖解析〗Y、W的原子序数之和是Z的3倍,设Y的原子序数为x,则Z的原子序数为x+1,W的原子序数为x+10,则x+x+10=3(x+1),解得x=7,即Y为N,结合位置关系可知,Z为O,X为Si,W为Cl。
电子层数越多,原子半径越大,则原子半径为X>Y>Z,A错;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性为XY
元素周期律的应用
典题演示3 (2015·北京高考)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:
H2SO4>H3PO4
B.非金属性:
Cl>Br
C.碱性:
NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:
Na2CO3>NaHCO3
〖答案〗D
〖解析〗元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:
S>P,则酸性:
H2SO4>H3PO4,能用元素周期律解释;同主族元素从上到下非金属性依次减弱,则非金属性:
Cl>Br,能用元素周期律解释;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性:
Na>Mg,则碱性:
NaOH>Mg(OH)2,能用元素周期律解释;碳酸氢盐易分解,碳酸盐难分解,所以热稳定性:
Na2CO3>NaHCO3,不能用元素周期律解释。
故选D。
变式训练3 (2015·重庆高考)下列说法正确的是( )
A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B.P的非金属性强于Si,H3PO4的酸性比H2SiO3强
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
〖答案〗B
〖解析〗I、Br同主族,自上而下原子半径增大,元素的非金属性减弱、氢化物的稳定性减弱,A错;Si、P同周期,随原子序数增大,元素非金属性增强,最高价含氧酸的酸性增强,H3PO4的酸性比H2SiO3强,B正确;氧化铝属于两性氧化物,能与氢氧化钠反应,而MgO属于碱性氧化物,能与酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,C错;二氧化硫通入硝酸钡溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡,SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4,D错。
化学键类型
典题演示4 (2015·上海高考)某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是( )
A.不可能有很高的熔、沸点
B.不可能是单质
C.可能是有机物
D.可能是离子晶体
〖答案〗A
〖解析〗含有极性键的晶体可能是原子晶体,如二氧化硅中含有Si—O极性键,其熔、沸点很高,A错;含有极性键的物质至少含有2种元素,属于化合物,不可能是单质,B正确;有机物中含有极性键,如甲烷中含有C—H极性键,C正确;离子晶体中也可能含有极性键,如NaOH中含有O—H极性键,D正确。
变式训练4 (2015·海南高考)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。
下列叙述错误的是( )
A.四种元素中d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素形成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢气形成的化合物中化学键均为极性共价键
〖答案〗D
〖解析〗a的M电子层有1个电子,应为Na元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,应为C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,应为S元素;c与d同周期,d的原子半径小于c,应为Cl元素。
同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素非金属性强弱顺序为Cl>S>C>Na,A正确;四种元素形成的氧化物有CO、CO2,Na2O、Na2O2,SO2、SO3,而Cl