基本理论复习二.docx
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基本理论复习二
基本理论复习二专题三
物质结构元素周期律
知识规律总结
一、原子结构
1．几个量的关系（
）
质量数（A）＝质子数（Z）十中子数（N）
质子数＝核电荷数＝原子序数＝原子的核外电子数
离子电荷数＝质子数—核外电子数
2．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。
（1）要点：
同——质子数相同，异——中子数不同，粒子——原子。
（2）特点：
同位素的化学性质几乎完全相同；自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变。
注意：
同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物，如H2与D2是两种不同的单质；H2O和D2O是两种不同的化合物。
3．相对原子质量
（1）原子的相对原子质量：
以一个
原子质量的1/12作为标准，其它原子中一个原子的质量跟它相比较所得的数值。
它是相对质量，单位为1，可忽略不写。
（2）元素的相对原子质量：
是按该元素的各种天然同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。
元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原于质量。
在计算时常用原子的质量数代替相对原子质量，这样所得的结果是该元素的近似相对原子质量。
4．核外电子排布规律
（1）核外电子是由里向外，分层排布的。
（2）第n电子层最多容纳的电子数为2n2个；最外层电子数不得超过8个，次外层电子数不得超过18个，倒数第三层电子数不得超过32个。
（3）以上几点互相联系。
核外电于排布规律是书写结构示意图的主要依据。
5．原子和离子结构示意图
注意：
①要熟练地书写1—20号元素的原子和离子结构示意图。
②要正确区分原于结构示意图和离子结构示意图（通过比较核内质子数和核外电子数）。
6．粒子半径大小比较规律
（1）同周期元素（稀有气体除外）的原子半径随原子核电荷数的递增逐渐减小。
（2）同主族元素的原子半径和离子半径随着原子核电荷数的递增逐渐增大。
（3）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，则离子半径越小。
（4）同种元素的粒子半径，价态越高则半径越小，即：
阳离子＜原子＜阴离子。
（5）稀有气体元素的原子半径大于同周期元素的原子半径。
（6）电子层数多的阴离子半径一定大于电子层数少的阳离子半径，但电子层数多的阳离子半径不一定大于电子层数少的阴离子半径。
二、元素周期律和周期表
1．位、构、性三者关系
结构确定位置，结构决定性质；位置体现性质。
2．几个量的关系
周期序数＝电子层数
主族序数＝最外层电子数＝最高正价数
3．周期表中部分规律总结
（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素；最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族的He元素，最外层电子数为8的元素是稀有气体元素（He例外）。
（2）设某主族元素的族序数为a，周期数为b，则有：
①a＜b时。
为金属元素，其最高氧化物为碱性氧化物，最高氧化物对应的水化物为碱；
②a＝b时，为金属与非金属交界处的金属元素（H除外），一般该元素既能与酸反应，又能与碱反应；其最高氧化物为两性氧化物，最高氧化物对应的水化物为两性氢氧化物；
③a＞b时，为非金属元素，其最高氧化物为酸性氧化物，最高氧化物对应的水化物为酸。
④无论是同周期还是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性就越强；反之，a/b的值越大，元素的非金属性越强，其最高氧化物对应水化物的酸性就越强。
（3）元素周期表中除第Ⅷ族元素以外，原子序数为奇（或偶）数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇（或偶）数。
（4）元素周期表中金属和非金属之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性，也有非金属性。
（5）对角线规则：
沿周期表中金属与非金属分界线方向对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，这一规律以第二、三周期元素间尤为明显。
思维技巧点拔
一、有关粒子质量数、质子数、中子数和核电荷数的推断
[例1] 设某元素某原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断中正确的是（ ）
A．不能由此确定该元素的相对原子质量
B．这种原子的相对原子质量为m+n
C．若碳原子质量为
，此原子的质量为
D．核内中子的总质量小于质子的总质量
答案：
A
[解析]元素的相对原子质量和原子的相对原子质量是两个不同的概念，要计算元素的相对原子质量，必须先知道其各种天然同位素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项A正确。
m+n应为质量数，不是相对原子质量，选项B错误。
由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量＝
×12C原子质量×该原子的相对原子质量，故选项C错误。
1个质子的质量略小于1个中子的质量，但核内质子的总质量与中子的总质量还要取决于质子和中子数目的多少，选项D错误。
本题正确答案为A。
本题要求熟悉有关的基本概念，要注意区分一些易混淆的概念，如相对原子质量与质量数，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量，核素与同位素等。
二、根据元素周期律知识推断元素及化合物的性质
[例2] 砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是（ ）
A．HAt很稳定 B．易溶于某些有机溶剂
C．AgAt不溶于水 D．是有色固体
答案：
A
[解析]由题意，砹在周期表中与碘相邻，故它的性质与碘具有相似性，但它的非金属性应比碘弱。
HAt的稳定不如HI，故选项A错误；碘易溶于某些有机溶剂，则砹也应溶解；AgI不溶于水，则AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固体，根据相似性砹也是有色固体。
三、有关同位素的计算
[例3] 铜有两种天然同位素
和
，参考铜的相对原子质量（63.5）计算
的原子百分含量约是（ ）
A．20％ B．25％ C．50％ D．66．7％
答案：
B
［解析］设1mol铜中含
xmol则
即
的原子百分含量为25%。
四、推断元素原子序数差
[例4] 若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2：
3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是（ ）
A．1 B．2 C．5 D．6
答案：
D
[解析]
设两种元素的符号分别为X和Y，则化合物的化学式为X2Y3，即X为+3价，Y为-2价，在短周期元素中满足此要求的X元素有
，Y元素有8O和
，原子序数差值见下表
五、粒子大小比较
[例5] X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数相同，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＞Z B．Y＞X＞Z C．Z＞Y＞X D.X＞Z＞Y
答案：
C
[解析]
对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，现X元素的阳离子半径大于Y，故核电荷数应是Y＞X。
Z和Y的电子层数相同，则它们在同一周期，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，现Z的原子半径小于Y，则核电荷数是Z＞Y。
综合以上关系得Z＞Y＞X。
六、原子结构知识的综合推断
[例6] 周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。
已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为4l。
则这三种元素是A_______、B_______、C_______（填元素符号）。
[解析]
本题采用平均值法解答比较简单。
由A、B、C三元素为相邻元素以及它们的平均质子数41/3≈14＜18，结合A、B同周期及A、C同主族可知A、B、C三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值19/3≈6.3＜7，推知其中必有最外层电子数为7的元素，所以A、B、C三种元素应分布在ⅥA、ⅦA族，经推断A为S，B为C1、C为O符合题意。
[例7] 已知某主族金属元素X的原子核内质子数和中子数之比为1：
1，含该金属阳离子0.192g的溶液恰好能将20mL0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32—全部沉淀，推断X是什么元素及在周期表中的位置。
[解析]
周期表中质子数与中子数相等的金属元素只有Mg和Ca两种，它们都是+2价金属。
设金属的相对原子质量为M，由关系式X2+～Na2CO3得：
M：
1＝0.192：
（0.4×0.02），解得M＝24。
则X为镁，位于第3周期第ⅡA族。
化学键与晶体结构专题四
知识规律总结
一、化学键与分子间作用力
化学键
分子间作用力
概 念
相邻原子间强烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用力，又叫范得华力
作用范围
分子或晶体内
分子之间
作用力强弱
较强
与化学键相比弱得多
影响的性质
主要影响化学性质
主要影响物理性质
二、化学键的分类
离子键
共价键
金属键
概 念
使阴、阳离子结合成化合物的静电作用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
金属离子与自由电子间较强的作用
成键粒子
阴、阳离子
原子
金属阳离子和自由电子
成键性质
静电作用
共用电子对
电性作用
形成条件
活泼金属与活泼非金属化合
非金属元素之间以及非金属与部分较不活泼金属之间化合
金属内部
三、几种化学键的比较
类 型
离子键
共价键
非极性键
极性键
作用方法
阴阳离子静电作用
原子间通过共用电子对作用
键型特点
没有小分子
形成小分子
形成条件
活泼金属和活泼非金属化合而形成的
不同非金属元素之间形成（共用电子对偏移）或同种非金属元素之间形成（共用电子对无偏移）
一般规律
IA、ⅡA族金属与X2（卤素）、O2、S等化合成键
非金属元素之间以及非金属与部分较不活泼金属之间的成键
举 例
四、键的极性与分子极性
化学键的极性是分子极性产生的原因之一。
当分子中所有化学键都是非极性键时，分子为非极性分子。
当分子内的化学键在分子中电荷的空间分布不对称，即各键的极性无法抵消时为极性分子；在分子中电荷的空间分布对称，使各个键的极性互相抵消时，形成非极性分子。
所以，原子间的极性键形成的分子（如NH3分子）中的电荷空间分布不对称，键的极性无法抵消，是极性分子。
极性分子中一定存在极性键。
但有的极性分子中可以存在非极性键，如H2O2。
由非极性键形成的双原子分子，一定是非极性分子。
如Cl2、O2等。
而CH4、CO2分子中虽然存在极性键，但由于分子中电荷空间分布对称，正负电荷重心重合，键的极性相互抵消，亦属非极性分子。
（常见极性分子与非极性分子见下表）
分子类型
键的极性
分子构型
分子极性
实 例
单原子分子A
/
/
非极性
He、Ar等
A2
非极性
直线（对称）
非极性
N2、X2等
AB
极性键
直线（不对称）
极性
HX、CO等
A—B—A
极性键
直线（对称）
非极性
CO2、CS2等
A—B—A
极性键
折线（不对称）
极性
SO2、H2O
A4
非极性
正四面体形
非极性
P4
AB3
极性
平面三角形
非极性
BF3
AB3
极性
三角锥形
极性
NH3
AB4
极性
正四面体形
非极性
CH4，CCl4
AB3C
极性
四面体形
极性
CH3Cl
AB2C2
极性
四面体形
极性
CH2Cl2
注意：
判断ABn型分子可参考使用以下经验规律:
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数则为非极性分子，若不等则为极性分子；
②若中心原子有孤对电子（未参与成键的电子对）则为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。
五、四种晶体的比较
项 目
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
概 念
离子间通过离子键结合形成的晶体
相邻原子间以共价键结合形成的空间网状结构的晶体
分子间以分子间作用力相互结合形成的晶体
金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体
构成晶体的粒子
阴、阳离子
原子
分子
金属阳离子和自由电子
键 能
大
大
小
较大
熔、沸点
较高
高
低
一般较高、（但Hg低）
硬 度
较大
大
小
一般较大，部分小
延展性
差
差
差
良好
导电性
水溶液或熔化状态导电
一般为非导体（不是电解质）
非导体、熔化状态不导电
良导体
物质的种类
大多数盐类、强碱、活泼金属氧化物
碳（金刚石）、晶体硅、SiO2、SiC等
非金属单质，气态氢化物，非金属氧化物，含氧酸、大多数有机物
金属单质
六、化学键、分子间作用力、氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢 键
概 念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱的相互作用
某些具有强极性键的氢化物分子间相互作用（静电作用）
范 围
分子内或晶体内
分子间
分子间（HF、H2O、NH3）
性质影响
化学性质
主要影响物质物理性质
主要影响物质熔点、沸点、密度
七、物质熔沸点的比较
1．不同类晶体：
一般情况下，原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
2．同种类型晶体：
构成晶体质点间的作用强，则熔沸点高，反之则小。
（1）离子晶体：
离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。
（2）分子晶体：
对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔沸点越高。
（3）原子晶体：
键长越小、键能越大，则熔沸点越高。
3．常温常压下状态：
（1）熔点：
固态物质＞液态物质
（2）沸点：
液态物质＞气态物质
八、“相似相溶”规律
极性分子组成的溶质易溶于由极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于由非极性分子组成的溶剂。
思维技巧点拔
一、化学键及分子极性的判断
[例1] 下列叙述正确的是（ ）
A．P4和NO2都是共价化合物
B．CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子
C．在CaO和SiO2晶体中，都不存在单个小分子
D．甲烷的结构式：
是对称的平面结构，所以是非极性分子
[解析]
P4和NO2分子中都含有共价键，但P4是单质，故选项A错误。
CCl4是含有极性键的非极性分子，故选项B错误。
原子晶体、离子晶体和金属晶体中不存在小分子，只有分子晶体中才存在小分子，故选项C正确。
甲烷分子为正四面体形的非极性分子，故选项D错误。
正确答案为：
C
[例2] 关于化学键的下列叙述中，不正确的是（ ）
A．离子化合物可能含共价键 B．共价化合物可能含离子键
C．离子化合物中含离子键 D．共价化合物中不含离子键
[解析]
凡含有离子键的化合物不管是否含有共价键，一定属于离子化合物，所以共价化合物中不可能含有离子键。
正确答案为：
B
二、熔沸点判断
[例3] 碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）
A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③
[解析]
由于题给的三种物质都属于原子晶体，而且结构相似都是正四面体形的空间网状结构，所以晶体的熔点由粒子间的共价键强弱决定，这里共价键强弱主要由键长决定，可近似地看作是成键原子的半径之和，由于硅的原子半径大于碳原子的原子半径，所以键的强弱顺序为C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点由高到低的顺序为金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
正确答案为：
A
三、晶体结构知识的应用
[例4] 图4—1是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为_______。
原硅酸根离子SiO44—的结构如图4—2所示，二聚硅酸根离子Si2O76—中，只有硅氧键，它的结构可表示为_________。
答案：
1∶2
[解析]
由图4—1可以看出：
每个硅原子周围结合4个氧原子，同时每个氧原子跟2个硅原子结合，因此二氧化硅晶体（石英）是由硅、氧原子按原子个数1：
2组成的立体空间网状结构的原子晶体。
Si2O76—只有硅氧键，根据SiO44—的结构图可得Si2O76—的结构图见图4—3。
[例5]
（1）中学化学教材中图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。
NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2—的核间距离为a×10—8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.78g／mol）。
（2）天然和绝大部分人工制备的晶体都存在某种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图4—4所示的缺陷：
一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。
其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。
[解析]
晶胞中阴、阳离子个数的确定通常采用“原子分割法”，具体如下：
①处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞；
②处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子有1/4属于晶胞；
③处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞；
④处于内部的1个离子，则完全属于该晶胞，该离子数目为1。
要确定NiO的密度，就应确定单位体积中NiO的个数，再结合NiO的摩尔质量求算出该晶体中NiO的质量，最后求出密度。
本题解答如下：
（1）
如图4—5所示，以立方体作为计算单元，此结构中含有Ni2+、O2—离子数分别为：
，所以1molNiO晶体中应含有此结构的数目为
，又因一个此结构的体积为
，所以1molNiO的体积应为
，NiO的摩尔质量为74.7g/mol，所以NiO晶体的密度为
（2）
解：
设1molNi0.97O中含Ni3+为xmol，Ni2+为ymol，则得
解得
故
测试
选择题
1．已知锌与某浓度的硝酸反应，锌与HNO3恰好完全反应时物质的量之比为5：
12，则还原产物一定是（ ）
A．N2O B．NO C．NH4NO3 D．N2
2．ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。
工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（ ）
A．1：
1 B．2：
1 C．1：
2 D．2：
3
3．NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：
，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应并都产生氢气。
下列有关NaH的叙述错误的是（ ）
A．跟水反应时，水作氧化剂 B．NaH中H—半径比Li+半径小
C．跟液氨反应时，有NaNH2生成 D．跟乙醇反应时，NaH被氧化
4．
（核磁共振）、
可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWuthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。
下面有关
叙述正确的是（ ）
A．
有相同的中子数 B．
互为同素异形
C．
互为同位素 D．
的核外电子数与中子数相同
5．下列说法错误的是（ ）
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B．元素周期表中从ⅢB族到第ⅡB的10个纵行的元素都是金属元素
C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
D．同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同
6．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。
它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是（ ）
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水是分子晶体
7．已知磷酸分子
中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换。
又知次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不再跟D2O发生氢交换。
由此可推断出H3PO2的分子结构是（ ）
8．下列电子式中错误的是（ ）
9．NA为阿伏加德罗常数值，下述正确的是（ ）
A．80g硝酸铵含有氮原子数为2NA
B．1L1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA
C．标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NA
D．在铜与硫的反应中，1mol铜失去的电子数为2NA
答案与解析
参考答案：
1．D 2．B 3．B 4．C 5．AD 6．C 7．B 8．C 9、A
部分试题提示：
1、5molZn失去10mole-，同时生成5molZn（NO3）2；有2molHNO310mole-，生成1molN2。
2、Cl：
+5→+4 ↓1×2
S：
+4→+6 ↑2×1
3、H-与Li+核外电子数相等，但核电荷数Li>H，半径H-＞Li+。
6、由题干知，玻璃态水不存在晶体结构
7、
提示：
－OH结构中的H可以与D2O发生氢交换
8、C为
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