物质结构和元素周期律.docx
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物质结构和元素周期律
专题01物质结构和元素周期律
（1）
【考点指南】
1．了解元素、核素和同位素的含义。
2．知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。
3．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。
4．了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。
5．认识元素周期律的本质。
掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质递变规律的关系。
6．了解元素（主族和零族）原子结构、在周期表中的位置及其性质递变的规律。
【课前热身】
1．（2010浙江,8）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：
Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。
下列说法中，正确的是（）
A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B．由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．元素W和M的某些单质可作水处理中的消毒剂
2．（2009江苏,8）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（）
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X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：
XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
3．（2010江苏,13）已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金
是日常生活中常用的金属材料。
下列说法正确的是（）
A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应
C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
D．化台物AE与CE含有相同类型的化学键
【要点研习】
一、原子结构
1、微粒数量关系
（1）核电荷数=原子序数=核内质子数=核外电子数
（2）质量数A=质子数Z＋中子数N
2、元素、核素和同位素
元素：
具有一定数目质子的同一类原子的总称。
核素：
人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
同位素：
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
3、简单粒子的结构特点
（1）离子的电子排布
主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同，如Na+、Mg2+、Al3+和Ne相同；阴离子跟同一周期稀有气体电子层排布相同，如F－、O2－、N3－与Ne相同。
（2）含有相同电子的微粒
①10电子：
Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+、F－、O2－、N3－、OH－、NH2－、CH4、NH3、H2O、HF、Ne等②18电子：
K+、Ca2+、Cl－、S2－、P3－、HS－、SiH4、PH3、H2S、HCl、Ar、H2O2、N2H4、F2、CH3OH、C2H6等
③核外电子总数及质子总数相同的阳离子：
Na+、NH4+、H3O+等。
阴离子：
F－、OH－、NH2－；HS－、Cl－等
4、1－20号元素的特殊的电子层结构
（1）最外层有1个电子的元素：
H、Li、Na、K
（2）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：
C
（3）最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：
O
（4）最外层电子数是内层电子总数一半的元素：
Li、P
（5）次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：
Be、S
（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：
H、Be、Al
二、元素周期表
1、结构
（1）电子层的表示方法及能量变化
（2）原子核外电子排布规律
①能量最低原理：
核外电子总是尽可能先排布在能
量的（离原子核）的电子层里。
②每层最多容纳的电子数为个
③最外层电子数最多不超过个（K层为最外层时不超过个）
④次外层电子数最多不超过个。
⑤倒数第三层电子数最多不超过32个。
提醒：
核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。
3、“位”、“构”、“性”三者的关系
4、应用
三、元素周期律
1、元素周期表中主族元素性质的递变规律
同周期（从左到右）
同主族（从上到下）
原子半径
电子层结构
电子层数最外层电子数
电子层数最外层电子数
主要化合价
最高正价，最低负价
最高正价，最低负价
得失电子能力
得电子失电子
得电子失电子
金属性
越来越
越来越
非金属性
越来越
越来越
最高价氧化物的水化物的酸碱性
酸性逐渐
碱性逐渐
酸性逐渐
碱性逐渐
非金属元素
气态氢化物
气态氢化物的形成逐渐
气态氢化物稳定性逐渐
气态氢化物的形成逐渐
气态氢化物稳定性逐渐
金属从水（或酸）中置换出氢的难易
越来越
越来越
第一电离能
越来越
越来越
电负性
越来越
越来越
2、对角线规则
周期表中Li与Mg、Be与Al元素分别处在对角线位置，则其性质相似。
3、元素金属性与非金属性相对强弱的比较
（1）金属性：
a．单质与水（或酸）反应的难易；b．最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；c．金属的相互置换；
d．根据它们在周期表的位置；e．依据金属活动顺序表；f．用电化学的方法（构成原电池）；g．金属阳离子的氧化性强弱
（2）非金属性：
a．单质与氢化合的难易及氢化物的热稳定性；b．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱；c．非金属的相互置换；d．根据它们在周期表的位置；e．非金属阴离子的还原性强弱
【考点突破】
考点1原子构成和核外电子排布
〖例1〗下列说法中不正确的是（）
①质子数相同的微粒一定是同种元素②同位素的性质几乎相同
③质子数相同，电子数也相同的两种微粒，不可能是一种分子和一种离子
④电子数相同的微粒不一定是同一种元素
⑤一种元素只能有一种质量数⑥．某种元素的原子量取整数，就是其质量数
A．②③⑤⑥B．①②④⑤C．①②⑤⑥D．③④⑤
〖巩固1〗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1H原子组成的HmX分子，在agHmX分子中含质子的物质的量是（）
A．
（A-N+m）molB．
（A-N）molC．
（A-N）molD．
（A-N+m）mol
考点2同位素
〖例2〗2007年诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl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
Pt的说法正确的是（）
A．
Pt和
Pt的质子数相同，互称为同位素B．
Pt和
Pt的中子数相同，互称为同位素
C．
Pt和
Pt的核外电子数相同，是同一种核素
D．
Pt和
Pt的质量数不同，不能互称为同位素
〖巩固2〗“神舟七号”，标志我国已具有深太空探测能力。
据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的
，每百吨
核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。
在地球上，氦元素主要以
的形式存在。
下列说法正确的是（）
A．
原子核内含有4个质子B．
和
互为同位素
C．
原子核内含有3个中子D．
比
多1个电子
考点3元素周期表的结构
〖例3〗设x是ⅡＡ某元素的原子序数，那么同周期ⅢＡ元素的原子序数不可能是（）
A．x+1B．x+8C．x+11D．x+25
〖巩固3〗下列叙述中正确的是（）
A．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的租序数
B．除第7周期外，其他周期均有18个元素
C．副族元素中没有非金属元素D．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
考点4元素周期律
〖例4〗下列排列顺序正确的是（）
①热稳定性：
H2O＞HF＞H2S②原子半径：
Na＞Mg＞O
③酸性：
H3PO4＞H2SO4＞HClO4④结合质子能力：
OH－＞CH3COO-＞Cl-
A．①③B．②④C．①④D．②③
〖巩固4〗a、b、c、d、e是同周期的五种元素，a和b的最高价氧化物对应水化物呈碱性，且碱性b>a；c和d的气态氢化物的还原性d>c；五种元素的原子得失电子后所形成的简单离子中e的离子半径最小，则它们的原子序数由小到大的顺序是（）
A．b、a、d、c、eB．e、b、a、d、cC．b、a、e、d、cD．c、d、e、a、b
考点5微粒半径比较
〖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>ZB．Y>X>ZC．Z>X>YD．Z>Y>X
〖巩固5〗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（）
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＋＞Z2-
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
考点6“位－构－性”关系
〖例6〗下表列出短周期8种元素的部分性质，其中叙述不正确的是（）
原子序数
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径/（10-10m）
0.74
1.52
1.60
1.10
0.99
0.75
1.86
0.82
最高化合价
最低化合价
-2
+1
+2
+5
-3
+7
-1
+5
-3
+1
+3
A．②号元素原子半径小于⑦号元素的原子半径
B．④号元素的原子序数大于⑥号元素的原子序数
C．②号元素和③号元素处在同一周期
D．⑤号元素最高价氧化物的水化物的酸性比其他7种元素的相应化合物都强
〖巩固6〗X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如右图所示。
若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法中正确的是（）
A．原子半径：
W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱
C．Y的气态氢化物的稳定性较Z的弱D．四种元素的单质中，Z的熔、沸点最高
考点7元素金属性与非金属性的比较
〖例7〗有A、B、C、D四种金属。
将A、B用导线联结起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（）
A．D、C、A、B B．D、A、B、C C．D、B、A、C D．B、A、D、C
〖巩固7〗X、Y为同周期元素（稀有气体元素除外），如果X的原子半径大于Y，则下列判断不正确的是（）
A．若X、Y均为金属元素，则Y的金属性强于X
B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强
C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的稳定
D．若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y强于X
考点8元素周期表的应用
〖例8〗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
〖巩固8〗应用元素周期律分析下列推断，其中正确的组合是（）
①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低
②砹（At）是第ⅦA族元素，其氢化物的稳定性大于HCl
③硒（Se）的最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱
④第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性
⑤铊（Tl）与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应
⑥第三周期金属元素的最高价氧化物对应水化物，其碱性随原子序数的增大而减弱
A．①③④B．①③⑥C．③④⑤D．②④⑥
【演练提升】
1．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＋3；②ⅦA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．①② B．①③ C．②④ D．③④
2．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（）
A．由mXa＋与nYb-，得m+a=n－bB．X2－的还原性一定大于Y－
C．X,Y一定不是同周期元素
D．若X的原子半径大于Y，则气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY
3．下列说法正确的是（）
A．SiH4比CH4稳定B．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强
C．O2－半径比F－的小D．P和As属于第ⅤA族元素．H3PO4酸性比H3AsO4的弱
4．第三周期元素R，它的原子最外电子层上达到饱和所需电子数小于次外层和最内层电子数之差，但等于最内层电子数的正整数倍。
下列说法正确的是（）
A．常温下，能稳定存在的R的氧化物都能与烧碱溶液反应
B．R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸
C．在固态时，R的单质属于同一类型的晶体
D．在常温下，R的气态氢化物都能在空气中稳定存在
5．A、B、C、D、E是具有相同电子层数的五种元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物呈碱性，且碱性B＞A；C和D的气态氢化物的水溶液呈酸性，且酸性C＞D；五种元素所形成的简单离子中，E的离子半径最小，则它们的原子序数由大到小的顺序是（）
A．C、D、E、A、BB．E、C、D、A、BC．B、A、E、D、CD．B、A、D、C、E
6．六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E同主族，B与F同主族，E与F同周期。
已知常温下单质A与E的状态不同，D原子的核电荷数是B原子最外层电子数的2倍，单质F是一种重要的半导体材料。
则下列推断中正确的是（）
A．由A、C、D三种元素组成的化合物一定是共价化合物
B．F与D形成的化合物性质很不活泼，不与任何酸反应
C．原子半径由大到小的顺序是：
E>F>C>DD．元素的非金属性由强到弱的顺序是：
D>C>F>B
7．短周期元素W、X、Y、Z，W元素的一种原子无中子，X与Z同主族、与Y同周期，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z元素原子最外层电子数是内层电子数的0.4倍，下列有关叙述正确的是（）
A．XY2与ZY2的化学键类型和晶体类型相同
B．ZY2为酸性氧化物，可以与强碱反应，但不能与任何酸反应
C．XW4与XY2均为只含极性键的非极性分子
D．常温下Z的单质很稳定，既不与酸反应，也不与强碱反应
8．短周期元素A、B、C，原子序数依次递增。
已知：
A、C同主族，而且三种元素原子的最外层电子数之和为15，B原子最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。
下列叙述正确的是（）
A．原子半径：
AC．B元素在化合物中只能以阳离子的形式存在
D．5.6g铁与足量的C在一定条件下化合，可转移0.3mol电子
9．短周期主族元素A、B、C、D原子序数依次增大。
已知：
A、C的原子序数的差为8，A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15，B原子最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。
下列叙述正确的是（）
A．原子半径：
AC．D的最高价氧化物的水化物的酸性大于C的最高价氧化物的水化物的酸性
D．B的氧化物是酸性氧化物，可溶于氨水
10．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短同期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。
（1）W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水，该反应的离子方程式为
。
（2）W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为。
（3）X的硝酸盐水溶液显性，用离子方程式解释原因。
（4）Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为。
（5）比较Y、Z气态氢化物的稳定性：
＞（用分子式表示）。
（6）W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是：
＞＞＞。
（7）Z的最高价氧化物为无色液体，0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出QkJ的热量。
写出该反应的热化学方程式。
11．在2008年初我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y均为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1molXY2含有54mol电子.
（1）该融雪剂的化学式是；X与氢元素形成的化合物的电子式是.
（2）元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是；D与E能形成一种非极性分子，该分子的结构式为；D所在族元素的氢化物中，沸点最低的是.
（3）元素W与Y同周期，其单质是原子晶体；元素Z的单质分子Z2中有3个共价健；W与Z能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是.
（4）元素R与Y同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为.
12．X﹑Y﹑Z﹑W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中X元素原子的核外电子总数等于其电子层数，Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水，X与Y﹑W可分别形成YX3和XW型共价化合物，YX3极易溶于水。
（1）Y的元素符号是，XW的化学式是。
（2）XW与YX3反应生成一种盐，该盐水溶液的pH7（填“大于”﹑“小于”或“等于”），其原因是（用离子方程式表示）。
（3）Z元素氢化物的沸点比H2O（填“低”或“高”）。
Z元素的氢化物有毒，写出用CuSO4溶液吸收Z元素氢化物的离子方程式。
13．A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素的原子半径最小；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐；D与A同主族，且与E同周期；E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成原子个数比不相同的若干种化合物。
请回答下列问题：
（1）C和E两种元素相比较，非金属性较强的是（填元素名称），可以验证该结论的是（填写编号）；
A．比较这两种元素的常见单质的沸点B．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
C．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
（2）A、B、C、E可形成两种酸式盐（均有四种元素组成），两种酸式盐相互反应的离子方程式为。
（3）A、C、E间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，且甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为。
（4）①在火箭推进器中装有液态B2A4和液态A2C2，已知0.4mol液态B2A4和足量液态A2C2反应，生成气态B2和气态A2C，放出256.6kJ的热量。
试写出该反应的热化学方程式
。
②B2A4又称为肼，是一种可燃性液体，肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液，该电池放电时的正极反应式为。
专题01物质结构和元素周期律
（2）
【考点指南】
1．认识化学键的含义。
了解离子键、共价键的形成。
2．能用电子式、结构式和结构简式的表示某些物质的结构。
3．能识别典型的离子化合物和共价化合物，能从化学键变化的角度认识化学反应的实质。
【课前热身】
1．K、L、M三种主族元素，已知K＋和L－具有相同电子层结构，M元素原子核电荷数比L元素原子核电荷数少9，L－在一定条件下可被氧化成LM
，则下列说法正确的是（ ）
A．K、L、M均属于短周期元素
B．离子半径K＋＞L－
C．K、L、M三种元素组成的化合物中既含有离子键又含有共价键
D．L的气态氢化物可形成氢键
2．科学家们在探索生命奥秘的过程中，认识到生命细胞的组成和元素周期律有着密切的联系，约占人体总质量的99.97%的11种大量元素全部是元素周期表前20号元素，其余0.03%是由10多种人体不可缺少的微量元素组成。
现有a～h8种短周期元素，是除氧、钾、钙外的其他大量元素，它们在元素周期表中的位置如下，请回答下列问题：
（1）下列元素的原子间反应最容易形成离子键的是________，容易形成共价键的是________。
A．c和fB．b和gC．d和gD．b和e
（2）下列由a～g形成的分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是________。
A．ea3B．agC．fg3D．dg4
（3）均由a、b、h和氧四种元素形成的两种离子化合物，相互反应可生成有刺激性气味的气体。
这两种化合物中有一种相对分子质量为120，该化合物熔化时破坏的是________（填化学键类型，下同），溶于水时破坏的是________。
【要点研习】
3．分子极性的判断
（1）只含有非极性键的单质分子是非极性分子。
（2）含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。
（3）含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。
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。
2．物质溶沸点的比较
（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大，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，式量越大，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
3．“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。
3．现有下列物质,用编号填空回答下列各问：
A．干冰B．金刚石C．氩D．晶体硅E．过氧化钠F．二氧化硅G．溴化铵
（1）通过非极性键形成的晶体是 。
（2）固态时属于分子晶体的是 。
（3）属于分子晶体，且分子为直线型结构的是。
（4）由原子构成的分子晶体是 。
（5）含有非极性键的离子化合物是 。
（6）含有离子键、共价键、配位键的化合物是 。
【考点突破】
考点1有关化学键（离子键、共价键、金属键、配位键）等基本概念的理解
〖例1〗关于化学键的下列叙述中，正确的是（）
A．离子化
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