物质结构与元素周期律专题复习.docx

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物质结构与元素周期律专题复习

物质结构与元素周期律专题复习

一、原子构成

1、原子：

2、两个关系式：

（1）核电荷数＝核内质子数＝原子核外电子数＝原子序数。

（2）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。

【例1】元素的种类、化学性质分别与下列哪些粒子数密切相关（　　）

A．质子数、中子数

B．质子数、最外层电子数

C．中子数、最外层电子数

D．最外层电子数、质量数

二、核外电子排布

1、电子运动特点：

①较小空间；②高速；③无确定轨道。

2、电子云：

表示电子在核外单位体积内出现几率的大小，而非表示核外电子的多少。

3、电子层：

根据电子能量高低及其运动区域不同，将核外空间分成七个电子层。

表示：

层数1234567

符号KLMNOPQ

n值越大，电子运动离核越远，电子能量越高。

电子层实际上并不存在。

4、能量最低原理：

电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后排布在能量稍高的电子层，即电子由内而外逐层排布。

5、排布规律：

①各电子层最多容纳的电子数目是2n2个。

②最外层电子数不超过8个。

（K层为最外层时不超过2个）

③次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。

6、表示方法：

1原子、离子结构示意图。

2原子、离子的电子式。

三、电子式的书写

【例2】下列电子式书写正确的是（）

四、核素、同位素及原子量

1、核素：

具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。

2、同位素：

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。

3、丰度：

天然同位素原子的原子个数百分比，即物质的量百分比。

注意：

（1）不管单质还是化合物中，同位素原子丰度均不变。

（2）同位素原子化学性质几乎完全相同。

4、各种原子量及计算

原子的质量：

也即实际质量，一般通过精密的实验测得。

原子的相对原子质量：

M＝12m/m12C

原子的近似原子质量：

即原子的质量数（A）。

元素的相对原子质量：

某元素各种核素的相对原子质量与其原子百分比的乘积之和，即M＝∑Mi·xii＝1～n（xi代表同位素原子的丰度）

元素的近似相对原子质量：

某元素各种天然同位素原子的质量数与其原子百分比的乘积之和，即M＝∑Ai·xi。

【例3】

【例4】中国地质大学郑建平教授借助同位素测定方法，发现了一块来自36亿年前地球20～30千米深处的地壳岩石，为人类研究地球早期形成演化，提供了极为重要的科学依据，同位素测定方法中应用较多的是13C、15N分析方法，下列关于13C、15N叙述，正确的是（）

A13C、15N具有相同的中子数

B0.012kg13C所含碳原子数为阿伏加德罗常数

C等物质量的量的13C17O和15N2两种气体具有相同的质子数、原子数和质量

D13C、15N和C60、N70互为同位素

五、元素周期律

1、内容：

元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律，叫元素周期律。

其实质是：

元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。

随着原子序数（核电荷数）的递增：

⑴原子结构呈周期性变化。

⑵原子半径呈周期性变化。

⑶元素主要化合价呈周期性变化。

⑷元素的金属性与非金属性呈周期性变化。

2、元素金属性强弱的判断依据

（1）元素的金属性：

指元素的原子失去电子的能力。

（2）元素的金属性强弱判断的依据有：

1单质与水或酸反应置换氢气的难易程度。

2最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。

3金属活动性顺序表。

4金属之间的相互置换。

5金属阳离子氧化性的强弱（根据电化学知识判断）。

3、元素非金属性强弱的判断依据

（1）元素的非金属性：

指元素的原子得到电子的能力。

（2）元素的非金属性强弱判断的依据有：

1单质与氢气化合的难易程度。

2生成氢化物的稳定性。

3最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。

4非金属单质之间的相互置换。

5元素原子对应阴离子的还原性。

【例5】下列事实不能用于判断金属性强弱的是（）

A.金属间发生的置换反应

B.1mol金属单质在反应中失去电子的多少

C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱

D.金属元素的单质与水或酸置换出氢气的难易

六、元素周期表

根据元素周期律，把电子层数目相同的各种元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行，

这样得到的表就叫做元素周期表。

1、编排依据

（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。

（2）将电子层数相同的元素排成一个横行。

（3）把最外层电子数相同的元素排成一个纵行。

2、结构

短周期：

1、2、3

周期（7个横行）长周期：

4、5、6

不完全周期：

7

7个主族：

ⅠA～ⅦA

族（18个纵行）7个副族：

ⅠB～ⅦB

16个族第Ⅷ族

零族（稀有气体）

【例6】甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是（　　）

A．x＋2　　　　　　B．x＋4C．x＋8D．x＋18

3、元素的性质与元素在周期表中位置的关系

元素性质

同周期元素（左→右）

同主族元素（上→下）

最外层电子数

逐渐增多

相同

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

主要化合价

最高正价逐渐增大

最低负价＝－（8－主族序数）

最高正价、最低负价相同

（除F、O外）

最高正价＝主族序数

最高价氧化物对应水化物的酸碱性

碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强

酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强

非金属元素气态氢化物的稳定性

逐渐增强

逐渐减弱

元素的金属性和非金属性

金属性逐渐减弱

非金属性逐渐增强

非金属性逐渐减弱

金属性逐渐增强

得失电子能力

失减，得递增

得减，失递增

【例7】同一周期X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为

HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断错误的是（）

A．原子半径：

X＞Y＞Z

B．气态氢化物的稳定性：

HX＞H2Y＞ZH3

C．非金属性：

X＞Y＞Z

D．阴离子的还原性：

Z3-＞Y2-＞X-

【例8】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．①②B．①③C．②④D．③④

4.微粒半径大小比较规律

电子层数：

相同条件下，电子层越多，半径越大。

判断的依据核电荷数：

相同条件下，核电荷数越多，半径越小。

最外层电子数：

相同条件下，最外层电子数越多，半径越大。

1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）

2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。

3、同主族元素的原子半径和离子半径随核电荷数的增大而增大。

具体规律4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。

5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。

6、同种元素的微粒半径：

阳离子<原子<阴离子。

7、稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径。

【例9】具有相同电子层结构的三种粒子An＋、Bn-、C，下列分析正确的是（）

A．原子序数关系是C＞B＞A

B．粒子半径关系是Bn-＜An+

C．C一定是稀有气体元素原子

D．原子半径关系是A＜B

七、元素周期律和元素周期表的意义

1.根据原子结构、元素性质及表中位置的关系预测元素的性质。

2.启发人们在一定范围内寻找某些物质：

（1）半导体元素在两性线附近，如：

Si、Ge、Ga等。

（2）农药中常用元素在右上方，如：

F、Cl、S、P、As等。

（3）催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找。

八、元素周期表中元素性质的递变规律

1.碱金属元素

（1）物理性质

（2）化学性质

与水反应的剧烈程度：

Li‹Na‹K。

2.卤族元素

相似性：

均有颜色，均有毒，在水中的溶解度均比较小。

递变性：

从F2到I2，颜色逐渐加深，密度逐渐变大，熔沸点逐渐升高。

（2）化学性质：

【例10】砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性（）

①砹化氢很稳定②砹单质与水反应，使砹全部转成氢砹酸和次砹酸

③砹化合物的熔点较高④砹是黑色固体⑤砹化银不溶于水

A．只有①②B．只有①③④C．只有③④⑤D．只有②④

九、化学键

1.化学键：

相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用称为化学键。

2.中学阶段所学的化学键主要为下列三种类型：

类型

作用方式

成键元素

离子键

阴阳离子间的静电作用

活泼金属与活泼非金属

共价键

极性键

共用电子对

共用电子对偏向吸引电子能力强的原子

不同的非金属元素原子

非极性键

共用电子对无偏移

同一非金属元素的原子

金属键

金属阳离子和自由电子之间

形成的化学键

金属原子

（1）离子化合物中并不存在单个的分子，例如NaCl，并不存在NaCl分子。

（2）既有离子键又有共价键的化合物属于离子化合物。

（3）金属和非金属形成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3，一般认为是共价化合物。

（4）铵盐中没有金属元素，但是离子化合物。

（5）共价化合物一定不含离子键，仅含共价键的物质不一定是共价化合物，还有可能是非金属单质。

【例11】下列叙述正确的是（）

A两种非金属原子间不可能形成离子键

B非金属原子间不可能形成离子化合物

C离子化合物中不可能有共价键

D共价化合物中可能有离子键

【例12】下列各组物质中，化学键的类型相同的是（　　）

A．CaCl2和Na2S　　　B．Na2O和Na2O2C．N2和NeD．HCl和NaOH

十、分子间作用力和氢键

1．分子间作用力

（1）定义：

分子之间的作用力，又称范德华力。

（2）特点：

分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

2．氢键

（1）定义：

分子间存在着的一种比分子间作用力稍强的相互作用。

（2）形成条件：

除H原子外，形成氢键的原子通常是N、O和F。

（3）作用：

分子间氢键会使物质的熔沸点升高。

【例13】下列事实与氢键有关的是（）

A.水加热到很高的温度都难以分解

B.水结成冰体积膨胀，密度变小

C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高

D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

【例14】关于氢键的下列说法中正确的是（　　）

A．每个水分子内含有两个氢键

B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键

C．分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高

D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键

参考资料：

常见某些元素的特性：

（1）与水反应的最激烈的非金属元素是氟。

（2）与水反应的最激烈的金属元素是铯。

（3）单质硬度最大的元素是碳。

（4）常温下有颜色的气体单质是氟气和氯气。

（5）稀有气体元素中原子半径最大的是氡。

（6）原子半径最小（大）的元素是氢（铯）（稀有气体除外）。

（7）所形成的气态氢化物最稳定的元素是氟。

（8）正负化合价的代数和为零，且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是碳。

（9）最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是氯。

（10）所形成的化合物种类最多的是碳。

（11）原子序数、电子层数、未成对电子数三者均相等的是氢。

（12）只有负价并无正价的是氟。

（13）最轻的金属是锂；最轻的气体是氢气。

（14）同位素之一的原子核中只有质子没有中子的元素是氢。

（15）最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是铝。

（16）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是氮。

（17）地壳中含量最多的元素，或气态氢化物的沸点最高的元素，或氢化物在通常情况下呈液态的元素是氧。

（18）地壳中含量最多的金属元素是铝。

（19）最活泼的非金属元素，或无正价的元素，或无含氧酸的非金属元素，或无氧酸（气态氢化物）可以腐蚀玻璃的元素，或气态氢化物最稳定的元素，或阴离子的还原性最弱的元素是氟。

（20）最易着火的非金属元素的单质，其元素是磷。

（21）常温下单质呈液态的非金属元素是溴，金属元素是汞。

（22）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应的元素是氮。

（23）元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是锂、钠、氟。

（24）常见的能形成同素异形体的元素有碳、磷、氧、硫。

（25）与He原子电子层结构相同的离子有（2电子结构）：

H-、Li+、Be2+。

。

物质结构与元素周期律专题练习

1.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族序数

B．除短周期外，其他周期均有18种元素

C．在同一周期中，ⅠA族比ⅡA族的单质与水反应更剧烈

D．在ⅠA族中，单质的熔、沸点随着原子半径的增大而逐渐升高

2．化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列有关化学用语正确的是（　　）

A．CO2的电子式

B．Cl－的结构示意图

C．乙烯的结构简式C2H4

D．质量数为37的氯原子

Cl

3．有X、Y、Z、W四种元素，它们的原子序数分别为6、10、11、17，下列判断错误的是（　　）

A．X和W能形成共价化合物

B．Z和W能形成离子化合物

C．Y和Z不能形成化合物

D．Y分子中存在共价键

4．下列说法正确的是（　　）

A．第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强

B．第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

5．建材中的放射性物质衰变会生成具有放射性的氡气，我们吸入氡气后会有害于健康，氡元素的原子序数是86，相对原子质量是222，科学家还发现某些放射性矿物分解放出的“锕射气”是由质子数86、质量数219的一种锕原子组成。

下列有关氡的说法正确的是（　　）

A．氡气在标准状况下的密度约是9.91g/L

B．氡气化学性质较活泼，因此对人体有害

C．氡原子核外有7个电子层，最外层有8个电子

D．“锕射气”是氡的同素异形体

6．X、Y、Z三种非金属元素具有相同的电子层数，它们的气态氢化物的稳定性强弱顺序是XH3

A．原子序数X>Y>Z

B．原子得电子能力X

C．原子半径X

D．离子还原性X3－

7．核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为（2a＋1）。

下列有关元素X的说法中，不正确的是（　　）

A．元素X的原子核内质子数为（2a2－1）

B．元素X形成的单质既能作氧化剂又能作还原剂

C．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个（n表示电子层数）

D．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用

8．下列叙述正确的是（　　）

A．NaHSO4、Na2O2晶体中的阴、阳离子个数比均为12

B．离子化合物中一定不含共价键

C．某主族元素的最高价含氧酸为HnROm，则其气态氢化物一般是H2m－nR

D．元素周期表中L层电子为奇数的元素所在族序数与该元素原子的L层电子数相等

9．A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大，A元素的气态氢化物与A元素的最高价氧化物对应的水化物能反应生成盐；B、C、D同周期，它们的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应生成盐和水，B和D可组成化合物BD。

回答下列问题：

（1）A元素的气态氢化物的结构式为：

__________。

D的最高价氧化物对应水化物的化学式：

____________。

（2）在工业上常用________法制备单质C（填金属的冶炼方法）。

（3）C、D组成的化合物溶于水的离子方程式：

_________________。

（4）B、C最高价氧化物对应的水化物在溶液中反应的离子方程式为：

_______。

10．有A、B、C、D、E五种短周期元素，其元素特征信息如下表：

元素编号

元素特征信息

A

其单质是密度最小的物质

B

阴离子带两个单位负电荷，单质是空气的主要成分之一

C

其阳离子与B的阴离子有相同的电子层结构，且与B可以形成两种离子化合物

D

其氢氧化物和氧化物都有两性，与C同周期

E

与C同周期，原子半径在该周期最小

回答下列问题：

（1）写出下列元素的名称：

C________，E________。

（2）B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是（用化学式表示）____________________。

（3）按要求填写化学方程式：

①E单质与A、B、C形成的化合物反应的化学方程式：

_____________________。

②D单质与A、B、C形成的化合物的水溶液反应的离子方程式：

________________。