化學專題復習第七講物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

1、化學專題復習第七講物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律重要考點及題型：原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)及質(zhì)量數(shù)之間的相互關(guān)系；質(zhì)量數(shù)、原子的原子量及元素的原子量的區(qū)別與聯(lián)系；元素周期表中各主族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律；微粒半徑大小的比較（主要是與原子序數(shù)之間的關(guān)系）；化學鍵類型和晶體類型的判斷；電子式的書寫（關(guān)鍵在于掌握書寫方法，以能夠?qū)懗瞿吧镔|(zhì)的電子式）。一、原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)方面 1. 原子一般由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成。但卻只由質(zhì)子和電子構(gòu)成。 2. 金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，而非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4。但H、He、B的最外層電子數(shù)均小于4，其中H、B為非金屬

2、元素，而He為稀有氣體元素；雖然Ge、Sn、Pb、Bi的最外層電子數(shù)均大于或等于4，但它們卻為金屬元素。 3. 稀有氣體元素原子的最外層一般為8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。但He的最外層為2個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 4. 主族元素的原子得失電子所形成的陰陽離子最外層一般具有8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。但對核外只有一個電子層的離子來說，最外層卻只有2個電子，如；而則是一個氫原子核。 5. 含金屬元素的離子一般為陽離子。但也存在某些陰離子，如等。 6. 只含非金屬元素的離子一般為陰離子。但也存在某些陽離子，如等。 7. 一種非金屬元素一般形成一種陰離子。但氧元素形成的離子除，還有。 8. 主族元素的最高化合價一般等于原子

3、的最外層電子數(shù)。但氟元素和氧元素的最高化合價卻都不等于原子的最外層電子數(shù)，其中氟元素的最高化合價為0價（氟無正價），而氧的最高價為2價（在OF2中）。 9. 氫元素在化合物中一般為1價。但在金屬氫化物中卻為1價。 10. 氧元素在化合物中一般為2價。但在過氧化物（如等）中為1價；在OF2中為2價。 11. 對于對應陰陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的金屬元素和非金屬元素而言，金屬元素的最高化合價一般低于非金屬元素的最高化合價。而和雖然電子層結(jié)構(gòu)相同。但鈉、鎂、鋁的最高價（分別為1、2、3價）卻高于氟的最高價（0價）。 12. 原子的相對原子質(zhì)量一般為保留一定位數(shù)的小數(shù)有效數(shù)字。但12C的相對原子質(zhì)量

4、卻為整數(shù)，并且是精確值。 13. 某原子的相對原子質(zhì)量一般并不等同于對應元素的相對原子質(zhì)量。但對于某些只有一種核素的元素而言，原子的相對原子質(zhì)量就是元素的相對原子質(zhì)量，如：鈉元素就只有一種核素，因此，Na原子的相對原子質(zhì)量就是鈉元素的相對原子質(zhì)量。 14. 隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的相對原子質(zhì)量一般依次增大。但18號元素氬的相對原子質(zhì)量卻大于19號元素鉀。 15. 元素的金屬性強弱順序一般與金屬活動性順序一致。但Sn和Pb的金屬性：SnPb，而金屬活動性卻是SnPb。 16. 非金屬元素的氫化物在常溫下一般呈氣態(tài)，故稱氣態(tài)氫化物，但氧的氫化物H2O卻為液態(tài)。二、分子結(jié)構(gòu)方面 1. 物質(zhì)中一

5、般存在化學鍵。但稀有氣體中卻不存在化學鍵，只存在分子間作用力。 2. 多數(shù)氣體單質(zhì)由雙原子分子構(gòu)成。但稀有氣體卻由單原子分子構(gòu)成，臭氧由3原子分子構(gòu)成。 3. 由非金屬元素組成的化合物一般屬于共價化合物。但有些卻是離子化合物，如NH4NO3等銨鹽。 4. 由金屬元素和非金屬元素組成的化合物一般為離子化合物，但有些卻是共價化合物，如：含金屬元素的酸分子（如HMnO4、HAlO2）、AlCl3等。 5. 原子間形成的共用電子對一般由成鍵原子共同提供電子。但在中卻各有一個共用電子對分別是由N原子和O原子單方面提供，而與其中一個氫原子共用形成的。 6. 在物質(zhì)分子中，各原子最外層一般達到8個電子的穩(wěn)定

6、結(jié)構(gòu)。但有些物質(zhì)例外，如：在氣態(tài)氫化物中，氫原子最外層達到2個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；在PCl5中，P原子的最外層有10個電子。 7. 陰陽離子作用一般形成離子化合物。但某些陰陽離子作用卻形成分子或新的離子，如：。 8. 離子化合物中一般不存在分子，但在氣態(tài)時卻存在離子型分子。如：氣態(tài)NaCl中存在由一個和一個構(gòu)成的NaCl分子。 9. 極性分子中一定含極性鍵，還可能含非極性鍵，如：HOOH等。 10. 非極性分子中不一定只有非極性鍵，有些只含極性鍵，而有些既含極性鍵，又含非極性鍵。如CH4、CHCH等。 11. 離子化合物中一定含有離子鍵，還可能含有極性或非極性共價鍵，如：NH4Cl、Na2O2等。

7、 12. 單質(zhì)分子一般是非極性分子，但O3是極性分子。（一）原子或離子中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)、電子數(shù)及離子所帶電荷數(shù)的計算原子X：核電荷數(shù)Z=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù) 陽離子Xn+：核電荷數(shù)Z=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)n 陰離子Xn-：核電荷數(shù)Z=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)n質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)N例1、R2O3n-離子中共含有x個電子，R原子的質(zhì)量數(shù)為A，則R原子核內(nèi)的中子數(shù)為 。（二）區(qū)別質(zhì)量數(shù)、原子的相對原子質(zhì)量和元素的相對原子質(zhì)量等概念質(zhì)量數(shù)是對于原子（或核素）而言的，元素不存在質(zhì)量數(shù)；原子的相對原子質(zhì)量有兩種計算方法：某原子的質(zhì)量與C-12原子質(zhì)量的1/1

8、2相比所得出的值，或某原子的質(zhì)量×NA（阿伏加德羅常數(shù)）；元素的相對原子質(zhì)量是根據(jù)該元素的各種同位素原子的相對原子質(zhì)量以及它們在自然界中的原子個數(shù)百分比所算出的平均值，也就是元素周期表中給出的相對原子質(zhì)量。例2、下列說法中正確的是（     ）（A）具有相同電子數(shù)的中性微粒，都是同種元素的原子（B）每種元素可能有幾種質(zhì)量數(shù)不同的原子（C）質(zhì)量數(shù)相同的原子，它們一定具有相同的質(zhì)子數(shù)（D）元素的相對原子質(zhì)量就等于該元素的一種原子的相對原子質(zhì)量例3、設某元素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則下列敘述正確的是（     ）（A）不

9、能由此確定該元素的原子量（B）這種元素的原子量為（m+n）（C）若碳原子的質(zhì)量為w g，此原子的質(zhì)量為（m+n） w g（D）核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的總質(zhì)量（三）核外電子排布與元素周期表的結(jié)構(gòu)1、核外電子排布的規(guī)律：（1）電子首先排布在能量最低的電子層里；（2）每層最多容納2n2個電子，最外層不超過8個電子（K層不超過2個），次外層不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個）2、周期表的結(jié)構(gòu)（1）熟悉周期表的大體輪廓，能注明族序數(shù)，并準確記憶每個周期元素的總數(shù)（2）能書寫出所有主族元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖（3）掌握所有主族元素、常見副族元素的名稱、元素符號、原子序數(shù)例4、下列說法錯誤的是（  

10、;  ）（A）原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)（B）元素周期表中從B族到B族10個縱行的元素都是金屬元素（C）除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8（D）同一元素的各種同位素的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)均相同例5、114號元素位于周期表中哪個位置？（四）元素周期律1、同周期（從左到右）和同主族（從上到下）的遞變規(guī)律同周期從左到右的遞變規(guī)律核電荷數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w元素除外）。元素金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強（因為失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強）。單質(zhì)（或原子）氧化性逐漸增強，還原性逐漸減弱。最高價氧化物對應水化物酸性逐漸增強，堿性逐漸減弱。非金

11、屬單質(zhì)與H2化合由難到易，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強，還原性逐漸減弱，其水溶液酸性逐漸增強。金屬單質(zhì)熔點逐漸升高，非金屬單質(zhì)熔點逐漸降低，熔點最低的是本周期的稀有氣體。同主族從上到下的遞變規(guī)律核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大。（與同周期遞變規(guī)律相比，并分別加以解釋）元素金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。單質(zhì)（或原子）還原性逐漸增強，氧化性逐漸減弱。最高價氧化物對應水化物堿性逐漸增強，酸性逐漸減弱。非金屬單質(zhì)與H2化合由易到難，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，其水溶液酸性逐漸增強。金屬單質(zhì)熔點逐漸降低，非金屬單質(zhì)熔點逐漸升高。單質(zhì)密度逐漸增加。此外，同主族元素最高正價相同（氧、氟除外）最高

12、正價氧化物通式相同 最高價氧化物的水化物通式相同（但 HNO3和H3PO4不同等）氣態(tài)氫化物通式相同。2、金屬性和非金屬性強弱的判斷（從實驗上）金屬性：與水或酸反應置換出H2的難易；對應的氫氧化物堿性強弱；在水溶液中的置換反應；原電池中的正負極；電解池中的放電順序。非金屬性：與H2反應的難易；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；對應的最高價含氧酸酸性強弱；在水溶液中的置換反應。例6、a、b、c、d、e五種金屬兩兩組成原電池，金屬a均為正極，將五種金屬投入鹽酸中，只有b、c溶解，在濾液中加入過量NaOH溶液，只得到金屬c的氫氧化物沉淀，電解d、e的硝酸鹽溶液，在陰極上首先析出了e的單質(zhì)。則a、b、c、d、e五種

13、金屬的活動性由強到弱的順序可能是（     ）（A）a、b、c、d、e                                （B）c、b、d、e、a（C）b、c、d、e、a                                （D

14、）a、c、b、d、e3、原子半徑、離子半徑大小的比較據(jù)周期表中同周期、同主族的遞變規(guī)律；同種元素原子半徑大于陽離子半徑，小于陰離子半徑；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，原子序數(shù)越大，半徑越小。如N3-O2-F-Na+Mg2+Al3+；S2-Cl-K+Ca2+。例7、X、Y、Z、W四種主族元素，若X的陽離子與Y的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；W的陽離子的氧化性強于等電荷數(shù)的X陽離子的氧化性；Z陰離子半徑大于等電荷數(shù)的Y的陰離子半徑，則四種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是（    ）（A）Z X Y W     （B）W X Y Z      

15、;（C）X Y Z W      （D）Z Y X W（五）化學鍵和晶體類型1、物質(zhì)中所含化學鍵及所屬晶體類型的分析化學鍵類型比較類型作用方式成鍵元素離子鍵陰陽離子間的靜電作用活潑金屬與活潑非金屬共價鍵極性鍵共用電子對共用電子對偏向吸引電子能力強的原子不同的非金屬元素原子非極性鍵共用電子對無偏移同一非金屬元素的原子金屬鍵金屬陽離子和自由電子之間形成的化學鍵金屬原子晶體類型比較晶體類型構(gòu)成微粒作用類型物質(zhì)類別分子晶體分子分子間作用力常溫下的氣體及液體和部分固體物質(zhì)離子晶體陰陽離子離子鍵活潑金屬與活潑非金屬元素形成的離子化合物原子晶體原子共價鍵金剛石、晶體硅、SiC、

16、SiO2等金屬晶體金屬陽離子和自由電子金屬鍵金屬單質(zhì)【注意】形成分子晶體的物質(zhì)能以分子形式存在，而形成離子晶體和原子晶體的物質(zhì)不能以單個分子形式存在；晶體液化時，分子晶體中的化學鍵（稀有氣體中不含化學鍵）不被破壞，離子晶體和原子晶體中的化學鍵要斷裂；掌握NaCl、CsCl、CO2、金剛石、SiO2的晶體結(jié)構(gòu)。晶體的熔沸點和硬度比較：根本依據(jù)：相互作用越強，熔沸點越高，硬度越大。不同晶型比較：一般地，原子晶體離子晶體、金屬晶體分子晶體相同晶型比較：原子晶體中鍵長越短，鍵能越大，熔沸點和硬度越高。離子晶體：電荷數(shù)越多，半徑越小，鍵越強。金屬晶體：價電子數(shù)越多，原子半徑越小，鍵越強。此外，金屬單質(zhì)的

17、熔點還可根據(jù)周期表遞變規(guī)律比較；合金的熔點比各成分金屬的熔點都低。 分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，分子量越大，分子間作用力越強，熔沸點越高。例8、在下列化學反應中，既有離子鍵、極性鍵、非極性鍵的斷裂，又有離子鍵、極性鍵、非極性鍵形成的是（    ）（A）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2        （B）Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3（C）CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2 （D）NH4Cl+NaOHNaCl+NH3+H2O電子式及結(jié)構(gòu)式書寫中學階段及高考中對電子式書寫的要求基本上都不脫離形成8電

18、子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)這一原則，不管是熟悉的物質(zhì)還是不熟悉的物質(zhì)，在書寫電子式時應以此作為重要依據(jù)，當然，最根本的還是要從成鍵角度掌握電子式書寫，根據(jù)其成鍵情況寫出的電子式才是最為準確的?！揪毩暋繉懗鏊?、氨氣、氮氣、甲烷、四氯化碳、乙烯、乙炔、二氧化碳、氫氧化鈉、過氧化鈉、雙氧水、羥基的電子式。例9、下列分子中所有原子都能滿足8電子結(jié)構(gòu)的是（       ）（A）CO2  （B）PCl3   （C）CCl4  （D）NO2   （E）COCl2    （F）SF6（G）XeF2 （H）BF3  

19、（I）BeCl2  （J）PCl5   （K）N2（六）極性分子與非極性分子、分子間作用力、氫鍵的概念例10、在海洋底部存在大量被稱為“可燃冰”的物質(zhì)，其蘊藏量是地球上煤、石油的幾百倍，因而是一種待開發(fā)的巨大能源物質(zhì)，初步查明“可燃冰”主要是甲烷與水的結(jié)合物，有關(guān)“可燃冰”的下列推測中錯誤的是（        ）（A）高壓、低溫有助于可燃冰的形成    （B）常溫常壓下可燃冰是一種穩(wěn)定的物質(zhì)（C）甲烷和水分子是通過氫鍵而結(jié)合成為可燃冰的（D）構(gòu)成可燃冰的原子間存在著極性共價鍵【答案】1、(2AX+24+n)/2 2

20、、B 3、A 4、AD 5、第七周期第A族 6、BC 7、A 8、A 9、ABCEK 10、B（一）   原電池：把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。 構(gòu)成原電池的條件：兩個相互連接或直接接觸的活動性不同的電極（金屬與金屬、金屬與非金屬或金屬與金屬氧化物）與同一電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生氧化還原反應。 原電池中電子由負極經(jīng)外電路流向正極，形成電流，而在電解質(zhì)溶液中是靠陰陽離子的定向移動形成電流。例 將鋅片和銅片用導線連接置于同一稀硫酸溶液中，則（ ）（A）正極附近c(SO42-)逐漸增大 （B）負極附近c(SO42-)逐漸增大 （C）正負極附近c(SO42-)基本不變（D）鋅片、銅片同時有

21、氣泡時，說明鋅片不純 原電池電極的判斷及電極上的反應。負極：為較活潑金屬，電極本身失電子，發(fā)生氧化反應，是電子流出的一極。    正極：為較不活潑金屬，非金屬單質(zhì)或金屬氧化物，電解質(zhì)溶液中的陽離子或金屬氧化物得電子，發(fā)生還原反應，是電子流入的一極。例 從銅、鐵及碳棒中選取合適的電極材料設計一個原電池，實現(xiàn)如下反應    3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，    則負極為 ，電極反應式為 ，正極應選 ，電極反應式為 ?！揪毩暋?設計一個原電池，實現(xiàn)反應2Al+2NaOH+2H2

22、O=2NaAlO2+3H2，請寫出電極反應式。 寫出氫氧燃料電池的電極反應式和總反應式。 利用反應CH4+2O2CO2+2H2O，人類也已設計出了一種新型的燃料電池（電解質(zhì)溶液為強堿性溶液），試寫出其電極反應式。例 下列裝置能否形成原電池？若能，請寫出各電極反應式和總的反應式。                   例 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其充電和放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，則此電池放電時，負極上發(fā)生反應

23、的物質(zhì)是（ ）（A）Ag （B）Zn(OH)2 （C）Ag2O （D）Zn 當形成原電池時，化學反應速率大大加快了。 鋼鐵的腐蝕與防護。 電化學腐蝕（吸氧腐蝕）化學腐蝕條件不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸構(gòu)成微小原電池金屬跟接觸物質(zhì)（多為非電解質(zhì)）直接反應現(xiàn)象有微弱電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生結(jié)果活潑金屬被腐蝕較不活潑金屬得到保護各種金屬都有可能被腐蝕實例負極：正極：2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工廠）本質(zhì)金屬原子失去電子被氧化而損耗聯(lián)系兩種腐蝕同時發(fā)生，但電化腐蝕較化學腐蝕普遍，鋼鐵以吸氧腐蝕常見金屬的防護改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成不銹鋼；在金屬表面覆蓋保護層，如電鍍、涂油、噴漆、搪瓷、鍍

24、氧化膜（致密），目的使金屬制品與周圍物質(zhì)隔開；電化學保護法（被保護金屬作為原電池的正極或電解池的陰極） （二）電解和電鍍：把電能轉(zhuǎn)化為化學能，裝置必須配有外電源。 電極的判斷與電極上的反應。陽極：與電源正極相連的電極，是發(fā)生氧化反應，電子流出的一極；若惰性材料（石墨、Pt、Au 等）作陽極，失電子的是溶液中的陰離子；若非惰性電極（絕大多數(shù)金屬電極），失電子的是電極本身。陰極：是與電源負極相連的電極，電極本身不參與反應，電子流入；溶液中的陽離子在陰極上得電子，發(fā)生還原反應。 電解池中電子由電源負極流向陰極，被向陰極移動的某種陽離子獲得，而向陽極移動的某種陰離子或陽極本身在陽極上失電子，

25、電子流向電源正極。例 某種蓄電池的充放電過程可表示為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2 +Ni(OH)2，該電池充電時，陽極是 ，電極反應式為 ?！咀⒁狻啃铍姵卦诔潆姇r為電解池，放電時為原電池，其電極的判斷最好是利用電極上的反應類型加以分析。 放電順序：主要取決于離子本身的性質(zhì)，也與溶液濃度、溫度、電極材料等有關(guān)。陰極（得電子能力）：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+，但應注意，電鍍時通過控制條件（如離子濃度等），F(xiàn)e2+和Zn2+可

26、以先與H+放電。陽極（失電子能力）：若陽極材料為金屬單質(zhì)（Pt、Au 除外），則電極本身失去電子（若為合金，金屬單質(zhì)失電子順序應符合金屬活動順序），而溶液中的陰離子不參與電極反應；若陽極材料為惰性電極，則有S2->I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子及F等。例 填寫下表（陽極、陰極均采用惰性電極）。類型實例電極反應及特點總反應pH恢復原溶液電解水型NaOHH2SO4Na2SO4分解電解質(zhì)型HClCuCl2放H2生成堿型NaCl放O2生成酸型CuSO4 【思考】為什么說電解質(zhì)溶液的導電過程就是電解質(zhì)溶液的電解過程？4. 電解產(chǎn)物的計算：解題依據(jù)：相

27、同時間內(nèi)，串聯(lián)的電解池各個電極上通過（得或失）的電子數(shù)相等。例 將質(zhì)量分數(shù)為0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度為1.06 g·cm-3）用鉑電極電解，當溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)改變了0.010（1.0%）時停止電解，則此時溶液中應符合的關(guān)系是（ ）NaOH的質(zhì)量分數(shù)陽極析出物的質(zhì)量（g）陰極析出物的質(zhì)量（g）A0.06219152B0.06215219C0.0421.29.4D0.0429.41.2例 實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：負極Pb+SO42-=PbSO4+2e 正極PbO2+4H+SO42-+2e=PbSO4+2H2O，今若制Cl2 0.050 mol，這時電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量至少是（ ）（A）0.025 mol （B）0.050