【化學(xué)】2023-2024學(xué)年魯科版選擇性必修二 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 章末整合與提升課件

章末整合與提升一、元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系1．原子結(jié)構(gòu)與元素周期表和元素周期律2．元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系二、元素推斷技巧1．元素推斷的一般思路2．推斷元素的具體方法(1)利用核外電子數(shù)相同的微粒推斷與稀有氣體元素原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子①與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H－、Li＋、Be2＋等；②與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等；③與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等核外電子總數(shù)為10的粒子核外電子總數(shù)為18的粒子核外電子總數(shù)及質(zhì)子總數(shù)均相同的粒子(2)利用元素原子或離子的核外電子排布推斷要注意一些元素原子核外電子排布的特殊性，如前18號元素中：①族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素：H、Be、Al。②族序數(shù)等于周期序數(shù)2倍的元素：C、S。③族序數(shù)等于周期序數(shù)3倍的元素：O。④周期序數(shù)等于族序數(shù)2倍的元素：Li。⑤周期序數(shù)等于族序數(shù)3倍的元素：Na。(3)利用元素的特殊性質(zhì)推斷①最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期主族元素：H、C、Si。②最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對值3倍的短周期主族元素：S。③除H外，原子半徑最小的主族元素：F。④第一電離能最大的主族元素：F；第一電離能最小的主族元素：Cs(放射性元素除外)。⑤電負(fù)性最小的主族元素：Cs(0.7，放射性元素除外)；電負(fù)性最大的主族元素：F(4.0)。⑥同主族相鄰兩種元素的原子序數(shù)若具有2倍關(guān)系，此兩種元素為O和S。(4)利用常見元素及其化合物的特征推斷①形成化合物種類最多的元素、單質(zhì)在自然界中硬度最大的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素：C。②空氣中含量最高的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。③地殼中含量最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。④單質(zhì)密度最小的非金屬元素：H。單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。⑤單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的金屬元素：Hg。⑥最高價(jià)氧化物及其對應(yīng)水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Be、Al。⑦元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素：N；能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素：S。⑧單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Na、F。(5)利用一些規(guī)律推斷①元素周期表中的遞變規(guī)律(“三角”規(guī)律)若A、B、C三種元素在元素周期表中的相對位置如圖所示，則有關(guān)的各種性質(zhì)均可排出順序(D不參與排列)。如：原子半徑：C>A>B；金屬性：C>A>B；非金屬性：B>A>C。②元素周期表中的相似規(guī)律a.同主族元素性質(zhì)相似(因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)均相同)。b.元素周期表中位于對角線位置(如圖中，A、D位置)的元素性質(zhì)相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等。[典例1]

X、Y、Z為短周期元素，X原子最外層只有1個(gè)電子，Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少4，Z原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的3倍。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.基態(tài)Y原子的價(jià)電子排布式為3s23p4B.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>ZC.第一電離能：Y>ZD.X、Y兩元素形成的化合物一定為離子化合物答案：A解析：X、Y、Z為短周期元素，X原子最外層只有1個(gè)電子，則X為H、Li或Na；Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少4，則Y有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則Y為S；Z原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，則Z有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則Z為O。Y為S，基態(tài)S原子的價(jià)電子排布式為3s23p4，A項(xiàng)正確；Y為S，Z為O，非金屬性O(shè)>S，元素非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Z＞Y，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族元素自上而下，第一電離能逐漸減小，則第一電離能：Y＜Z，C項(xiàng)錯(cuò)誤；X為H、Li或Na，Y為S，H與S形成的化合物H2S屬于共價(jià)化合物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[集訓(xùn)]1．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的核外電子數(shù)等于其主族序數(shù)，X的單質(zhì)在空氣中含量最多，Y的最高價(jià)氧化物的水化物是兩性化合物，Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.W與X形成的最簡單化合物極易溶于水B.Y和Z可形成化合物Y2Z3C.最外層電子數(shù)：Z>X>Y>WD.Y和Z的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)相同答案：D解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的核外電子數(shù)等于其主族序數(shù)，則W為H元素；X的單質(zhì)在空氣中含量最多，則X為N元素；Y的最高價(jià)氧化物的水化物是兩性化合物，則Y為Al元素；Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4，因?yàn)橹髯逶氐淖罡哒齼r(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對值之和為8，則Z的最高正價(jià)為＋6，最低負(fù)價(jià)為－2，則Z為S元素。H與N形成的最簡單化合物氨氣極易溶于水，A項(xiàng)正確；Al和S可形成化合物Al2S3，B項(xiàng)正確；H、N、Al、S的最外層電子數(shù)分別為1、5、3、6，故最外層電子數(shù)：S>N>Al>H，C項(xiàng)正確；Al和S的簡單離子的核外電子數(shù)分別為10、18，二者的電子層結(jié)構(gòu)不相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.幾種短周期主族元素在周期表中的相對位置如圖所示，已知元素X的原子核外電子數(shù)是D的2倍。下列說法不正確的是(

)A.第一電離能：X<YB.X位于第三周期ⅡA族，其單質(zhì)可通過電解其熔融氯化物制備C.四種元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是HNO3D.氣體分子(DE)2的電子式為∶E??D∶D??E∶答案：A解析：D和E位于第2周期，X和Y位于第3周期，設(shè)D原子核外電子數(shù)為x，則X原子核外電子數(shù)為x＋6，又因X原子核外電子數(shù)是D的2倍，故2x＝x＋6，解得x＝6，則D為C元素，X為Mg元素，根據(jù)元素在周期表中的相對位置可知，Y是Al元素，E為N元素。元素的第一電離能：Mg>Al，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg為第3周期ⅡA族元素，鎂單質(zhì)可通過電解熔融MgCl2制備，B項(xiàng)正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，四種元素中非金屬性最強(qiáng)的是N元素，所以酸性最強(qiáng)的是HNO3，C項(xiàng)正確；氣體分子(DE)2為(CN)2，其電子式為∶N??C∶C??N∶，D項(xiàng)正確。3．下表是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)：下列判斷正確的是(

)A．D、E的簡單氫化物的穩(wěn)定性：D>EB．A元素基態(tài)原子的最外層中無自旋狀態(tài)相同的電子C．B元素與C元素不可能形成化合物D．與B元素同周期且在該周期中第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)元素ABCDE最低負(fù)化合價(jià)－4－2－1－2－1電負(fù)性2.52.53.03.54.0答案：D解析：根據(jù)元素的電負(fù)性和最低負(fù)化合價(jià)，可推知A為C，B為S，C為Cl，D為O，E為F。D、E的簡單氫化物分別為H2O、HF，則其穩(wěn)定性：HF>H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤。基態(tài)碳原子的最外層電子排布式為2s22p2，2p能級上的兩個(gè)電子分占兩個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤。S元素原子最外層有6個(gè)電子，Cl元素原子最外層有7個(gè)電子，它們之間可通過共價(jià)鍵達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而形成SCl2等化合物，C項(xiàng)錯(cuò)誤。Na能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成NaOH和H2，D項(xiàng)正確。4．短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大，Z的基態(tài)原子2p軌道半充滿，M的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對值之差為4，四種元素組成的一種分子的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是(

)A.電負(fù)性：X>Y>ZB．原子半徑：Y>Z>XC．Y、Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>ZD．Y、Z、M的最高價(jià)氧化物的水化物均為強(qiáng)酸答案：B解析：已知X、Y、Z、M為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，Z的基態(tài)原子2p軌道半充滿，則Z為N元素，M的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對值之差為4，則M為S元素，根據(jù)題給分子結(jié)構(gòu)中的共價(jià)鍵數(shù)目可推知，X為H元素，Y為C元素。一般來說，同周期主族元素從左向右，電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上到下，電負(fù)性逐漸減小，則電負(fù)性：N>C>H，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H原子核外有1個(gè)電子層，而C、N原子核外均有2個(gè)電子層，一般來說，電子層數(shù)越多，半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則原子半徑：C>N>H，B項(xiàng)正確；非金屬性：N>C，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：NH3>CH4，C項(xiàng)錯(cuò)誤；C元素的最高價(jià)氧化物的水化物為H2CO3，H2CO3為弱酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．有五種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所示：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是短周期元素(稀有氣體元素除外)中原子半徑最大的元素，含該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑B與A同周期，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物呈兩性C其氣態(tài)氫化物極易溶于水，液態(tài)時(shí)常用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的殺菌消毒劑E元素原子的L電子層上有2對成對電子請根據(jù)表中信息回答下列問題。(1)A元素基態(tài)原子的核外電子排布式為__________________。(2)B元素在元素周期表中的位置為______________；簡單離子半徑：B________(填“>”或“<”)A。(3)C元素基態(tài)原子的軌道表示式為____________，其原子核外有________個(gè)未成對電子，能量最高的電子排布在________軌道上，該軌道呈________形。(4)D元素基態(tài)原子的核外電子排布式為_______________________，D－的結(jié)構(gòu)示意圖為__________。(5)C、E元素的第一電離能的大小關(guān)系是______(用元素符號表示)。(6)CE2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)第3周期第ⅢA族＜3p

啞鈴1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)N＞O3NO2＋H2O===2HNO3＋NO解析：根據(jù)題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為N，D為Cl，E為O。(1)基態(tài)Na原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B為Al，其在元素周期表中的位置為第3周期第ⅢA族，Na＋與Al3＋的核外電子排布相同，核電荷數(shù)：Al3＋>Na＋，故離子半徑：Al3＋<Na＋。(3)C為N，其基態(tài)原子的軌道表示式為

，其中有3個(gè)未成對電子，能量最高的電子排布在p軌道上，該軌道呈啞鈴形。(4)基態(tài)Cl原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為

。(5)N、O分別位于第ⅤA族、第ⅥA族，因?yàn)镹的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，故第一電離能：N>O。(6)NO2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。三、對角線規(guī)則及應(yīng)用1．概念在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的另一主族元素的某些性質(zhì)是相似的，這稱為對角線規(guī)則。常見的是下表中對角線上的元素。2．實(shí)例分析(1)鋰和鎂的相似性①鋰與鎂的沸點(diǎn)較為接近：②鋰和鎂在氧氣中燃燒分別生成對應(yīng)的氧化物：元素LiNaBeMg沸點(diǎn)/℃1341881.424671100③鋰和鎂與水的反應(yīng)都比鈉與水的反應(yīng)緩慢，并且生成的氫氧化物都難溶于水，覆蓋在金屬表面阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。④堿金屬中只有鋰在室溫下能與氮?dú)夥磻?yīng)生成Li3N，同樣鎂也能與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成Mg3N2。⑤在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，鋰鹽是難溶于水的，相應(yīng)的鎂鹽也難溶于水。(2)鈹和鋁的相似性①鈹和鋁都可與酸、堿反應(yīng)放出氫氣，并且鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化。②BeO和Al2O3都是兩性氧化物：BeO＋2HCl===BeCl2＋H2O，BeO＋2KOH＋H2O===K2[Be(OH)4]；BeO、Al2O3硬度大、熔點(diǎn)高；Be(OH)2和Al(OH)3都是兩性氫氧化物。③BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物，易升華。④可溶性的鈹、鋁鹽易水解：Be2＋＋2H2O?Be(OH)2＋2H＋，Al3＋＋3H2O?Al(OH)3＋3H＋。(3)硼和硅的相似性①自然界中B與Si均以化合態(tài)的形式存在。②B與Si單質(zhì)都能與強(qiáng)堿反應(yīng)。③硼烷和硅烷的穩(wěn)定性都比較差，通常都易水解。④硼和硅的鹵化物的熔、沸點(diǎn)比較低，易揮發(fā)，易水解。[典例2]在元素周期表中，同一主族元素的化學(xué)性質(zhì)相似。目前也發(fā)現(xiàn)某些元素的性質(zhì)和它在元素周期表中右下方的另一主族元素的性質(zhì)相似，這稱為對角線規(guī)則。據(jù)此請回答下列問題：(1)鋰在空氣中燃燒，除生成________外，也生成微量的________。(2)鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是________，屬于兩性化合物，證明這一結(jié)論的有關(guān)離子方程式為__________________________、_________________________。Li2OLi3NBe(OH)2Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2OH－===[Be(OH)4]2－

解析：(1)根據(jù)對角線規(guī)則，鋰與鎂的化學(xué)性質(zhì)相似，在空氣中鋰除與O2反應(yīng)生成Li2O外，還可與N2反應(yīng)生成Li3N。(2)鈹為第2周期ⅡA族元素，與Al處于對角線位置，對照體現(xiàn)Al(OH)3兩性的反應(yīng)得體現(xiàn)Be(OH)2兩性的反應(yīng)的離子方程式：Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===[Be(OH)4]2－。(3)若已知反應(yīng)Be2C＋4H2O===2Be(OH)2＋CH4↑，則Al4C3與足量強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。(4)科學(xué)家證實(shí)，BeCl2屬于共價(jià)化合物，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)證明，其方法是_________________________________________________。用電子式表示BeCl2的形成過程：____________________________。Al4C3＋4OH－＋12H2O===4[Al(OH)4]－＋3CH4↑將BeCl2加熱至熔融狀態(tài)，不能導(dǎo)電則證明BeCl2是共價(jià)化合物

[集訓(xùn)]1．如圖是部分元素的第一電離能隨原子序數(shù)變化的曲線(其中12～17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。請回答下列問題：(1)分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的最小范圍為________<Al<________(填元素符號)。(2)同主族元素的第一電離能的變化規(guī)律是________________。(3)圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是________________。(4)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有________性，其中Be(OH)2表現(xiàn)出這種性質(zhì)的離子方程式是________________________________________________________。NaMg從上到下逐漸減小第5周期第ⅠA族兩

2．(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為________________。(2)H、B、N中，原子半徑最大的是________。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素________的相似。(3)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為________________，基態(tài)Fe原子的電子排布式為_________________________。1s22s22p63s23p63d24s2B

Si(硅)第4周期第Ⅷ