化學(xué)必修2學(xué)案專題一微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性本專題總結(jié)拓展

本專題總結(jié)拓展一、判斷粒子最外層是否滿足8電子結(jié)構(gòu)的方法1．離子化合物(1)陽離子：主族元素原子的次外層電子數(shù)是否等于8，若為8，則該離子的最外層滿足8電子結(jié)構(gòu)，否則不滿足。(2)陰離子：原子的最外層電子數(shù)＋化合價(jià)數(shù)是否等于8，若為8，則該離子的最外層滿足8電子結(jié)構(gòu)，否則不滿足。2．共價(jià)化合物(1)共價(jià)化合物分子中的H原子，最外電子層上最多能有2個(gè)電子。(2)共價(jià)化合物分子中的非H原子，按下列方法判斷其最外層是否具有8個(gè)電子。①若獨(dú)立原子的最外層電子數(shù)與元素化合價(jià)的絕對(duì)值之和等于8，則分子內(nèi)該原子的最外層電子數(shù)為8。如CO2分子，獨(dú)立C原子的最外層電子數(shù)為4，碳元素化合價(jià)的絕對(duì)值是4，CO2分子中C原子的最外層電子數(shù)為8；獨(dú)立O原子的最外層電子數(shù)為6，氧元素化合價(jià)的絕對(duì)值是2，則CO2分子中O原子的最外層電子數(shù)為8。②若獨(dú)立原子的最外層電子數(shù)與元素化合價(jià)的絕對(duì)值之和不等于8，則分子內(nèi)該原子的最外層電子數(shù)不是8。如BeCl2分子，獨(dú)立Be原子最外層電子數(shù)為2，BeCl2分子中Be原子的最外層電子數(shù)是4而不是8；再如NO2中的N、PCl5中的P、BF3中的B、SO2中的S等都符合這個(gè)規(guī)則。綜合上述(1)和(2)可知，在共價(jià)化合物分子中的原子，其最外層電子數(shù)的計(jì)算方法是：最外層電子數(shù)＝獨(dú)立原子的最外層電子數(shù)＋化合價(jià)絕對(duì)值。(3)結(jié)構(gòu)法判斷某化合物中的某原子最外層是否達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，應(yīng)從其結(jié)構(gòu)式或電子式結(jié)合原子最外層電子數(shù)進(jìn)行判斷。如：H2O：氧原子最外層有6個(gè)電子，H2O中每個(gè)氧原子又與兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，所以H2O中的氧原子最外層有6＋2＝8個(gè)電子，但H2O中的氫原子最外層有2個(gè)電子。3．單質(zhì)某幾種非金屬單質(zhì)，從它們的結(jié)構(gòu)式可判斷其原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu)。如：N2(NN)，P4()，Cl2(Cl—Cl)?！镜淅肯铝形镔|(zhì)中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物是()A．PCl5 B．P4C．CCl4 D．NH3【解析】判斷原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的方法為最外層電子數(shù)＋成鍵數(shù)＝8，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；P4為單質(zhì)，而非化合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)中5原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正確?！敬鸢浮緾二、幾種相對(duì)質(zhì)量的涵義與求法1．核素的相對(duì)原子質(zhì)量核素即具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子，核素的相對(duì)原子質(zhì)量即原子的相對(duì)原子質(zhì)量。原子的相對(duì)原子質(zhì)量是科學(xué)上為了便于對(duì)微觀粒子的定量研究而規(guī)定的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)準(zhǔn)也歷經(jīng)幾次修改與完善，現(xiàn)代的相對(duì)原子質(zhì)量的基本含義是：以eq\o\al(12,6)C原子質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它相比較所得到的比值，作為這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量，符號(hào)為Ar。如1個(gè)eq\o\al(12,6)C原子的質(zhì)量是1.993×10－26kg,1個(gè)eq\o\al(16,8)O原子的質(zhì)量是2.657×10－26kg，則eq\o\al(16,8)O的相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算方法為：Ar(eq\o\al(16,8)O)＝eq\f(2.657×10－26kg,1.993×10－26kg×\f(1,12))＝16根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和方法可得，eq\o\al(12,6)C原子的相對(duì)原子質(zhì)量為12、eq\o\al(23,11)Na原子的相對(duì)原子質(zhì)量為23、eq\o\al(1,1)H原子的相對(duì)原子質(zhì)量為1，質(zhì)子的相對(duì)質(zhì)量為1.007、中子的相對(duì)質(zhì)量為1.008等，這樣就為微觀粒子的定量研究創(chuàng)造了極大的方便。原子由核外電子和原子核構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。1個(gè)電子的質(zhì)量僅約為1個(gè)質(zhì)子或中子的質(zhì)量的1/1836。因此，通常認(rèn)為簡單離子的相對(duì)質(zhì)量與其相應(yīng)原子的相對(duì)原子質(zhì)量相等，如eq\o\al(23,11)Na＋的相對(duì)質(zhì)量等于23、eq\o\al(16,8)O2－的相對(duì)質(zhì)量等于16、eq\o\al(1,1)H＋和eq\o\al(1,1)H－的相對(duì)質(zhì)量都等于1等。2．原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量原子及其簡單離子的質(zhì)量主要集中于原子核上。因此通常認(rèn)為原子及其簡單離子的近似相對(duì)原子質(zhì)量等于其質(zhì)量數(shù)。3．元素的相對(duì)原子質(zhì)量大多數(shù)的元素都含有同位素，各同位素的相對(duì)原子質(zhì)量又不相同，因此，元素的相對(duì)原子質(zhì)量實(shí)際上是同位素相對(duì)原子質(zhì)量的平均值。同位素又包括穩(wěn)定性同位素和不穩(wěn)定性同位素，天然同位素和人造同位素等，因此規(guī)定，天然、穩(wěn)定存在的各同位素相對(duì)原子質(zhì)量的平均值為該元素的相對(duì)原子質(zhì)量。某同位素在同種元素里所占的原子數(shù)目百分比叫做該同位素的豐度。一種元素中各同位素的豐度往往是不同的，甚至于差別很大。若元素R有天然、穩(wěn)定存在的同位素X、Y、Z，X、Y、Z相應(yīng)豐度為x%、y%、z%，則Ar(R)的計(jì)算方法為：Ar(R)＝Ar(X)·x%＋Ar(Y)·y%＋Ar(Z)·z%或Ar(R)＝eq\f(ArX·x＋ArY·y＋ArZ·z,100)4．元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量用原子的質(zhì)量數(shù)代替原子的相對(duì)原子質(zhì)量，應(yīng)用3中的方法計(jì)算，即得元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量。如氯元素有eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl兩種天然、穩(wěn)定存在的同位素，其豐度分別為75.77%和24.23%，則氯元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量[設(shè)為Ar(Cl)]的計(jì)算方法為：Ar(Cl)＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.4846或Ar(Cl)＝(35×75.77＋37×24.23)/100＝35.48465．分子、原子團(tuán)的相對(duì)分子質(zhì)量分子或原子團(tuán)的相對(duì)分子質(zhì)量就是分子或原子團(tuán)的相對(duì)質(zhì)量，其等于分子或原子團(tuán)里各原子的相對(duì)原子質(zhì)量之和。三、化合價(jià)1．化合價(jià)的概念(1)定義：把一種元素一定數(shù)目的原子跟其他元素一定數(shù)目的原子化合的性質(zhì)，叫做這種元素的化合價(jià)。(2)化合價(jià)有正價(jià)和負(fù)價(jià)。(3)化合價(jià)的本質(zhì)：①在離子化合物中，失去電子的為正價(jià)，失去幾個(gè)電子即為正幾價(jià)；得到電子的為負(fù)價(jià)，得到幾個(gè)電子即為負(fù)幾價(jià)。②在共價(jià)化合物中，元素化合價(jià)的數(shù)值，就是這種元素的一個(gè)原子跟其他元素的原子形成的共用電子對(duì)的數(shù)目，正負(fù)則由共用電子對(duì)的偏移來決定。電子對(duì)偏向哪種原子(該原子呈負(fù)電性)，哪種原子就顯負(fù)價(jià)。偏離哪種原子，哪種原子就顯正價(jià)。2．化合價(jià)的規(guī)律及應(yīng)用(1)對(duì)于化合價(jià)有如下規(guī)律：主族元素的最高正價(jià)＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)(即價(jià)電子數(shù))；主族元素的負(fù)價(jià)(從ⅣA～ⅦA有負(fù)價(jià))等于最外層電子數(shù)減8。金屬元素一般顯正價(jià)；非金屬元素跟氫或金屬化合時(shí)顯負(fù)價(jià)，與氧化合時(shí)一般顯正價(jià)。單質(zhì)分子中元素的化合價(jià)為零價(jià)。某些元素在一些特殊物質(zhì)中會(huì)呈非正?；蟽r(jià)如：氫元素化合價(jià)為＋1價(jià)，跟金屬化合時(shí)為－1價(jià)；氧元素化合價(jià)為－2價(jià)，在OF2中為＋2價(jià)。元素的變價(jià)是由原子結(jié)構(gòu)決定的，在不同的化合物里可顯示不同的化合價(jià)，非金屬元素一般具有變價(jià)。如：H2eq\o(S,\s\up15(－2))、H2eq\o(S,\s\up15(＋6))O4。主族元素的金屬除Sn、Pb有＋2、＋4價(jià)外，一般無變價(jià)。過渡元素一般有變價(jià)。(2)化合價(jià)規(guī)則：在化合物里，正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零。對(duì)于一價(jià)元素與奇數(shù)價(jià)或偶數(shù)價(jià)元素化合時(shí)，直接書寫化學(xué)式就可以，例如：MCln(設(shè)M的化合價(jià)為n)；對(duì)于二價(jià)元素與奇數(shù)價(jià)或偶數(shù)價(jià)元素化合時(shí)，化學(xué)式是不同的，例如某金屬元素的硫酸鹽的化學(xué)式，若金屬為奇數(shù)價(jià)，則化學(xué)式為M2(SO4)n(設(shè)n為化合價(jià))，若金屬為偶數(shù)價(jià)，則化學(xué)式為M(SO4)eq\f(n,2)。(3)化合價(jià)的應(yīng)用：①根據(jù)化合價(jià)正確書寫化學(xué)式；②根據(jù)元素化合價(jià)特點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)推斷；③根據(jù)化合價(jià)有無變化，判斷化學(xué)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)。④通過化合價(jià)的變化，求出得失電子數(shù)，求法是：(前價(jià)－后價(jià))×價(jià)態(tài)發(fā)生變化的原子個(gè)數(shù)＝得失電子數(shù)(“＋”為得，“－”為失)。(正負(fù)不表示數(shù)值的正、負(fù))。⑤根據(jù)化合價(jià)確定某些離子化合物中共價(jià)鍵的數(shù)目。3．元素周期表與化合價(jià)的關(guān)系①主族元素的最高正價(jià)數(shù)等于主族序數(shù)，等于主族元素原子的最外層電子數(shù)。其中F無正價(jià)。氧元素有＋2價(jià)、無＋6價(jià)。非金屬元素除氫外，均不能形成陽離子，單獨(dú)金屬元素不能形成陰離子。②主族單獨(dú)的最高正價(jià)數(shù)與最低負(fù)價(jià)數(shù)的絕對(duì)值之和為8，絕對(duì)值之差為0、2、4、6的主族依次為ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA。③非金屬變價(jià)元素的正價(jià)一般均相差2。如eq\o(Cl,\s\up15(＋7))，eq\o(Cl,\s\up15(＋5))，eq\o(Cl,\s\up15(＋3))，eq\o(Cl,\s\up15(＋1))；某些變價(jià)金屬也符合此規(guī)律，如eq\o(Sn,\s\up15(＋4))、eq\o(Sn,\s\up15(＋2))，eq\o(Pb,\s\up15(＋4))、eq\o(Pb,\s\up15(＋2))。④短周期正價(jià)變化隨原子序數(shù)遞增，同周期有一個(gè)＋1→＋7的變化(ⅠA→ⅦA)；長周期有二個(gè)＋1→＋7的變化(ⅠA→ⅦB、ⅠB→ⅦA)。4．從化學(xué)鍵的角度認(rèn)識(shí)元素的化合價(jià)(1)原子之間得、失電子形成陰、陽離子，陰、陽離子之間通過靜電作用形成離子鍵。一個(gè)原子失去x個(gè)電子，該元素的化合價(jià)為＋x價(jià)；一個(gè)原子得到y(tǒng)個(gè)電子，該元素的化合價(jià)為－y價(jià)。如Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－中鈉元素顯＋1價(jià)，氯元素顯－1價(jià)；[eq\o\al(·,·)eq\o(F,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Mg2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(F,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－中鎂元素顯＋2價(jià)，氟元素顯－1價(jià)；Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]2－Na＋中鈉元素顯＋1價(jià)，硫元素顯－2價(jià)。(2)原子之間通過共用電子形成共價(jià)鍵。設(shè)A原子用自己的x個(gè)電子、B原子用自己的y個(gè)電子形成(x＋y)個(gè)A與B的共用電子。①共用電子對(duì)不偏移，元素的化合價(jià)為0。如Heq\o\al(·,·)H、eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)、eq\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)中元素的化合價(jià)都是0；Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]2－Na＋中O的化合價(jià)是－1而不是－2。②共用電子對(duì)偏離A、偏向B，A元素的化合價(jià)為＋x價(jià)，B元素的化合價(jià)為－y價(jià)；共用電子對(duì)偏向A、偏離B，A元素的化合價(jià)為－x價(jià)，B元素的化合價(jià)為＋y價(jià)。如Heq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)中氫元素顯＋1價(jià)，氯元素顯－1價(jià)；Heq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)H中氫元素顯＋1價(jià)，氧元素顯－2價(jià)；中氫元素顯＋1價(jià)，氮元素顯－3價(jià)；eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up15(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(O,\s\up15(··))eq\o\al(·,·)中氧元素顯－2價(jià)，碳元素顯＋4價(jià)。四、元素周期表中體現(xiàn)的規(guī)律1．原子中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)、核電荷數(shù)的關(guān)系：①原子(或分子)中質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)；陽離子中質(zhì)子數(shù)>核外電子數(shù)；陰離子中質(zhì)子數(shù)<核外電子數(shù)。②在不同的微粒中，質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子互為同位素。2．求質(zhì)子數(shù)的公式：①質(zhì)子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－中子數(shù)；②質(zhì)子數(shù)＝陰離子電子數(shù)－陰離子電荷數(shù)；③質(zhì)子數(shù)＝陽離子電子數(shù)＋陽離子電荷數(shù)。3．主族元素原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系：①電子層數(shù)＝周期數(shù)；②最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)＝元素最高正化合價(jià)(O、F除外)。4．元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的關(guān)系：金屬元素只顯正價(jià)不顯負(fù)價(jià)，非金屬元素中，最高正價(jià)＋|最低負(fù)價(jià)|＝8；氟不顯正價(jià)；氧無最高正化合價(jià)(＋6)，但在與氟形成的OF2中可顯＋2價(jià)。5．相同電子層結(jié)構(gòu)的離子與原子序數(shù)的關(guān)系：①上一周期非金屬元素的簡單陰離子與下一周期主族金屬元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，故一種陽離子與一種陰離子的電子層結(jié)構(gòu)若相同，則陽離子的原子序數(shù)大于陰離子。②同周期元素的簡單陽離子與簡單陰離子，陽離子電子層結(jié)構(gòu)相同，其所帶電荷數(shù)越大，原子序數(shù)越大；陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，其所帶負(fù)電荷越少，原子序數(shù)越大。且同周期元素的簡單陰離子比陽離子多一個(gè)電子層。6．短周期元素最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)的關(guān)系：若某原子最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多，則只能多1～6個(gè)，該元素一定是第二周期中B～Ne六種元素之一；若最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少，則只能少1～7個(gè)，該元素一定是第三周期中Na～Cl或第二周期中Li這八種元素之一；若最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同，則該元素可能是Be或Ar。7．短周期元素最外層電子數(shù)與核電荷數(shù)的關(guān)系：原子的最外層電子數(shù)比核電荷數(shù)少2的元素有八種，即第二周期元素；原子的最外層電子數(shù)比核電荷數(shù)少10的元素也有八種，即第三周期元素；原子的最外層電子數(shù)與核電荷數(shù)相等的元素有兩種，即第一周期元素。8．元素原子的最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系：若某原子最外層電子數(shù)為奇數(shù)，則該元素的原子序數(shù)也一定為奇數(shù)；若某原子最外層電子數(shù)為偶數(shù)，則該元素的原子序數(shù)也一定為偶數(shù)。9．元素周期表中的數(shù)字規(guī)律(1)十八列分十六個(gè)族，三列一族的是Ⅷ族；左Ⅰ～Ⅶ中只兩個(gè)是A族，右Ⅰ～Ⅶ中只兩個(gè)是B族；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ全成對(duì)，Ⅷ單0亦單。(2)有的人說有九個(gè)行，也有的人說有七個(gè)行，還有的人說有六個(gè)半行，更多的人說三短、三長、一不全。(3)橫七豎十八，七期十六族。(4)周期數(shù)＝原子的電子層數(shù)。(5)主族數(shù)＝原子的最外層電子數(shù)。(6)主族數(shù)＝原子的價(jià)電子數(shù)。(7)主族數(shù)＝元素的最高正價(jià)數(shù)(F、O除外)。(8)主族數(shù)＝8＋元素的負(fù)價(jià)數(shù)(氫除外)。(9)在同一主族內(nèi)，族數(shù)和原子的原子序數(shù)、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)、最外層電子數(shù)、價(jià)電子數(shù)、離子的電荷數(shù)，元素的主要正、負(fù)化合價(jià)數(shù)等等，這么多的數(shù)，見一個(gè)是偶數(shù)其他都是偶數(shù)，見一個(gè)是奇數(shù)其他都是奇數(shù)。(10)在同一周期內(nèi)，從左到右的原子序數(shù)是連續(xù)數(shù)；在IA族內(nèi)，從上到下原子序數(shù)按2、8、8、18、18、32的幅度跳躍，在0族內(nèi)，從上到下原子序數(shù)按8、8、18、18、32的幅度跳躍。(11)同周期中ⅢA族與ⅡA族的元素原子序數(shù)之差有1、11、25等。(12)短周期元素X、Y、Z，具有如表1所示的位置關(guān)系時(shí)，x＋y＋z＝3r＋8；具有如表2所示的位置關(guān)系時(shí)，x＋y＋z＝3r