第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律（知識(shí)梳理）-高一化學(xué)

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律知識(shí)梳理知識(shí)梳理原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1節(jié)一、原子結(jié)構(gòu)1.構(gòu)成微粒及作用：質(zhì)子（Z）：決定元素種類(lèi)中子（AZ）：決定原子種類(lèi)核外電子：最外層電子數(shù)決定決定元素的化學(xué)性質(zhì)2.微粒間的數(shù)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)=中子數(shù)+質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)（1）陽(yáng)離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－所帶電荷數(shù)。（2）陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)。3.微粒符號(hào)周?chē)鷶?shù)字代表的信息：4.核外電子排布規(guī)律：5.電子排布表示方法：（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖是核外電子排布規(guī)律的具體體現(xiàn)，其構(gòu)成圖示如下：（2）離子結(jié)構(gòu)示意圖①當(dāng)主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時(shí)，電子層數(shù)減少一層，形成與少一個(gè)電子層的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。②非金屬元素的原子得電子形成簡(jiǎn)單離子時(shí)，形成與電子層數(shù)相同的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。6.核外電子與元素性質(zhì)的關(guān)系：最外層電子數(shù)<4屬于金屬元素（限主族元素，硼氫除外）最外層電子數(shù)≥4屬于非金屬元素（限短周期）最外層電子數(shù)為8屬于稀有氣體元素（氦除外）二、核素和同位素1.核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱(chēng)為核素。比如：氕(H)、氘(D)、氚(T)是氫的三種不同的核素。2.同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素。比如：氕(H)、氘(D)、氚(T)互為同位素。3.元素、核素、同位素之間的聯(lián)系元素核素同位素本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類(lèi)原子質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子之間的互稱(chēng)特性只講種類(lèi)，不講個(gè)數(shù)化學(xué)反應(yīng)中的最小微粒化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)舉例H、C、N三種元素、、三種核素、、互為同位素三、元素周期表1.編排原則：總原則：元素周期律橫行：把電子層數(shù)相同的元素按原子序數(shù)遞增的順序行左到右排列?？v行：把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排列。2.結(jié)構(gòu)：四、元素周期表的應(yīng)用1.預(yù)測(cè)新元素為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線(xiàn)索。2.尋找新物質(zhì)由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近，在周期表一定區(qū)域內(nèi)尋找元素，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的新用途被視為一種相當(dāng)有效的方法，如在周期表中金屬和非金屬的分界處，可以找到半導(dǎo)體材料。通常制造的農(nóng)藥，所含有的氟、氯、硫、磷等在周期表中的位置靠近，在一定的區(qū)域內(nèi)。還可以在過(guò)渡元素中尋找催化劑和耐高溫耐腐蝕的合金材料。【典例1】判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)（1）每一周期都是堿金屬元素開(kāi)始，稀有氣體元素結(jié)束()（2）元素在周期表中的位置取決于元素的核電荷數(shù)()（3）eq\o\al(14,6)C和eq\o\al(14,7)N互為同位素()（4）eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是同一種核素()（5）所有原子都由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成()（6）原子的種類(lèi)大于元素的種類(lèi)()（7）某種氯原子的中子數(shù)是18，則其質(zhì)量數(shù)是35，核外電子數(shù)是17()（8）232Tn(釷元素的一種核素)轉(zhuǎn)化成233U是化學(xué)變化()（9）元素的最高正價(jià)等于該元素的最外層電子數(shù)()（10）同族元素的最外層電子數(shù)一定相同()【答案】（1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）√（7）√（8）×（9）×（10）×【典例2】下列有關(guān)放射性核素氚(eq\o\al(3,1)H)的表述不正確的是()A.eq\o\al(3,1)H原子核外電子數(shù)為1B.eq\o\al(3,1)H原子核內(nèi)中子數(shù)為3C.eq\o\al(3,1)H2與H2化學(xué)性質(zhì)基本相同D.eq\o\al(3,1)H2O具有放射性【答案】B【典例3】下列有關(guān)元素周期表的說(shuō)法正確的是()A．元素周期表有7個(gè)橫行、18個(gè)縱列，即有7個(gè)周期、18個(gè)族B．在過(guò)渡元素中尋找半導(dǎo)體材料C．俄羅斯專(zhuān)家首次合成了eq\o\al(178,116)X原子，116號(hào)元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA族D．第ⅠA族的元素全部是金屬元素【答案】C【解析】元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3個(gè)縱列，因此元素周期表雖然共18個(gè)縱列，但共16個(gè)族，A錯(cuò)誤；在金屬和非金屬的分界線(xiàn)附近尋找半導(dǎo)體材料，B錯(cuò)誤；第七周期0族元素為118號(hào)，則116號(hào)元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA族，C正確；第ⅠA族的元素包括H和堿金屬元素，D錯(cuò)誤。【典例4】核內(nèi)中子數(shù)為N的R2＋，質(zhì)量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A.eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)molB.eq\f(n,A＋16)(A－N＋10)molC．(A－N＋Z)molD.eq\f(n,A)(A－N＋6)mol【答案】A【解析】在化學(xué)變化中質(zhì)子、中子均不變，故R2＋的質(zhì)量數(shù)為A，中子數(shù)為N，則R原子的質(zhì)量數(shù)也為A，中子數(shù)也為N，故R原子的質(zhì)子數(shù)為A－N，R2＋的氧化物為RO，摩爾質(zhì)量為(A＋16)g·mol－1，ngRO的物質(zhì)的量為eq\f(n,A＋16)mol。1molRO中含質(zhì)子(A－N＋8)mol，故ngRO中含質(zhì)子的物質(zhì)的量為eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)mol，A項(xiàng)正確。元素周期律第2節(jié)元素周期律第2節(jié)一、變化的實(shí)質(zhì)1.核電荷數(shù)變化和電子層數(shù)有關(guān)2.電子層結(jié)構(gòu)變化和最外層電子數(shù)相關(guān)二、變化規(guī)律項(xiàng)目同周期(從左到右)同主族(從上到下)原子結(jié)構(gòu)電子層數(shù)相同依次增加最外層電子數(shù)依次增加1個(gè)相同原子半徑逐漸減小逐漸增大元素性質(zhì)金屬性逐漸減弱逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱主要化合價(jià)最高正價(jià)：＋1→＋7(O、F除外)負(fù)化合價(jià)：主族序數(shù)－8(H為－1價(jià))相同，最高正價(jià)數(shù)＝主族序數(shù)(O、F除外)化合物性質(zhì)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸減弱酸性逐漸減弱堿性逐漸增強(qiáng)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱三、金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法（1）金屬性強(qiáng)弱比較本質(zhì)原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷方法①在金屬活動(dòng)性順序表中越靠前，金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)制取氫氣越容易，金屬性越強(qiáng)③單質(zhì)還原性越強(qiáng)或陽(yáng)離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)⑤若Xn＋＋Y→X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強(qiáng)⑥元素在周期表中的位置，左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)（2）非金屬性強(qiáng)弱比較本質(zhì)原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與原子得電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷方法①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)④元素在周期表中的位置，右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)四、對(duì)角線(xiàn)規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素有些性質(zhì)是相似的，如【典例1】四種短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、X的簡(jiǎn)單離子具有相同電子層結(jié)構(gòu)，X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的，W與Y同族，Z與X形成的離子化合物的水溶液呈中性。下列說(shuō)法正確的是()A．簡(jiǎn)單離子半徑：W<X<ZB．W與X形成的化合物溶于水后溶液呈堿性C．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：W<YD．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Y>Z【答案】B【解析】四種短周期主族元素的原子序數(shù)依次增大，X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的，則X為Na元素；Z與X(Na)形成的離子化合物的水溶液呈中性，則Z為Cl元素；因W與X的簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)相同，且W與Y同族，則W可能為N(或O)元素、Y可能為P(或S)元素。A項(xiàng)，Na＋與N3－(或O2－)電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，電子層數(shù)越多離子半徑越大，故離子半徑：Na＋<N3－(或O2－)<Cl－。B項(xiàng)，W與X形成的化合物Na2O、Na2O2(或：Na3N)溶于水后的溶液均為NaOH溶液(或NaOH和NH3的混合溶液)，呈堿性。C項(xiàng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，故熱穩(wěn)定性：W>Y。D項(xiàng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中HClO4是最強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸?！镜淅?】下列各組離子半徑，從小到大排列正確的是A．S2、Cl、K+ B．Na+、Mg2+、Al3+ C．Cl、Br、I D．K+、F、O2【答案】C【解析】A．S2、Cl、K+電子層結(jié)構(gòu)相同，所以半徑由大到小的順序?yàn)椋篠2＞Cl＞K+，故A不符合題意；B．Na+、Mg2+、Al3+電子層結(jié)構(gòu)相同，所以半徑由大到小的順序?yàn)椋篘a+＞Mg2+＞Al3+，故B不符合題意；C．Cl、Br、I電子層數(shù)逐漸增多，所以半徑由大到小的順序?yàn)椋篊l＜Br＜I，故C符合題意；D．K+有3個(gè)電子層，F(xiàn)、O2有2個(gè)電子層，則半徑由大到小的順序?yàn)椋篕+＞O2＞F，故D不符合題意；故選：C?！镜淅?】依據(jù)元素周期表及元素周期律，下列推斷正確的是()A．H3BO3的酸性比H2CO3的強(qiáng)B．Mg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強(qiáng)C．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)D．若M＋和R2－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則離子半徑：M＋>R2－【答案】B【解析】非金屬性：C>B，故酸性：H3BO3<H2CO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性：Cl>Br>I，則HCl，HBr，HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電子層結(jié)構(gòu)相同，則M的原子序數(shù)－1＝R的原子序數(shù)＋2，則原子序數(shù)為R<M，具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則離子半徑：M＋<R2－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【典例4】應(yīng)用元素周期律的知識(shí)，可以預(yù)測(cè)一些元素及其化合物的性質(zhì)。下列預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的是()A．硒化氫無(wú)色、有毒，比硫化氫易分解B．鉈能與NaOH溶液作用產(chǎn)生氫氣C．氫氧化銫屬于強(qiáng)堿D．鋁離子是第三周期中半徑最小的簡(jiǎn)單離子【答案】B【解析】同主族元素自上而下，非金屬性逐漸減弱，非金屬性越強(qiáng)氫化物越穩(wěn)定，硒(Se)是第ⅥA族元素，與S同族，其氫化物有毒，與氫的鍵合能力比硫弱，硒化氫比硫化氫易分解，故A正確；同主族元素化合物的性質(zhì)具有相似性和遞變性，鉈(Tl)與鋁同主族，其單質(zhì)能與鹽酸反應(yīng)，由于鉈比鋁活潑，沒(méi)有兩性，所以不能與氫氧化鈉反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；銫與鈉同主族，同主族元素自上而下，金屬性逐漸增強(qiáng)，氫氧化銫屬于強(qiáng)堿，故C正確；第三周期中陽(yáng)離子半徑小于陰離子半徑，且具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子中原子序數(shù)大的離子半徑小，則鋁離子是其所在周期中半徑最小的簡(jiǎn)單離子，故D正確?；瘜W(xué)鍵第3節(jié)化學(xué)鍵第3節(jié)一、離子鍵和共價(jià)鍵的比較鍵型離子鍵共價(jià)鍵非極性鍵極性鍵概念使陰、陽(yáng)離子結(jié)合成化合物的靜電作用原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用特點(diǎn)陰、陽(yáng)離子間的相互作用共用電子對(duì)不發(fā)生偏移共用電子對(duì)偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子成鍵粒子陰、陽(yáng)離子原子成鍵條件活潑金屬和活潑非金屬同種非金屬元素原子不同種非金屬元素的原子存在強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽、典型的金屬氧化物、所有銨鹽中非金屬單質(zhì)、某些化合物(如Na2O2)中非金屬元素的氣態(tài)氫化物、酸類(lèi)、非金屬氧化物、堿、極少數(shù)鹽(如AlCl3)、多數(shù)有機(jī)化合物中二、化學(xué)鍵、分子間作用力、氫鍵的比較化學(xué)鍵分子間作用力氫鍵概念相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用分子間存在的微弱的相互作用存在于分子間或分子內(nèi)的一種比分子間作用力稍強(qiáng)的相互作用存在范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間分子間或分子內(nèi)作用力大小大小強(qiáng)于分子間作用力弱于化學(xué)鍵性質(zhì)影響主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、密度、溶解性等三、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律綜合題的解答方法依據(jù)元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系，在具體解題過(guò)程中，必須具備以下三個(gè)方面的能力：【典例1】下面是同學(xué)們熟悉的物質(zhì)：①O2；②金剛石；③NaBr；④H2SO4；⑤Na2CO3；⑥NH4Cl；⑦NaHSO4；⑧Ne；⑨Na2O2；⑩NaOH（1）這些物質(zhì)中，只含有共價(jià)鍵的是________(填序號(hào)，下同)；只含有離子鍵的是__________；既含有共價(jià)鍵又含有離子鍵的是________________；不存在化學(xué)鍵的是________；屬于共價(jià)化合物的是________；屬于離子化合物的是________。（2）將NaHSO4溶于水，破壞了NaHSO4中的________，寫(xiě)出其電離方程式：________________；NaHSO4在熔融狀態(tài)下電離，破壞了NaHSO4中的________，寫(xiě)出其電離方程式：______________。【答案】（1）①②④③⑤⑥⑦⑨⑩⑧④③⑤⑥⑦⑨⑩（2）離子鍵和共價(jià)鍵NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)離子鍵NaHSO4=Na＋＋HSOeq\o\al(－,4)【解析】（1）O2.金剛石中只含有共價(jià)鍵；H2SO4中只含有共價(jià)鍵，是共價(jià)化合物；NaBr中只含有離子鍵，是離子化合物；Na2CO3.NH4Cl、NaHSO4.Na2O2.NaOH都是既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的離子化合物；稀有氣體Ne是單原子分子，不含任何化學(xué)鍵。（2）NaHSO4溶于水電離時(shí)，Na＋與HSOeq\o\al(－,4)之間的離子鍵被破壞，HSOeq\o\al(－,4)中H＋與SOeq\o\al(2－,4)之間的共價(jià)鍵也被破壞；而在熔融狀態(tài)電離時(shí)只破壞離子鍵?！镜淅?】下列各組中每種物質(zhì)都既有離子鍵又有共價(jià)鍵的是()A．NaOHH2SO4(NH4)2SO4B．MgONa2SO4HNO3C．Na2O2KOHNa3PO4D．HClAl2O3MgCl2【答案】C【解析】H2SO4中只含共價(jià)鍵，A錯(cuò)誤；MgO中只含離子鍵，HNO3中只含共價(jià)鍵，B錯(cuò)誤?！镜淅?】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示，其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍。下列說(shuō)法不正確的是()A．原子半徑：W>Z>Y>XB．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：X>W>ZC．最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X>W>ZD．元素X、Z、W的最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等【答案】A【解析】根據(jù)題目中所給周期表短周期的一部分可知，X、Y是第二周期元素，Z、W為第三周期元素