新高考化學復(fù)習專題七原子結(jié)構(gòu)元素周期律教學課件

專題七原子結(jié)構(gòu)元素周期律考點1原子結(jié)構(gòu)1.原子的構(gòu)成及各微粒之間的數(shù)量關(guān)系原子

X)

(1)原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)(2)質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)

2.元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系(2)電子云:核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧,形象地稱為電子云。(3)原子軌道:量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。常

用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。例如:s電子云的輪廓

圖是球形的,則s軌道是球形的;p電子云的輪廓圖是啞鈴狀的,則p軌道是啞鈴狀的。注意電子的運動狀態(tài)和電子的空間運動狀態(tài)不同,如Na原子核外電子有11種運動狀

態(tài),即電子總數(shù),有6種空間運動狀態(tài),即電子占有的原子軌道總數(shù)。3.電子云與原子軌道(1)概率密度:用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率,V表示該處的體積,則P/V表示概率密度,用ρ表示。4.基態(tài)原子的核外電子排布(1)電子填入能級的順序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……(2)排布原則原子結(jié)構(gòu)示意圖

電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4電子排布圖(軌道表示式)

價電子排布式3s23p4(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(以硫原子為例)注意

①答題時需注意區(qū)分價電子排布式與電子排布式。②Cr、Cu的價電子排布式

分別為3d54s1、3d104s1。(4)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜分類

注意

對于同一種原子來說,能量:基態(tài)原子<激發(fā)態(tài)原子,穩(wěn)定性:基態(tài)原子>激發(fā)態(tài)原子?？键c2元素周期表與元素周期律1.元素周期表(1)s區(qū)元素:包括ⅠA族、ⅡA族元素,原子的價電子排布為ns1~2。除氫外,這些元素都是活潑金屬元素。(2)p區(qū)元素:包括ⅢA族~ⅦA族和0族元素,價電子排布為ns2np1~6(氦元素除外)。說明

s區(qū)元素和p區(qū)元素包括所有主族及0族元素,共同的特點是原子的價電子為最

外層電子。這兩區(qū)的元素原子以最外層電子參與反應(yīng)。(3)d區(qū)元素:包括除鑭系、錒系外的從ⅢB族到Ⅷ族的元素,價電子排布為(n-1)d1~9ns1~2

(鈀元素除外)。d區(qū)元素參與反應(yīng)時,優(yōu)先失去ns能級的電子,再失去(n-1)d能級的電子。(4)ds區(qū)元素:包括ⅠB族、ⅡB族元素,價電子排布為(n-1)d10ns1~2,(n-1)d軌道全充滿。(5)f區(qū)元素:包括鑭系和錒系元素。

2.元素周期律(1)原子半徑變化規(guī)律(稀有氣體除外)①同周期元素從左到右:原子半徑逐漸減小,元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增

強。②同主族元素從上到下:原子半徑逐漸增大,元素的金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減

弱。(2)電離能變化規(guī)律:同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢;同主族元素從上到

下,第一電離能逐漸減小。注意

①同一元素的各級電離能逐級增大。②同一周期主族元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢,但原子軌道在全充滿、半充滿狀態(tài)時能量較低,元素的第一電離能較大。例如第二周期第ⅡA族Be元素的第一電離能大于同周期第ⅢA族B元素的第一電離能;第二周期第ⅤA族N元素的第一電離能大于同周期第ⅥA族O元素的第一電離能。(3)電負性變化規(guī)律及應(yīng)用①同周期元素(稀有氣體除外),從左到右,電負性逐漸增大;同主族元素,從上到下,電負

性逐漸減小。②注意

①電負性在1.8左右的位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”,如鍺、銻等既有

金屬性,又有非金屬性。②F的電負性為4.0,是電負性最大的元素。3.對角線規(guī)則:某些主族元素與右下方的主族元素(如鋰與鎂、鈹與鋁、硼與硅)的一些性質(zhì)具有相似性,這種相似性被稱為對角線規(guī)則。

4.微粒半徑大小的比較方法(1)一看電子層數(shù)。最外層電子數(shù)相同時,電子層數(shù)越多,半徑越大,例如rLi<rNa<rK<rRb<rCs。(2)二看核電荷數(shù)。電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越小,半徑越大,例如rNa>rMg>rAl,

>

>

,可概括為“徑大序小”。(3)三看電子數(shù)。核電荷數(shù)相同時,電子數(shù)越多,半徑越大,例如rFe>

>

。5.元素金屬性、非金屬性強弱的判斷依據(jù)(1)元素金屬性強弱的判斷依據(jù)①一般情況下,金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出H2越容易(反應(yīng)越劇烈),元素金屬性越強。②最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強,元素金屬性越強。③單質(zhì)的還原性越強(對應(yīng)離子的氧化性越弱),元素金屬性越強。(2)元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)①與氫氣化合越容易,生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素非金屬性越強。②最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,元素非金屬性越強。③單質(zhì)的氧化性越強(對應(yīng)離子的還原性越弱),元素非金屬性越強。注意只有最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸、堿性才可用于比較元素的非金屬性或金屬性強弱。例如HNO3的酸性強于H3PO4可推出非金屬性:N>P,而HNO2與H3PO4的酸性強弱關(guān)系無法用于判斷N和P的非金屬性強弱。1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)16O2與18O2互為同位素。

(

)(2)質(zhì)子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素。

(

)(3)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)能量最高的電子層的符號是N,占據(jù)該電子層電子的電

子云輪廓圖形狀為球形。

(

)(4)基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為[Ar]3d44s2,未成對電子數(shù)為4。

(

)(5)O原子核外電子空間運動狀態(tài)有5種,核外電子運動狀態(tài)也有5種。

(

)(6)核聚變反應(yīng)有新微粒生成,如

H

H

He

n,所以該變化是化學變化。(

)×√√×××(7)元素的電負性越大,非金屬性越強,第一電離能也越大。

(

)(8)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素。

(

)(9)位于同一周期的甲、乙兩種元素,甲位于第ⅡA族,原子序數(shù)為x,乙位于第ⅢA族,則

乙的原子序數(shù)可能為x+19。

(

)(10)元素的原子得電子越多,非金屬性越強;失電子越多,金屬性越強。

(

)(11)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強,其氫化物溶液的酸性越強,還原性越弱。

(

)(12)H2SO3的酸性強于H2CO3,所以非金屬性:S>C。

(

)××××××2.“玉兔”號月球車用

Pu作為熱源材料。下列關(guān)于

Pu的說法正確的是

(

)A

Pu與

U互為同位素B

Pu與

U為同素異形體C

Pu與

U具有完全相同的化學性質(zhì)D

Pu與

Pu具有相同的最外層電子數(shù)D3.下列關(guān)于鐳元素的說法合理的是

(

)A.鐳元素屬于過渡元素B.鐳元素的氫氧化物可能具有兩性C.鐳元素的碳酸鹽可能難溶于水D.鐳元素具有放射性是因為其金屬性強,容易失電子C4.已知1~18號主族元素的離子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列關(guān)系正

確的是(

)A.質(zhì)子數(shù):c>dB.離子的還原性:Y2->Z-C.氫化物的穩(wěn)定性:H2Y>HZD.原子半徑:X<WB5.現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。下列有關(guān)比較中正確的是

(

)A.最高正化合價:③>②>①B.原子半徑:③>②>①C.電負性:③>②>①D.第一電離能:③>②>①D考法1文字敘述型元素推斷1.元素的“位—構(gòu)—性”關(guān)系

點撥

掌握四個關(guān)系式:①原子的核外電子層數(shù)=周期數(shù);②質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù);③主族元素原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù);④主族元素的最高正價=族序數(shù)(O、F例外);⑤質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。2.元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系的應(yīng)用(1)依據(jù)主族元素在周期表中的位置推斷元素(前20號元素)①族序數(shù)等于周期數(shù)的元素:H、Be、Al②族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素:C、S③族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素:O④周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素:Li、Ca⑤周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素:Na⑥最高正價與最低負價代數(shù)和為零的短周期元素:H、C、Si⑦最高正價是最低負價絕對值3倍的短周期元素:S⑧除H外,原子半徑最小的元素:F⑨最外層電子數(shù)是次外層的2倍的元素:C⑩最外層電子數(shù)是次外層的一半的元素:Li、Si(2)電子數(shù)相等的微粒的確定方法①10電子微粒:以Ne為出發(fā)點,推斷同周期的非金屬元素形成的微粒和下一周期的金

屬元素形成的微粒。②18電子微粒:以Ar為出發(fā)點,推斷同周期的非金屬元素形成的微粒和下一周期的主

族金屬元素形成的微粒等。注意

SiH4中Si顯正價,H顯負價,為18電子分子。例1(2024屆江西南昌開學考,13)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元

素,其中Y、Z相鄰,W、Y兩種元素可組成10電子和18電子化合物,基態(tài)Z原子最高能級

電子數(shù)是基態(tài)X原子最高能級電子數(shù)的4倍。下列說法正確的是

(

)A.第一電離能:X<Y<ZB.W與Y形成的一種微粒含有配位鍵C.最高價氧化物的水化物的酸性:X>YD.簡單氫化物的穩(wěn)定性:Y>Z

解題導(dǎo)引

抓住“基態(tài)Z原子最高能級電子數(shù)是基態(tài)X原子最高能級電子數(shù)的4倍”這條信息,假設(shè)X、Z原子核外均存在p能級電子。短周期主族元素中p能級電子

數(shù)最多是5,則X、Z原子最高能級電子數(shù)分別是1、4,則X位于ⅢA族,Z位于ⅥA族。再

結(jié)合“W、Y兩種元素可組成10電子和18電子化合物”,得出化合物可為NH3與N2H4、H2O與H2O2。Y、Z相鄰,當Y為N元素時,X為B元素,Z為O元素;當Y為O元素時,X為

B元素,Z為S元素,兩種情況下W都為H元素,則假設(shè)合理。

解析

同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,注意第ⅤA族元素電離能的特殊性,則第一電離能大小順序

為N>O>B,即Y>Z>X,A項錯誤;W與Y可形成N

(H3O+),含有配位鍵,B項正確;非金屬性:N>B,故最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性HNO3>H3BO3,即Y>X,C項錯誤;非金屬性:

O>N,簡單氫化物穩(wěn)定性H2O>NH3,即Z>Y,D項錯誤。

答案

B例2(2023安徽蚌埠三模,10)X、Y、Z、W是前4周期原子序數(shù)依次增大的主族元素,X

在周期表中非金屬性最強,Y的周期序數(shù)與族序數(shù)相等,Z原子次外層電子數(shù)是核外電

子總數(shù)的一半,基態(tài)W原子核外16個軌道上填有電子。下列說法正確的是

(

)A.原子半徑:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.Z的簡單氣態(tài)氫化物沸點比X的高C.第一電離能:I1(W)<I1(Y)<I1(Z)D.W最高價氧化物對應(yīng)的水化物為可溶性強堿

解題導(dǎo)引

抓住“X在周期表中非金屬性最強”,可得X為F元素。抓住“Y的周期序數(shù)與族序數(shù)相等”,可得Y為Al元素。抓住“Z原子次外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)

的一半”,可得Z為S元素。抓住“基態(tài)W原子核外16個軌道上填有電子”,可得其基

態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1,為31號元素Ga。

解析

原子半徑:r(F)<r(S)<r(Al)<r(Ga),即r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W),A項錯誤;HF分子間可形成氫鍵導(dǎo)致沸點升高,沸點:HF>H2S,即X>Z,B項錯誤;第一電離能:I1(Ga)<I1(Al)<I1(S),即I1(W)<I1(Y)<I1(Z),C項正確;金屬性:Ga<Al,故W最高價氧化物對應(yīng)的水化物[Ga(OH)3]不可能為強堿,且不溶于水,D項錯誤。

答案

C考法2信息綜合型元素推斷基于圖表信息的元素推斷題是考查元素周期表和元素周期律的一種重要方式。

圖表中隱含的元素信息往往是解題突破口。試題中常見的圖表信息有以下形式:周期

表片段型、結(jié)構(gòu)式(或電子式、球棍模型、空間填充模型、晶胞結(jié)構(gòu)等)、坐標圖

像、核反應(yīng)式等。1.周期表片段型元素推斷題通常考查短周期元素,根據(jù)元素的位置關(guān)系尋找元素間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,進而根據(jù)題目信

息確定元素種類。例如:已知X、Y、Z為短周期元素,若它們的核外電子數(shù)之和為29,那么它們?yōu)槟男┰?假

設(shè)X的核外電子數(shù)為x,則Y與Z的核外電子數(shù)分別為x+2和x+9,由x+(x+2)+(x+9)=29,得

出x=6,即X為C,Y為O,Z為P。若它們的最外層電子數(shù)之和為15,那么它們?yōu)槟男┰?

假設(shè)X的最外層電子數(shù)為y,則Y與Z的最外層電子數(shù)分別為y+2和y+1,由y+(y+2)+(y+1)

=15,得出y=4,即X為C,Y為O,Z為P。例1(2024屆河南省實驗中學開學考,14)如圖為元素周期表短周期的一部分,Y原子最外

層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法正確的是(

)A.Y的氫化物比Z的氫化物穩(wěn)定B.原子半徑大小為Z>Y>R>XC.Y、R形成的化合物YR2能使酸性KMnO4溶液褪色D.四種元素中最高價氧化物的水化物酸性最強的是Y

解題導(dǎo)引

首先由元素在周期表中的相對位置可知,X、R處于第二周期,Y、Z處于第三周期;再由Y原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍可知,Y原子的最外層電子數(shù)

為6,則Y為S元素,進而可得X為C元素、R為O元素、Z為Cl元素。

解析

非金屬性:Cl>S,則氫化物的穩(wěn)定性:HCl>H2S,A項錯誤;原子半徑:S>Cl>C>O,即Y>Z>X>R,B項錯誤;SO2有較強的還原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KM-

nO4溶液褪色,C項正確;四種元素中Cl的非金屬性最強,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的

酸性最強,D項錯誤。

答案

C2.結(jié)構(gòu)式型元素推斷題通常考查前20號元素,在結(jié)構(gòu)式中形成共價鍵的元素一般是非金屬元素,再根據(jù)元素

原子形成共價鍵的數(shù)目確定它所處的主族。一般情況下,在分子的結(jié)構(gòu)式中形成一個

共價鍵的是H或第ⅦA族元素;形成兩個共價鍵的是第ⅥA族元素;形成三個共價鍵的

是第ⅤA或ⅢA族元素;形成四個共價鍵的是第ⅣA族元素。在離子化合物中,簡單陽

離子所帶的正電荷數(shù)一般等于元素的族序數(shù)。例2(2024屆湖南師大附中摸底,4,改編)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的位于兩個

短周期的主族元素,Y、W原子核外未成對電子數(shù)相同,Z與X的簡單化合物很容易液

化,X、Z核外最外層電子數(shù)之和等于W核外最外層電子數(shù)。四種元素能組成一種治

療痛風癥的藥物M,M的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是

(

)

A.元素的電負性:Z>W>YB.X、Z、W三種元素形成的化合物只能是共價化合物C.M分子中,X、Y、Z、W四種原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.Y與X、W形成的化合物有可能使酸性KMnO4溶液褪色

解題導(dǎo)引

抓住“Z與X的簡單化合物很容易液化”及圖中X的成鍵數(shù)目,可得X為H元素,Z為N元素。抓住“X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的位于兩個短周期的主

族元素”,得出Y、W也位于第二周期。抓住“X、Z核外最外層電子數(shù)之和等于W核

外最外層電子數(shù)”,可得W為O元素;再由圖中Y的成鍵數(shù)目及Y、W原子核外未成對

電子數(shù)相同可得Y為C元素。

解析

同周期從左到右,主族元素的電負性逐漸增大,則電負性:O>N>C,即W>Z>Y,A項錯誤;X、Z、W三種元素可形成離子化合物NH4NO3,B項錯誤;M分子中,C、N、O原

子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但H原子周圍只有2個電子,C項錯誤;Y與X、W形成的化合物

可為草酸、乙醇,它們都能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)使其褪色,D項正確。

答案

D3.坐標圖像型元素推斷題首先觀察坐標軸的信息(如原子序數(shù)、族序數(shù)、原子半徑、化合價、第一電離能、

pH等),理解橫、縱坐標之間的關(guān)系,再根據(jù)圖中數(shù)據(jù)結(jié)合題目信息推斷元素種類。例3(2023江西景德鎮(zhèn)三模,11)元素X、Y、Z、Q、R的原子序數(shù)依次增大且小于20,其

原子半徑和最外層電子數(shù)之間的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是

(

)

A.X氫化物的沸點一定比Z的小B.單質(zhì)R可以保存在乙醇中C.Q的氫化物的水溶液能刻蝕玻璃D.Y與Z構(gòu)成的化合物能促進水的電離