浙江版高考化學復習專題七原子結構元素周期律教學課件

專題七原子結構元素周期律考點1原子結構1.原子的構成及各微粒之間的數(shù)量關系原子

X)

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

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。2.元素、核素、同位素的概念及相互關系(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數(shù))。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)排布原則示例

①若硼原子的價電子排布圖表示為????

,則違反了能量最低原理,應改為?

。②若氧原子的2p軌道電子排布圖表示為

??,則違反了泡利原理,應改為

。

③若氮原子的2p軌道電子排布圖表示為??

,則違反了洪特規(guī)則,應改為

。原子結構示意圖

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)(4)洪特規(guī)則特例在原子軌道上電子排布為全充滿、半充滿或者全空時,是比較穩(wěn)定的。例如Cr的簡化

電子排布式為[Ar]3d54s1,Cu的簡化電子排布式為[Ar]3d104s1。(5)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~ⅦA族和0族元素,價電子排布為ns2np1~6(氦元素除外)。注意

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。(3)d區(qū)元素:包括除鑭系、錒系外的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①同周期元素(稀有氣體元素除外)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的趨勢,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)律及應用①同周期元素(稀有氣體元素除外)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?？偨Y

電負性最大的元素為位于周期表右上方的氟(F),最小的為位于周期表左下方

的銫(Cs)。注意

HF中兩種元素的電負性差值較大,但其中的化學鍵為共價鍵。②應用3.對角線規(guī)則:某些主族元素與右下方的主族元素(鋰與鎂、鈹與鋁、硼與硅)的一些

性質具有相似性。如Li和Mg都可以和氮氣反應生成對應的氮化物,Be和Al都具有兩性,B和Si都可以和氫

氧化鈉溶液反應生成氫氣和對應的鈉鹽。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,

>

>

。(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,金屬單質與水或酸反應置換出H2越容易(反應越劇烈),元素金屬性越強。②最高價氧化物對應水化物的堿性越強,元素金屬性越強。③單質的還原性越強(對應離子的氧化性越弱),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,生成的簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素非金屬性越強。②最高價氧化物對應水化物的酸性越強,元素非金屬性越強。③單質的氧化性越強(對應離子的還原性越弱),元素非金屬性越強。注意

只有最高價氧化物對應水化物的酸、堿性才可用于比較元素的非金屬性和金屬性強弱。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,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)H2、D2、T2互為同位素。

(

)(2)質量數(shù)就是元素的相對原子質量。(

)(3)正三價陽離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ

族。

(

)(4)最外層電子數(shù)是2的元素,都是第ⅡA族元素。

(

)(5)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。

(

)××√×√(6)鎳元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,3d能級上的未成對電子

數(shù)為3。

(

)(7)H2SO3的酸性強于H2CO3,所以非金屬性:S>C。

(

)(8)主族元素的電負性越大,元素原子的第一電離能一定越大。

(

)(9)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。

(

)

(10)基態(tài)Zn2+核外電子排布式為[Ar]3d10。

(

)×××√×2.YBa2Cu8Ox(Y為元素釔)是磁懸浮列車中的重要超導材料,下列關于

Y的說法正確的是

(

)A.

Y的質子數(shù)與中子數(shù)之差為50B

Y和

Y互為同位素C

Y和

Y的核外電子數(shù)不相等D

Y和

Y是釔元素的兩種不同的核素,化學性質有很大差異B3.現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。則下列有關比較中正確的是

(

)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>①D4.下列關于鐳元素的說法正確的是

(

)

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C5.(1)①Fe2+的核外電子排布式為

;②Fe2+的價層電子的軌道表示式為

;③Fe2+中電子的空間運動狀態(tài)數(shù)為

;④Fe2+的未成對電子數(shù)為

。(2)與鉻同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素有

(填元素符號)。(3)基態(tài)Fe3+的M層電子排布式為

,基態(tài)鋁原子核外自旋平行的電子最多

有

個,與鋁同主族的第四周期元素原子的價電子排布式為

,基態(tài)磷原子的核外電子運動狀態(tài)共有

種,其價電子排布式為

。(4)基態(tài)Ge原子有

個未成對電子。14K、Cu3s23p63d574s24p1153s23p324考法1文字敘述型元素推斷1.元素的“位—構—性”關系2.元素“位—構—性”關系的應用(1)依據(jù)元素在周期表中的特殊位置或性質推斷元素(前20號元素)①族序數(shù)等于周期數(shù)的元素:H、Be、Al。②族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素:C、S。③族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素:O。④周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素:Li、Ca。⑤周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素:Na。⑥最高正價與最低負價代數(shù)和為零的元素:H、C、Si。⑦最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:S。⑧除H外,原子半徑最小的元素:F。⑨最外層電子數(shù)是次外層的2倍的元素:C。⑩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為核心,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為核心,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。(3)“陰上、陽下”規(guī)律電子層結構相同的離子,若電性相同,則位于同周期;若電性不同,則陽離子位于陰離子

的下一周期。如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+電子層結構相同,Na、Mg、Al位于O、F的

下一周期。例(2022福建,4,4分)某非線性光學晶體由鉀元素(K)和原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種短周期元素組成。X與Y、Z與W均為同周期相鄰元素,X的核外電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍。Z為地殼中含量最多的元素。下列說法正確的是

(

)A.簡單氫化物沸點:Z>W

B.YW3分子的空間構型為三角錐形C.原子半徑:Y<X<Z<W

D.最高價氧化物對應水化物的堿性:X<Y

解題導引

本題從“X的核外電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍”入手,符合條件的只有Be,Y為其同周期相鄰元素,且原子序數(shù)比X大,則Y為B。Z為地殼中含量最多的元

素,即Z為O,而W為其同周期相鄰元素且原子序數(shù)比Z大,則W為F。

解析

Z的簡單氫化物為H2O,W的簡單氫化物為HF,由于1molH2O形成2mol分子間氫鍵,而1molHF只形成1mol分子間氫鍵,故水的沸點更高,A正確。YW3為BF3,中心

原子B無孤電子對,價電子對數(shù)為3,BF3為平面三角形結構,B錯誤。Be、B、O、F為同

周期元素,從左到右原子半徑逐漸減小,故原子半徑大小順序為Be>B>O>F,C錯誤。Be

的金屬性大于B,故Be的最高價氧化物對應水化物的堿性強于B的,D錯誤。

答案

A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近年高考考查的熱點,圖表中隱含的信息往往是解

題突破口。試題中常見的圖表信息有以下幾種形式。1.局部元素周期表型元素推斷題局部元素周期表型元素推斷題一般給出兩種信息:一是給出局部的元素周期表,展示

出幾種不同元素的相對位置,根據(jù)元素的位置關系尋找元素間的結構關系,進而根據(jù)

題目信息確定元素種類。例如:X

Y

Z

已知X、Y、Z為短周期元素,且它們的核外電子數(shù)之和為29,那么它們?yōu)槟男┰?假

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

=15得出x=4,即X為C,Y為O,Z為P。二是結合題中給出某種元素的位置特征、原子結構特征或由該元素形成的單質或化

合物的特殊性質,確定該元素在周期表中的位置,然后以此為出發(fā)點,根據(jù)其他元素與

該元素的位置關系,確定其他未知的元素。例1(2022廣東,7,2分)甲~戊均為短周期元素,在元素周期表中的相對位置如圖所示;戊的最高價氧化物對應的水化物為強酸。下列說法不正確的是

(

)

A.原子半徑:丁>戊>乙B.非金屬性:戊>丁>丙C.甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產生D.丙的最高價氧化物對應的水化物一定能與強堿反應

解題導引

本題從“戊的最高價氧化物對應的水化物為強酸”入手,若該強酸為高氯酸,則戊為Cl,從而可得甲為N、乙為F、丙為P、丁為S;若該強酸為硫酸,則甲為C、

乙為O、丙為Si、丁為P。

解析

根據(jù)同周期元素原子半徑從左到右逐漸減小,同主族元素原子半徑從上到下逐漸增大,可得原子半徑:丁>戊>乙,A正確。根據(jù)同周期元素非金屬性從左到右逐漸

增大,可得非金屬性:戊>丁>丙,B正確。甲的氫化物既可能是NH3,也可能是CH4或者其

他烴類物質,若為NH3,則遇氯化氫有白煙產生,若為CH4,則遇氯化氫無白煙產生,C錯

誤。丙的最高價氧化物對應的水化物可能是H3PO4,也可能是H2SiO3,均為酸,故一定可

以和強堿反應,D正確。

答案

C易錯警示

本題根據(jù)所給信息并不能確定具體每種元素是什么,需要注意多種情況的

問題。尤其要關注題目中帶有“一定”的選項,需要確保每種情況都符合才可以認為

是正確選項。同時,碳的氫化物要注意不僅僅是甲烷,乙烷、乙炔、乙烯等均屬于碳

的氫化物,在做題的時候一定要考慮周全。2.結構式型元素推斷題通?？疾榍?0號元素,在結構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,在分子的結構式中,形成1個

共價鍵的是H或第ⅦA族元素;形成2個共價鍵的是第ⅥA族元素;形成3個共價鍵的是第ⅤA或第ⅢA族元素;形成4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)。注意多核陰離子或多核陽離子中,得失電子的原子所形成共價鍵的數(shù)目會發(fā)生相應

變化,確定元素的族序數(shù)時應考慮此變化因素。例如[

]-中Y原子得到1個電子,形成2個共價鍵,則Y原子的最外層電子數(shù)為8-2-1=5,Y應位于第ⅤA族,而不是

第ⅥA族。例2有一種化合物是很多表面涂層的重要成分,其結構如圖所示。其中W、X、Y、Z

為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,只有X、Y在同一周期,Z的單質是黃綠色氣體。下列有關說法不正確的是

(

)A.非金屬性強弱比較:Y>X

B.XW4的沸點高于W2Y的沸點C.X的含氧酸有一元弱酸、二元弱酸等

D.Z2Y中所有原子最外層都滿足8電子結構

解題導引

Z的單質為黃綠色氣體,故Z為Cl;只有X、Y在同一周期,則W位于第一周期,X、Y位于第二周期;根據(jù)結構式,W可形成1個共價鍵,X可形成4個共價鍵,Y可形成

2個共價鍵,結合W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,可得W為H,X為C,Y

為O。

解析

同周期元素,從左到右非金屬性逐漸增大,故非金屬性:O>C,A正確。CH4和H2O相比,由于H2O分子間存在氫鍵,故H2O沸點更高,B錯誤。C的含氧酸,如HCOOH為一

元弱酸,H2CO3為二元弱酸,C正確。Cl2O的結構式為

,所有原子最外層都滿足8電子結構,D正確。

答案

B3.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、縱坐標之間的關系,再根據(jù)圖中數(shù)據(jù)結合題目信息推斷元素種類。例3短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。W、X、Y、Z的原子半徑、常

溫下0.1mol·L-1最高價氧化物對應水化物溶液的pH如圖所示。下列敘述正確的是

(

)A.簡單離子半徑大小:Y>ZB.W、Z兩種元素的非金屬性強弱:Z>WC.Y的氫化物為共價化合物D.X、Z的氣態(tài)氫化物在水中的溶解性:X>Z

解題導引

本題的突破口為常溫下0.1mol·L-1最高價氧化物對應水化物溶液的pH,由圖可知X、W的最高價氧化物對應的水化物是一元強酸,Z的最高價氧化物對應的

水化物是二元強酸,Y的最高價氧化物對應的水化物是一元強堿,再根據(jù)X、Y、Z、W

原子序數(shù)依次增大或者原子半徑大小關系即可推出元素種類。

解析

常溫下0.1mol·L-1的X、W最高價氧化物對應水化物溶液的pH為1,故X、W的最高價氧化物對應的水化物是一元強酸,在短周期元素中符合此條件的為N和Cl,根據(jù)

X的原子序數(shù)最小,可知X為N,則W為Cl。常溫下0.1mol·L-1的Z最高價氧化物對應水化物溶液的pH小于1,可知Z的最高價氧化物對應的水化物是二元強酸,則Z應為S。常溫下0.1mol·L-1的Y最高價氧化物對應水化物溶液的pH為13,可知Y的最高價氧化物對應的水化物是一元強堿,