本階段主要涉及原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)同時(shí)涉及元素周期表與周期律等。在命題方向上主要有：①分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與雜化。②以物質(zhì)的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)為載體的推斷。③晶胞參數(shù)與晶體密度有關(guān)計(jì)算。④晶體中粒子坐標(biāo)參數(shù)的確定。eq\a\vs4\al(分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與雜化)【典例1】(1)(2021·山東等級(jí)考，T16節(jié)選)Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，下列對(duì)XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是(填標(biāo)號(hào))。A．sp B．sp2C．sp3 D．sp3d(2)(2021·全國(guó)乙卷，T35節(jié)選)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cr\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))2Cl))eq\s\up25(2＋)中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。PH3中P的雜化類型是。NH3的沸點(diǎn)比PH3的，原因是，H2O的鍵角小于NH3的，分析原因：。[解析](1)XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(8－1×2,2)＝5，其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d。(2)由題圖可知，PH3的中心原子P形成3個(gè)σ鍵電子對(duì)和1個(gè)孤電子對(duì)，則其雜化方式為sp3。NH3、PH3均為分子晶體，但NH3分子間存在氫鍵，故NH3沸點(diǎn)更高。H2O、NH3均為sp3雜化，其中心原子的孤電子對(duì)數(shù)分別為2、1，由于孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力大于成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力，因此孤電子對(duì)數(shù)越多，鍵角越小。[答案](1)5D(2)sp3高NH3分子間存在氫鍵H2O、NH3均為sp3雜化，其中心原子的孤電子對(duì)數(shù)分別為2、1，由于孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力大于成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力，因此孤電子對(duì)數(shù)越多，鍵角越小1．利用VSEPR模型推斷分子或離子的空間構(gòu)型的思維方法：2．根據(jù)VSEPR模型確定雜化類型1．(2020·全國(guó)Ⅰ卷，T35節(jié)選)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。磷酸根離子的空間構(gòu)型為，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為、雜化軌道類型為。[解析]POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0，中心原子P為sp3雜化，故POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的空間構(gòu)型為正四面體形。[答案]正四面體形4sp3eq\a\vs4\al(以物質(zhì)的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)為載體的推斷)【典例2】(2021·河北選擇性考試，T11改編)如圖所示的兩種化合物可應(yīng)用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序數(shù)為W原子價(jià)電子數(shù)的3倍。下列說法不正確的是()A.無(wú)正價(jià)B.HX和HZ在水中均為強(qiáng)酸，電子式可表示為C.四種元素中，Y原子半徑最大，X原子半徑最小D.Z、W和氫三種元素可形成同時(shí)含有離子鍵和共價(jià)鍵的化合物B[由題圖和題意可知，X和Z分別是F、Cl；又Y原子序數(shù)為W原子價(jià)層電子數(shù)的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5、3個(gè)共價(jià)鍵，故W、Y分別為N、P。F只有－1、0兩種價(jià)態(tài)，無(wú)正價(jià)，A正確；鹽酸為強(qiáng)酸，氫氟酸為弱酸，B錯(cuò)誤；根據(jù)元素周期律可知，四種元素原子半徑由大到小的順序?yàn)镻>Cl>N>F，即Y>Z>W>X，C正確；Cl、N、H三種元素可形成離子化合物NH4Cl，其既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵，D正確。]解題思維流程2.(2021·廣東?？?2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給研究鋰電池的科學(xué)家，一種用作鋰電池電解液的鋰鹽結(jié)構(gòu)如圖所示。其中，X位于第三周期，X原子的電子數(shù)為Z原子的兩倍，W、Z、Y位于同一周期。下列敘述正確的是()A.原子半徑：X>Z>WB.非金屬性：X>Z>WC.Y的氫化物可用于刻蝕玻璃D.X的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸C[據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知X可以形成6個(gè)共價(jià)鍵，X原子的電子數(shù)為Z原子的兩倍，則原子序數(shù)為偶數(shù)，且位于第三周期，所以X為S元素，則Z為O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一個(gè)共價(jià)鍵，則Y為F元素，整個(gè)離子帶一個(gè)單位負(fù)電荷，則W為N元素。電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越小原子半徑越大，所以原子半徑S>N>O，即X>W>Z，A錯(cuò)誤；同周期自左至右非金屬性增強(qiáng)，同主族自上而下非金屬性減弱，所以非金屬性O(shè)>N>S，即Z>W>X，B錯(cuò)誤；Y為F元素，其氫化物為HF，可以與SiO2反應(yīng)從而刻蝕玻璃，故C正確；X為S元素，其＋4價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物H2SO3為弱酸，故D錯(cuò)誤。]eq\a\vs4\al(晶胞參數(shù)與晶體密度的計(jì)算)【典例3】(1)(2021·全國(guó)乙卷，T35節(jié)選)在金屬材料中添加AlCr2顆粒，可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl，則金屬原子空間占有率為%(列出計(jì)算表達(dá)式)。(2)(2021·湖南選擇性考試，T18節(jié)選)下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為；②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。[解析](1)由題圖可知，1個(gè)晶胞中所含黑球的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2(個(gè))，白球的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2＝4(個(gè))，已知該物質(zhì)的化學(xué)式為AlCr2，故黑球代表鋁原子，位于頂角和體心，白球代表鉻原子，位于棱上和晶胞內(nèi)。由題給晶胞圖可知，該晶胞的體積為a2c，則金屬原子空間占有率＝eq\f(晶胞內(nèi)微?？傮w積,晶胞體積)×100%，即eq\f(2×\f(4,3)πreq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Al))＋4×\f(4,3)πreq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Cr)),a2c)×100%。(2)①由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個(gè)晶胞中，對(duì)于X原子，8個(gè)位于頂點(diǎn)、4個(gè)位于棱上、6個(gè)位于面上、3個(gè)位于晶胞內(nèi)，故1個(gè)晶胞中含有X的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(個(gè))；對(duì)于Y原子，4個(gè)Y原子均位于晶胞內(nèi)；對(duì)于Z原子，16個(gè)Z原子均位于晶胞內(nèi)。其中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，則X為Mg，Y為Ge，Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4。②1個(gè)晶胞的質(zhì)量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g，1個(gè)晶胞的體積＝abc×10－21cm3，則晶體的密度ρ＝eq\f(\f(740,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(7.4×1023,abcNA)g·cm－3。[答案](1)鋁eq\f(2×\f(4,3)πreq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Al))＋4×\f(4,3)πreq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Cr)),a2c)×100(2)①OMg2GeO4②eq\f(7.4×1023,abcNA)(1)晶體密度的計(jì)算(2)晶體空間利用率的計(jì)算3．(2019·全國(guó)Ⅰ卷，節(jié)選)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖?？梢?，Cu原子之間最短距離x＝pm，Mg原子之間最短距離y＝pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是g·cm－3(列出計(jì)算表達(dá)式)。(a)(b)[解析]由圖(b)可知，立方格子面對(duì)角線長(zhǎng)為eq\r(2)apm，即為4個(gè)Cu原子直徑之和，則Cu原子之間最短距離為eq\f(\r(2),4)apm。由圖(b)可知，若將每個(gè)晶胞分為8個(gè)小立方體，則Mg原子之間最短距離y為晶胞內(nèi)位于小立方體體對(duì)角線中點(diǎn)的Mg原子與頂點(diǎn)Mg原子之間的距離(如圖所示)，即小立方體體對(duì)角線長(zhǎng)的一半，則y＝eq\f(a,2)pm×eq\r(3)×eq\f(1,2)＝eq\f(\r(3),4)apm。由圖(a)可知，每個(gè)晶胞含Mg原子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8個(gè)，含Cu原子16個(gè)，則MgCu2的密度ρ＝eq\f((8×24＋16×64),(a×10－10)3NA)g·cm－3。[答案]eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)eq\a\vs4\al(晶胞中的原子坐標(biāo)參數(shù))【典例4】(2021·山東等級(jí)考，T16節(jié)選)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm，則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；晶胞中A、B間距離d＝pm。[解析]圖中大球的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，小球的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2＝4，根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)度都記為1，B點(diǎn)在棱的eq\f(r,c)處，其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(r,c)))；圖中y是底面對(duì)角線的一半，y＝eq\f(\r(2),2)a，x＝eq\f(c,2)－r，所以d＝eq\r(x2＋y2)＝eq\r(\f(1,2)a2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)－r))\s\up25(2))pm。[答案]2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(r,c)))eq\r(\f(1,2)a2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)－r))\s\up25(2))原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定方法(1)依據(jù)已知原子的坐標(biāo)確定坐標(biāo)系取向。(2)一般以坐標(biāo)軸所在正方體的棱長(zhǎng)為1個(gè)單位。(3)從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標(biāo)軸上的截距即為該原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。如圖，，頂角坐標(biāo)為(0，0，0)；體心坐標(biāo)為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))；面心坐標(biāo)為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)、(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))、(0，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))…棱心坐標(biāo)為(eq\f(1,2)，0，0)、(0，eq\f(1,2)，0)、(0，0，eq\f(1,2))…4．2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美、英、日三位化學(xué)家，以表彰他們?cè)阡囯x子電池研發(fā)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。鉍化鋰被認(rèn)為是很有潛力的正極材料，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)晶胞可以看作是由鉍原子構(gòu)成的面心立方晶胞，鋰原子填充在其中的四面體和八面體空隙處。晶體的化學(xué)式為，圖中鉍原子坐標(biāo)參數(shù)：A為(0，0，0)，B為(0，1，1)，C為。(2)若晶胞參數(shù)為anm，則鉍原子的半徑為nm，八面體間隙中的鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為nm。[解析](1)Bi位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Li(1)位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，Li(2)位于體內(nèi)，個(gè)數(shù)為8,Bi、Li個(gè)數(shù)比為4∶(8＋4)＝1∶3，故晶體的化學(xué)式為BiLi3。C處于側(cè)面的面心，原子坐標(biāo)參數(shù)為(eq\f(1,2)，1，eq\f(1,2))。(2)Bi為面心立方堆積，設(shè)Bi的原子半徑為xnm，則4x＝eq\r(2)a，解得x＝eq\f(\r(2),4)a。八面體空隙中鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為體對(duì)角線距離的eq\f(1,4)，即eq\f(\r(3),4)a。[答案](1)BiLi3(或Li3Bi)(eq\f(1,2)，1，eq\f(1,2))(2)eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)a5．Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示。(1)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。例如圖中原子1的坐標(biāo)為(0，0，0)，則原子2的坐標(biāo)為。(2)已知晶體密度為dg·cm－3，S2－半徑為apm，若要使S2－、Zn2＋相切，則Zn2＋半徑為pm(寫計(jì)算表達(dá)式)。[解析](1)原子1的坐標(biāo)為(0，0，0)，原子2在左側(cè)的面心上，則原子2的坐標(biāo)為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))。(2)已知晶體密度為dg·cm－3，鋅離子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，硫離子位于晶胞內(nèi)部，個(gè)數(shù)為4，則晶胞參數(shù)為eq\r(3,\f(N×MZnS,dNA))×1010pm＝eq\r(3,\f(4×65＋32×4,dNA))×1010pm＝eq\r(3,\f(388,dNA))×1010pm，若要使S2－、Zn2＋相切，則其體對(duì)角線長(zhǎng)度為2個(gè)鋅離子直徑與2個(gè)硫離子直徑之和，其體對(duì)角線長(zhǎng)度為eq\r(3)×eq\r(3,\f(388,dNA))×1010pm，S2－半徑為apm，Zn2＋半徑為eq\f(\r(3)×\r(3,\f(388,dNA))×1010－4a,4)pm＝(eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(388,dNA))×1010－a)pm。[答案](1)(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))(2)eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(388,dNA))×1010－a

第21講原子結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)課)1.了解元素、核素和同位素的含義。2.了解原子的構(gòu)成，了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。3.了解核外電子排布規(guī)律，掌握原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖。4.了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理，能正確書寫1～36號(hào)元素原子核外電子、外圍(價(jià)層)電子的電子排布式和軌道表示式(又稱電子排布圖)。eq\a\vs4\al(原子結(jié)構(gòu)同位素)1．原子結(jié)構(gòu)模型的演變道爾頓原子論19世紀(jì)，英國(guó)化學(xué)家道爾頓提出了近代原子論，認(rèn)為原子有質(zhì)量，不可分割。湯姆生“葡萄干布丁”模型19世紀(jì)，湯姆生在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上提出了原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干面包式”模型，開始涉及原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。盧瑟福核式模型1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的有核模型。玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1913年，丹麥科學(xué)家玻爾根據(jù)氫原子光譜實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步建立起核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型。量子力學(xué)模型20世紀(jì)20年代中期建立的量子力學(xué)理論，使人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，從而產(chǎn)生了原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型。2.原子構(gòu)成(1)原子符號(hào)與構(gòu)成eq\a\vs4\al(原子,(eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(原子核)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子(Z個(gè))——決定元素的種類,中子[(A－Z)個(gè)]\f(在質(zhì)子數(shù)確定后,決定原子種類)同位素)),\a\vs4\al(核外電子(Z個(gè))——最外層電子數(shù)決定元素,的化學(xué)性質(zhì))))(2)粒子中的“各數(shù)”間的關(guān)系①質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。eq\a\vs4\al(②電性關(guān)系)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子(AZX)：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝,核電荷數(shù)＝原子序數(shù),陰離子(AZXn－)：核外電子數(shù)＝Z＋n,陽(yáng)離子(AZXn＋)：核外電子數(shù)＝Z－n))3．統(tǒng)計(jì)方法描述電子在原子核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小——電子云(1)核外電子的特點(diǎn)：質(zhì)量非常小(電子的質(zhì)量?jī)H為9.1×10－31kg)、運(yùn)行速度極快且運(yùn)動(dòng)空間極小。(2)描述核外電子運(yùn)動(dòng)的方法：不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定電子的位置和速度，即無(wú)法確定電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，人們通過對(duì)波函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理計(jì)算出電子在原子核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的方法來描述電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(3)電子云圖：形象地描述電子在核外空間某處單位體積內(nèi)的概率分布的圖形稱為電子云圖。氫原子電子的概率分布呈球形對(duì)稱，而且電子在原子核附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大，離核越遠(yuǎn)，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率越小。(4)電子云的意義：電子云不僅表示了電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率，同時(shí)說明量子力學(xué)中軌道的含義已與玻爾軌道的含義完全不同，它既不是圓周軌道，也不是其他經(jīng)典意義上的固定軌跡。對(duì)電子云的理解誤區(qū)(1)電子云表示電子在原子核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率，不代表電子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡。(2)電子云圖中的小點(diǎn)不表示實(shí)際電子，而是電子在原子核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的形象描述。點(diǎn)密集的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大；點(diǎn)稀疏的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率小。4．元素、核素、同位素(1)“三素”關(guān)系及含義(2)幾種重要的核素及其應(yīng)用核素eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))Ueq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子(3)氫元素的三種核素eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H：用字母H表示，名稱為氕，不含中子。eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H：用字母D表示，名稱為氘或重氫，含1個(gè)中子。eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫，含2個(gè)中子。1．下列說法正確的是(填序號(hào))。(1)任何原子都有質(zhì)子、中子和電子(2)質(zhì)子數(shù)相同的粒子相應(yīng)的元素一定是同一種元素(3)任何陰、陽(yáng)離子中均含有電子(4)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子(5)核聚變?nèi)鏴q\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，因?yàn)橛行铝Ｗ由?，所以該變化是化學(xué)變化(6)H2、D2、HD均為氫元素的不同單質(zhì)，三者屬于同素異形體[答案](4)2．(2021·湖北?？?eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的衰變反應(yīng)為eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，其半衰期(反應(yīng)物的量被消耗到其初始量的一半需要的時(shí)間)為5730年。下列說法正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C與eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(Z))X互為同位素B．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C與eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(Z))X的中子數(shù)相同C．eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))C和eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的價(jià)層軌道電子數(shù)相差2D．某考古樣品中eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的量應(yīng)為其11460年前的eq\f(1,4)D[A.Z＝7，eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C與eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(Z))X質(zhì)子數(shù)不相同，不互為同位素，A錯(cuò)誤；B.eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C與eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(Z))X的中子數(shù)分別為14－6＝8、14－7＝7，中子數(shù)不同，B錯(cuò)誤；C.eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))C和eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的核外電子數(shù)均為6，核外電子排布相同，價(jià)層軌道電子數(shù)相同，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)半衰期的定義，某考古樣品中eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的量應(yīng)為其5730年前的eq\f(1,2)，為5730×2＝11460年前的eq\f(1,4)，D正確。]3．某元素的一種同位素X原子的質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子構(gòu)成HmX分子，在agHmX中所含原子的物質(zhì)的量為，所含中子的物質(zhì)的量為，所含質(zhì)子數(shù)為(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)，所含電子數(shù)為。[答案]eq\f(a,A＋m)(m＋1)moleq\f(a,A＋m)Nmoleq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\a\vs4\al(原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征)1．電子層、能級(jí)和原子軌道電子層KLMN……能級(jí)1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f……原子軌道數(shù)目11＋3＝41＋3＋5＝91＋3＋5＋7＝16……最多容納電子數(shù)目281832……2.原子軌道的形狀、數(shù)目及能量關(guān)系(1)軌道形狀eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s電子的原子軌道呈球形對(duì)稱,p電子的原子軌道呈啞鈴形))(2)s、p、d、f能級(jí)上原子軌道數(shù)目依次為1、3、5、7，其中npx、npy、npz三個(gè)原子軌道在三維空間相互垂直，各能級(jí)的原子軌道半徑隨電子層數(shù)(n)的增大而增大。(3)eq\a\vs4\al(能量關(guān)系)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①相同電子層上原子軌道能量的高低：,ns<np<nd<nf,②形狀相同的原子軌道能量的高低：,1s<2s<3s<4s……,③同一電子層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同,的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz,軌道的能量相同))[深思考]Si原子核外電子共占有幾種能級(jí)？占有幾個(gè)原子軌道？最外層電子的原子軌道形狀是什么？[答案]5，8，球形和啞鈴形。3．原子核外電子排布規(guī)律(1)一般規(guī)律(2)能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。構(gòu)造原理：隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序。其填入能級(jí)的順序?yàn)?s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……，總之：填充順序?yàn)閚s→(n－2)f→(n－1)d→np。(3)泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反，也稱泡利不相容原理。如2s的2個(gè)電子可表示為，不可表示為。(4)洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子先單獨(dú)分占，且自旋平行。如2p3的電子排布圖為，不能表示為。特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。4．基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法以硫原子為例原子結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式1s22s22p63s23p4簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s23p4軌道表示式(電子排布圖)外圍(價(jià)層)電子排布式3s23p45.基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜(1)基態(tài)原子(處于最低能量狀態(tài)的原子)發(fā)生電子的躍遷形成激發(fā)態(tài)。(2)不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。核外電子排布規(guī)律及表示1．下列電子排布圖正確且所表示的元素原子的能量處于最低狀態(tài)的是()C[根據(jù)洪特規(guī)則，選項(xiàng)A中2p能級(jí)的3個(gè)電子應(yīng)分別占據(jù)3個(gè)2p原子軌道，而且自旋方向相同，不符合題意；選項(xiàng)B中的2s能級(jí)的電子發(fā)生躍遷，是激發(fā)態(tài)，不符合題意；選項(xiàng)C中基態(tài)碳原子的電子是按照泡利原理和洪特規(guī)則排布的，符合題意；選項(xiàng)D中的2s能級(jí)的電子發(fā)生躍遷，原子屬于激發(fā)態(tài)，不符合題意。]2.下列說法正確的是()A．基態(tài)原子電子能量的高低順序?yàn)镋(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)B．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理C．磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為D．N的外圍(價(jià)層)電子排布圖違反了洪特規(guī)則[答案]D3．(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為；其外圍(價(jià)層)電子排布圖為。(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號(hào)為，C＋的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為，其基態(tài)原子的電子排布式為，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為，其基態(tài)原子的電子排布式為。[解析](1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：，則該元素核外有7個(gè)電子，為氮元素，其元素符號(hào)為N。(2)B－、C＋的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個(gè)電子，則B為17號(hào)元素Cl，C為19號(hào)元素K。(3)D元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成＋3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即26號(hào)元素鐵。(4)E元素的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故E為Cu。[答案](1)N(2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)電子躍遷與原子光譜4．硅原子的電子排布式由1s22s22p63s23p2轉(zhuǎn)變?yōu)?s22s22p63s13p3，下列有關(guān)該過程的說法正確的是()①硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量②硅原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為基態(tài)，這一過程釋放能量③硅原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量高于基態(tài)時(shí)的能量④轉(zhuǎn)化后硅原子與基態(tài)磷原子的電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相同A．①③B．②③C．①④D．②④A[硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量，則其處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量高于基態(tài)時(shí)的能量，故①、③正確，②錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)化后硅原子與基態(tài)磷原子的電子層結(jié)構(gòu)不相同，因?yàn)榛鶓B(tài)磷原子的最外層電子排布式為3s23p3，化學(xué)性質(zhì)也不相同，④錯(cuò)誤。]5．從電子躍遷的角度，說明節(jié)日煙花呈現(xiàn)不同顏色光的原理為。[答案]吸收能量后，電子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)發(fā)生躍遷，躍遷時(shí)以不同顏色光的形式釋放出不同能量1．(2021·河北選擇性考試，T5)用中子轟擊eq\o\al(\s\up1(N),\s\do1(Z))X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)的核反應(yīng)為eq\o\al(\s\up1(N),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(P))Y＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He。已知元素Y在化合物中呈＋1價(jià)。下列說法正確的是()A.H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B.Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C.X和氫元素形成離子化合物D.6Y和7Y互為同素異形體A[根據(jù)元素Y在化合物中呈＋1價(jià)及eq\o\al(\s\up1(N),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(P))Y＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He可知，X為B元素、Y為L(zhǎng)i元素。H3BO3為弱酸，可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液，A正確；鋰單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Li2O，B錯(cuò)誤；硼元素與氫元素可形成多種共價(jià)化合物，如B2H6、B4H10等，C錯(cuò)誤；同素異形體是指由同一種元素組成的不同形態(tài)的單質(zhì)，故6Y和7Y不互為同素異形體，二者互為同位素，D錯(cuò)誤。]2．(2021·河北選擇性考試·T17節(jié)選)KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國(guó)科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國(guó)家戰(zhàn)略空白。回答下列問題：(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中，核外電子排布相同的是(填離子符號(hào))。(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋eq\f(1,2)表示，與之相反的用－eq\f(1,2)表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為。[解析](1)H、O、P、K四種元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中P3－、K＋的核外電子排布相同。(2)基態(tài)磷原子的價(jià)層電子排布式為3s23p3，其中3s軌道中自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0，3p軌道中3個(gè)電子自旋方向相同，所以代數(shù)和為＋eq\f(3,2)。[答案](1)P3－、K＋(2)＋eq\f(3,2)3．(2021·高考組合)(1)(廣東選擇性考試)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為。(2)(湖南選擇性考試)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為。(3)(全國(guó)乙卷)對(duì)于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是(填標(biāo)號(hào))。A．軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)C．電負(fù)性比鉀高，原子對(duì)鍵合電子的吸引力比鉀大(4)(山東等級(jí)考)基態(tài)F原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種。[答案](1)3s23p4(2)(3)AC(4)91．已知：A～F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大。其中A、C原子的L層有2個(gè)未成對(duì)電子。D與E同主族，D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。F3＋的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請(qǐng)根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)A、B、C的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)，第一電離能由小到大的順序?yàn)椤?2)D元素的原子核外共有種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子、種不同能級(jí)的電子。(3)寫出F的基態(tài)原子的電子排布式：，E的價(jià)電子排布圖為。[解析]根據(jù)題意知：A為C，B為N，C為O，D為Mg，E為Ca，F(xiàn)為Fe。[答案](1)C<N<OC<O<N(2)124(3)1s22s22p63s23p63d64s2或([Ar]3d64s2)2．已知在高于1000℃的條件下，4CuOeq\o(=,\s\up9(高溫))2Cu2O＋O2↑，故CuO、Cu2O在高溫下較穩(wěn)定，其原因是。[答案]Cu2OCu2O中Cu＋的3d為3d10，全充滿，能量較低，較穩(wěn)

第22講元素周期表和元素周期律(基礎(chǔ)課)1.掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。了解元素周期表的結(jié)構(gòu)(周期、族區(qū))及其應(yīng)用。2.以第三周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。4.了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。5.熟悉常見元素的化合價(jià)，能根據(jù)化合價(jià)書寫化學(xué)式，或根據(jù)化學(xué)式判斷元素化合價(jià)。6.了解電離能、電負(fù)性的含義，并能說明元素的某些性質(zhì)。eq\a\vs4\al(元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用)1．原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素所編的序號(hào)。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)。2．元素周期表的編排原則eq\x(周期)—eq\a\vs4\al(把電子層數(shù)相同的元素按原子序數(shù)遞增,順序從左到右排列成一橫行)︱eq\x(族)—eq\a\vs4\al(把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，,按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱列)3．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期(7個(gè)橫行?7個(gè)周期)短周期(三短)長(zhǎng)周期(四長(zhǎng))序號(hào)1234567元素種數(shù)288181832320族元素原子序數(shù)21018365486118(2)族(18個(gè)縱列?16個(gè)族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、103個(gè)縱列0族第18縱列(3)分區(qū)與外圍(價(jià)層)電子排布式分區(qū)元素分布外圍(價(jià)層)電子排布式元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He除外)最外層電子參與反應(yīng)(0族元素一般不考慮)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(鑭系、錒系除外)(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)d軌道也不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近非金屬區(qū)與金屬區(qū)(1)分界線：沿著元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹與鋁、鍺、銻、釙的交界處畫一條虛線，即為非金屬元素區(qū)和金屬元素區(qū)的分界線。(2)各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。(4)元素周期表中的特殊元素位置①過渡元素：元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10個(gè)縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。②鑭系：元素周期表第六周期中，57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共15種元素。③錒系：元素周期表第七周期中，89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共15種元素。④超鈾元素：在錒系元素中92號(hào)元素鈾(U)以后的各種元素。⑤堿金屬元素[ⅠA(氫除外)]，鹵族元素(ⅦA)，氧族元素(ⅥA)，氮族元素(ⅤA)，碳族元素(ⅣA)。4．元素周期表的三大應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測(cè)：為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)他們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新材料(3)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)探礦(地球化學(xué)元素的分布與它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢藐P(guān)系對(duì)其有指導(dǎo)意義)、研制農(nóng)藥材料等。元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1．下列說法正確的是(填序號(hào))。(1)ⅠA族全是金屬，ⅦA族全是非金屬(2)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素(3)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是ⅡA族元素(4)均表示了元素在元素周期表中的相應(yīng)位置(5)L層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等(6)M層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等(7)s區(qū)元素全是金屬元素，p區(qū)元素全是非金屬元素(8)外圍(價(jià)層)電子排布式為3d104s1的元素位于s區(qū)[答案](6)2．元素X、Y、Z在周期表中的相對(duì)位置如圖所示。已知Y元素原子的外圍(價(jià)層)電子排布式為nsn－1npn＋1，則下列說法不正確的是()XYZA．Y元素原子的外圍(價(jià)層)電子排布式為4s24p4B．Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族C．X元素所在周期中所含非金屬元素最多D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3A[因?yàn)閅元素原子的外圍(價(jià)層)電子排布式中出現(xiàn)了np能級(jí)，故其ns能級(jí)已經(jīng)充滿且只能為2個(gè)電子，則n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的外圍(價(jià)層)電子排布式為3s23p4，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；Y為S元素，X為F元素，第二周期所含非金屬元素最多，故C項(xiàng)正確；Z為As元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，D項(xiàng)正確。]3．若某原子在處于能量最低狀態(tài)時(shí)，外圍(價(jià)層)電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是()A．該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí)，原子中共有3個(gè)未成對(duì)電子B．該元素位于周期表的第5周期第ⅢB族C．該元素原子的M電子層共有8個(gè)電子D．該元素原子最外層共有1個(gè)電子，位于ds區(qū)B[根據(jù)核外電子排布規(guī)律，該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知，該元素原子中共有39個(gè)電子，分5個(gè)電子層，其中M電子層上有18個(gè)電子，最外層上有2個(gè)電子，則該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí)，原子中共有1個(gè)未成對(duì)電子，故A、C錯(cuò)誤；由基態(tài)原子的核外電子排布式可知該元素位于周期表第五周期第ⅢB族，故B正確；該元素原子最外層電子排布為5s2，共有2個(gè)電子，該元素位于d區(qū)，故D錯(cuò)誤。]4．國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)已正式確定了第114號(hào)和第116號(hào)元素的名稱縮寫為Fl、Lv。下列有關(guān)這兩種元素的說法錯(cuò)誤的是()A．兩種元素位于同一周期，均屬于p區(qū)B．116號(hào)元素外圍電子排布式為7s27p4C．兩種元素都是活潑的非金屬元素D．114號(hào)元素的原子半徑比116號(hào)元素的原子半徑大C[第114號(hào)元素和第116號(hào)元素分別處于第七周期ⅣA族和ⅥA族，均為金屬元素，A、B正確，C錯(cuò)誤；依據(jù)同周期原子半徑遞變規(guī)律判斷114號(hào)元素的原子半徑比116號(hào)元素的原子半徑大，D正確。]“0族”法確定元素位置(1)熟記0族元素的相應(yīng)周期數(shù)和原子序數(shù)元素符號(hào)HeNeArKrXeRnOg原子序數(shù)21018365486118周期數(shù)一二三四五六七(2)確定主族元素在周期表中位置的方法：原子序數(shù)－最鄰近的稀有氣體元素的原子序數(shù)＝ΔZ。eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若ΔZ<0，則與該稀有氣體元素同周期，族序,數(shù)為8－|ΔZ|,若ΔZ>0，則在該稀有氣體元素下一周期，族,序數(shù)為ΔZ))元素周期表中的定量關(guān)系及應(yīng)用5．元素周期表中的前四周期，兩兩相鄰的5種元素如圖所示，若B元素的核電荷數(shù)為a。下列說法正確的是()A.B、D的原子序數(shù)之差可能為2B.E、B的原子序數(shù)之差可能是8、18或32C.D、E的原子序數(shù)之和為2a＋10D.A、E的原子序數(shù)之差可能是7C[由題中所給5種元素的位置關(guān)系可以看出D一定不是第一周期元素(因?yàn)槿绻鸇是第一周期元素，則D一定屬于元素周期表最左邊的第ⅠA族元素或最右邊的0族元素)，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意可知5種元素在前四周期，所以D、B、E分別為第二、三、四周期的元素，由元素周期表的結(jié)構(gòu)可知5種元素一定在過渡元素右邊，所以D、E的原子序數(shù)分別為a－8、a＋18，C項(xiàng)正確。]6．X、Y為短周期元素，可形成化合物XY3，則X、Y的原子序數(shù)之差可能為。[解析]XY3化合物可能為BF3(4)，BCl3(12)，AlF3(4)，AlCl3(4)，SO3(8)，NH3(6)，PH3(14)，NCl3(10)，PCl3(2)，NF3(2)，PF3(6)等。[答案]2、4、6、8、10、12、14(1)元素周期表中原子序數(shù)的定量關(guān)系①同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)之差a.元素周期表中左側(cè)元素(ⅠA、ⅡA族)：同主族相鄰兩元素中，R(下)＝R(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目；b.元素周期表中右側(cè)元素(ⅢA～ⅦA族)：同主族相鄰兩元素中，R(下)＝R(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目。②同周期的ⅡA和ⅢA的原子序數(shù)差可能為1、11、25。(2)奇偶關(guān)系①原子序數(shù)是奇數(shù)的主族元素，其所在主族序數(shù)必為奇數(shù)。②原子序數(shù)是偶數(shù)的主族元素，其所在主族序數(shù)必為偶數(shù)。eq\a\vs4\al(元素周期律及其應(yīng)用)1．元素周期律2．電離能、電負(fù)性(1)電離能①規(guī)律第一電離能氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號(hào)：I1，單位：kJ·mol－1規(guī)律同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢(shì)同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小同種元素的逐級(jí)電離能逐漸增大，即I1<I2<I3。不同電子層的逐級(jí)電離能發(fā)生突躍，如Na的I1?I2②應(yīng)用a．判斷元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱。I1越大，元素的非金屬性越強(qiáng)；I1越小，元素的金屬性越強(qiáng)。b．判斷元素在化合物中的化合價(jià)。如K：I1?I2<I3表明K原子易失去1個(gè)電子形成＋1價(jià)陽(yáng)離子。c．判斷元素核外電子的分層排布情況。如Li：I1?I2<I3表明Li原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)電子層(K、L)上，且最外層上只有一個(gè)電子。(1)金屬活動(dòng)性順序與元素相應(yīng)的第一電離能大小順序不完全一致，不能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷第一電離能的大小。如I1(Mg)>I1(Al)，但活潑性Mg>Al。(2)第二、三、四周期的同周期主族元素，ⅡA族(ns2np0)和ⅤA族(ns2np3)，因p軌道處于全空或半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰的ⅢA族和ⅥA族元素，如第一電離能Mg>Al，P>S。(2)電負(fù)性①規(guī)律含義用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對(duì)鍵合電子的吸引力越大標(biāo)準(zhǔn)以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))變化規(guī)律金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減?、趹?yīng)用a．判斷元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱。電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，金屬性越弱。b.判斷化學(xué)鍵的類型。一般認(rèn)為：如果兩種成鍵原子間的電負(fù)性差值大于1.7，通常形成離子鍵；若差值小于1.7，通常形成共價(jià)鍵。如AlCl3的電負(fù)性差＜1.7，Al—Cl為共價(jià)鍵。c．判斷元素在化合物中的價(jià)態(tài)。共價(jià)化合物中，成鍵元素電負(fù)性大的表現(xiàn)負(fù)價(jià)。如ClO2中氯元素呈＋4價(jià)。3．主族元素的周期性變化規(guī)律內(nèi)容同周期(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(稀有氣體除外)逐漸增大元素的性質(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)一般，最高正價(jià)：＋1→＋7負(fù)化合價(jià)：－4→－1最高正價(jià)數(shù)＝主族序數(shù)(O、F除外)負(fù)化合價(jià)＝主族序數(shù)－8第一電離能增大的趨勢(shì)逐漸減小電負(fù)性逐漸增大逐漸減小化合物性質(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)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)還原性逐漸減弱穩(wěn)定性逐漸減弱還原性逐漸增強(qiáng)離子的氧化性、還原性陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)，陰離子還原性逐漸減弱陽(yáng)離子氧化性逐漸減弱，陰離子還原性逐漸增強(qiáng)4．對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。5．元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法三反應(yīng)置換反應(yīng)：強(qiáng)的置換弱的，適合金屬也適合非金屬與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈，或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，則金屬性越強(qiáng)與氫氣反應(yīng)越容易，生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，則非金屬性越強(qiáng)氧化性金屬離子的氧化性越弱，對(duì)應(yīng)金屬性越強(qiáng)還原性非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱，對(duì)應(yīng)非金屬性越強(qiáng)電離能與電負(fù)性1．(1)As、Se、Br元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?，第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?2)銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2銅7461958鋅9061733銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是。(3)下表是第三周期部分元素的電離能[單位：eV(電子伏特)]數(shù)據(jù)：元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列說法正確的是(填字母)。A．甲的金屬性比乙強(qiáng)B．乙的化合價(jià)為＋1價(jià)C．丙不可能為非金屬元素D．丁一定為金屬元素[答案](1)Br>Se>AsBr>As>Se(2)Cu失去一個(gè)電子變成電子結(jié)構(gòu)為[Ar]3d10的Cu＋，能量較低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大(或Zn失去一個(gè)電子變成電子結(jié)構(gòu)為[Ar]3d104s1的Zn＋，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較小或Cu原子失去一個(gè)電子后，核外電子排布式為[Ar]3d10，而鋅原子失去1個(gè)電子后的核外電子排布式變?yōu)閇Ar]3d104s1，銅達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大)(3)A2．根據(jù)信息回答下列問題：不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負(fù)性。一般認(rèn)為：如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值小于1.7，通常形成共價(jià)鍵。下表是某些元素的電負(fù)性值：元素符號(hào)LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負(fù)性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，Be、Al元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是。(2)通過分析電負(fù)性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負(fù)性值的最小范圍。(3)請(qǐng)歸納元素的電負(fù)性和金屬性、非金屬性的關(guān)系是。(4)推測(cè)AlF3、AlCl3、AlBr3是離子化合物還是共價(jià)化合物。AlF3，AlCl3，AlBr3。[答案](1)兩Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))＋2H2O(2)0.9～1.5(3)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小(4)離子化合物共價(jià)化合物共價(jià)化合物(1)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低。利用此規(guī)律可解釋①原子核外電子排布式，如Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1；②第一電離能反常大，如I1(N)＞I1(O)；③穩(wěn)定性強(qiáng)弱，如Cu2O比CuO穩(wěn)定；Fe2O3比FeO穩(wěn)定。(2)金屬活動(dòng)性順序與元素相應(yīng)的第一電離能大小順序不完全一致，不能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷第一電離能的大小。如I1(Mg)>I1(Al)，但活潑性Mg>Al。(3)共價(jià)化合物中，兩種元素電負(fù)性差值越大，它們形成共價(jià)鍵的極性就越強(qiáng)。(4)同周期稀有氣體元素的第一電離能最大，但電負(fù)性不是最大。元素周期律及應(yīng)用3．部分短周期元素原子半徑、最高正化合價(jià)或最低負(fù)化合價(jià)隨原子序數(shù)的變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A.離子半徑的大小順序：d<e<fB.與x形成的最簡(jiǎn)單化合物的沸點(diǎn)：y>z>dC.除去實(shí)驗(yàn)后試管中殘留的g的單質(zhì)，可用熱的氫氧化鈉溶液D.第一電離能大小順序：g<z<dC[根據(jù)題圖中元素化合價(jià)、原子半徑和原子序數(shù)的關(guān)系可確定x是H，y是C，z是N，d是O，e是Na，f是Al，g是S，h是Cl。核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑：O2－>Na＋>Al3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，水為液體，甲烷、氨氣均為氣體，三者中水的沸點(diǎn)最高，又因氨氣分子間存在氫鍵，其沸點(diǎn)高于甲烷，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；除去實(shí)驗(yàn)后試管中殘留的單質(zhì)硫，可用熱的NaOH溶液洗滌，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，C項(xiàng)正確；第一電離能大小順序?yàn)閦(N)>d(O)>g(S)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．已知短周期元素的四種離子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述中正確的是()A.原子序數(shù)：D>C>B>AB.原子半徑：B>A>C>DC.離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋D.氧化性：A2＋>B＋，還原性：C3－<D－B[A2＋、B＋、C3－、D－都具有相同電子層結(jié)構(gòu)，則A、B在下一周期，為金屬元素，且原子序數(shù)：A>B，C、D在上一周期，為非金屬元素，且原子序數(shù)：D>C。由電子層數(shù)越多的原子序數(shù)越大，同周期從左向右原子序數(shù)增大，所以原子序數(shù)為A>B>D>C，故A錯(cuò)誤；電子層數(shù)越多，半徑越大，同周期原子序數(shù)越大，半徑越小，則原子半徑為B>A>C>D，故B正確；具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)大的離子半徑小，原子序數(shù)為A>B>D>C，則離子半徑為C3－>D－>B＋>A2＋，故C錯(cuò)誤；金屬性越強(qiáng)，其陽(yáng)離子的氧化性越弱，金屬性為B>A，則氧化性：A2＋>B＋，非金屬性：C<D，則還原性：C3－>D－，故D錯(cuò)誤。]“三看法”比較粒子半徑大小元素性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究5．下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱C測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、Na2SO4的溶液的pH比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱DFe、Cu分別與稀鹽酸反應(yīng)比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱B[A項(xiàng)，Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)條件的難易，即可判斷出氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱；B項(xiàng)，向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨，MgCl2與NH3·H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2，AlCl3與NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3，但無(wú)法比較二者的金屬性強(qiáng)弱；C項(xiàng)，測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根據(jù)pH可判斷出Na2CO3與Na2SO4水解程度的大小，即判斷出酸性：H2CO3＜H2SO4，從而判斷出碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱；D項(xiàng)，利用Fe、Cu與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象的不同即可判斷出Fe、Cu的金屬性強(qiáng)弱。]6．下列關(guān)于金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷不正確的是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，說明非金屬性：C＞SiB．同濃度下堿性：KOH＞Mg(OH)2，說明金屬性：K＞MgC．氟氣與氫氣在暗處相遇就會(huì)爆炸，氯氣與氫氣混合在光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，說明非金屬性：F＞ClD．氧化性：Cu2＋＞Na＋，說明金屬性：Na＞CuA[該反應(yīng)之所以能夠發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O是氣體，在高溫條件下，能夠及時(shí)脫離反應(yīng)體系，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，不能用該反應(yīng)比較C、Si的非金屬性強(qiáng)弱，故A錯(cuò)誤；同濃度下堿性：KOH＞Mg(OH)2，堿性越強(qiáng)對(duì)應(yīng)元素的金屬性越強(qiáng)，所以金屬性：K＞Mg，故B正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，其單質(zhì)與氫氣化合越容易，所以氟氣與氫氣在暗處相遇就會(huì)爆炸，氯氣與氫氣混合在光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，說明非金屬性：F＞Cl，故C正確；金屬離子的氧化性越強(qiáng)，則金屬單質(zhì)的還原性越弱，因?yàn)檠趸裕篊u2＋＞Na＋，則金屬性：Na＞Cu，故D正確。]1．(2021·山東等級(jí)考，T4)X、Y為第三周期元素、Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列說法錯(cuò)誤的是()A．原子半徑：X>YB．簡(jiǎn)單氫化物的還原性：X>YC．同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng)D．同周期中第一電離能小于X的元素有4種D[Y位于第三周期，且最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子的形式知X是P元素。P與Cl在同一周期，且P的原子序數(shù)小于Cl則P原子的半徑大，即X>Y，A項(xiàng)不符合題意；兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl，PH3的還原性強(qiáng)，即X>Y，B項(xiàng)不符合題意；同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)，各元素對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)還原性減弱，非金屬單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)，所以Cl2的氧化性最強(qiáng)，C項(xiàng)不符合題意；同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，第ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的第一電離能；所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5種，D項(xiàng)符合題意。]2．(2021·廣東選擇性考試，T13)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中，X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說法不正確的是()A.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性：W>Z>YC.原子半徑：Y>W>ED.ZW2中，Z的化合價(jià)為＋2價(jià)C[X的原子核內(nèi)只有1個(gè)質(zhì)子，則X為H；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期，再根據(jù)題給麻醉劑分子結(jié)構(gòu)式中各原子的成鍵情況，可知Y、Z、W分別為C、O、F；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子，E為Cl。XEZ4為HClO4，是一種強(qiáng)酸，A說法正確；非金屬性：F>O>C，即W>Z>Y，B說法正確；電子層數(shù)多的原子半徑大，當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)大的原子半徑小，則原子半徑：Cl>C>F，即E>Y>W，C說法錯(cuò)誤；OF2中F為－1價(jià)，O為＋2價(jià)，D說法正確。]3．(2021·全國(guó)乙卷，T11)我國(guó)嫦娥五號(hào)探測(cè)器帶回1.731kg的月球土壤，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其構(gòu)成與地球土壤類似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為15。X、Y、Z為同周期相鄰元素，且均不與W同族，下列結(jié)論正確的是()A.原子半徑大小順序?yàn)閃>X>Y>ZB.化合物XW中的化學(xué)鍵為離子鍵C.Y單質(zhì)的導(dǎo)電性能弱于Z單質(zhì)的D.Z的氧化物的水化物的酸性強(qiáng)于碳酸B[由于X、Y、Z為同周期相鄰元素，因此它們的最外層電子數(shù)之和必然是3的倍數(shù)并且小于15。假設(shè)是12，則X、Y、Z最外層電子數(shù)依次為3、4、5，W的最外層電子數(shù)為3，則W與X同族，與題意不符；假設(shè)是9，則X、Y、Z最外層電子數(shù)依次為2、3、4，W的最外層電子數(shù)為6，符合題意。由W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大可知，W、X、Y、Z分別是O、Mg、Al、Si。原子半徑：Mg>Al>Si>O，即X>Y>Z>W，A錯(cuò)誤；化合物MgO由Mg2＋和O2－構(gòu)成，所含化學(xué)鍵為離子鍵，B正確；Al是導(dǎo)體，而Si是半導(dǎo)體，Al的導(dǎo)電性大于Si，C錯(cuò)誤；Si的氧化物的水化物為H2SiO3，其酸性弱于碳酸，D錯(cuò)誤。]4．(2020·天津等級(jí)考，T8)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是()元素最高價(jià)氧化物的水化物XYZW分子式H3ZO40.1mol·L－1溶液對(duì)應(yīng)的pH(25℃)1.0013.001.570.70A．元素電負(fù)性：Z<WB．簡(jiǎn)單離子半徑：W<YC．元素第一電離能：Z<WD．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X<ZA[從Z的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式和W的最高價(jià)氧化物的水化物的pH可知，Z、W是磷、硫元素，結(jié)合X、Y的最高價(jià)氧化物水化物的0.1mol·L－1溶液的pH，可知X、Y是氮、鈉元素。電負(fù)性：P<S，A項(xiàng)正確；離子半徑：S2－>Na＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；磷的3p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于硫，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其沸點(diǎn)高于PH3，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]某同學(xué)在研究前18號(hào)元素時(shí)發(fā)現(xiàn)，可按原子序數(shù)由小到大的順序排成如圖所示的“蝸牛”形狀，圖中每個(gè)弧線上的“·”代表一種元素，其中起點(diǎn)O代表氫元素。下列說法中正確的是()A．A、B、C、D都是非金屬元素B．虛線相連的元素處于同一族C．穩(wěn)定性：H2D>H2AD．A、B兩種元素組成化合物的化學(xué)式一定為B2AB[O點(diǎn)代表氫元素，按照原子序數(shù)由小到大、由里往外延伸，由圖可知，O、B連線的三元素位于第ⅠA族，A為O元素，B為Na元素，C為Si元素，D為S元素，故A錯(cuò)誤。非金屬性O(shè)>S，對(duì)應(yīng)的氫化物穩(wěn)定性：H2D<H2A，故C錯(cuò)誤。A為O元素，B為Na元素，鈉元素與氧元素可以形成過氧化鈉(B2A2)，故D錯(cuò)誤。

第23講高考中元素推斷題的分類突破(能力課)1.“位—構(gòu)—性”的關(guān)系及應(yīng)用。2.結(jié)合分子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化進(jìn)行推斷。eq\a\vs4\al(“位—構(gòu)—性”的關(guān)系及應(yīng)用)1．元素的“位—構(gòu)—性”三者關(guān)系2．“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系的應(yīng)用(1)結(jié)構(gòu)與位置互推①若一種陽(yáng)離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰前陽(yáng)后”，陰離子在前一周期，陽(yáng)離子在后一周期，陽(yáng)離子的原子序數(shù)大。②同周期元素的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大。③在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上一般一致，“價(jià)奇序奇，價(jià)偶序偶”。(2)性質(zhì)與位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，根據(jù)元素性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置，根據(jù)元素在周期表中的位置可以推知元素性質(zhì)。(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)互推①最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的主要原因。②原子半徑?jīng)Q定了元素單質(zhì)的性質(zhì)；離子半徑?jīng)Q定了元素組成化合物的性質(zhì)。③同主族元素最外層電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相似。【典例】(2020·山東等級(jí)考，T3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是()A.第一電離能：W>X>Y>ZB.簡(jiǎn)單離子的還原性：Y>X>WC.簡(jiǎn)單離子的半徑：W>X>Y>ZD.氫化物水溶液的酸性：Y>W[思路點(diǎn)撥]第一步：審信息，定元素第二步：析選項(xiàng)，定答案A項(xiàng)，第一電離能：Y(F)>X(O)，Y(F)>W(Cl)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，離子還原性：Cl－>O2－>F－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，離子半徑：Cl－>O2－>F－>Na＋，正確；D項(xiàng)，氫化物水溶液的酸性：HF<HCl，錯(cuò)誤。[答案]C元素推斷題解題的一般步驟(1)尋找突破口——元素推斷的關(guān)鍵。綜合把握題中關(guān)鍵信息，確定突破口。(2)推斷元素——正確解題的基礎(chǔ)。根據(jù)關(guān)鍵信息，結(jié)合突破口找出關(guān)鍵元素，然后根據(jù)題中描述或結(jié)構(gòu)片段推出所有元素，充分利用元素周期律結(jié)合選項(xiàng)作答。(3)解題——明確要求，規(guī)范作答。(4)驗(yàn)證——確保答題正確無(wú)誤。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系進(jìn)行推斷1．(2021·濟(jì)南模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X與Y形成的某一種化合物易生成二聚體，且X、Y兩基態(tài)原子的核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，Z的基態(tài)原子的最高能級(jí)的電子數(shù)是Y的基態(tài)原子的最低能級(jí)電子數(shù)的一半，W的周期數(shù)與族序數(shù)相等。下列說法正確的是()A.X、Y、Z、W四種元素中，X的非金屬性最強(qiáng)B.簡(jiǎn)單離子的半徑：X>Y>Z>WC.電負(fù)性大?。篨>Y>W>ZD.第一電離能：Y>X>W>ZB[根據(jù)原子序數(shù)關(guān)系、“W的周期數(shù)與族序數(shù)相等”且W為短周期元素，知W位于第三周期第ⅢA族，是Al元素；根據(jù)“X、Y兩基態(tài)原子的核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同”，知X、Y同周期；根據(jù)原子序數(shù)關(guān)系及“X與Y形成的某一種化合物易生成二聚體”，可知該化合物為NO2，則X為N元素，Y為O元素；Y的核外電子排布式為1s22s22p4，最低能級(jí)電子數(shù)為2，則Z的最高能級(jí)電子數(shù)為1，且Z為短周期元素，原子序數(shù)比O大，所以Z為Na元素。]2．(2021·寶雞模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，原子半徑r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)。X與W同主族，Z原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Z原子的核電荷數(shù)等于X、Y原子核電荷數(shù)之和。下列說法正確的是()A.工業(yè)上常用電解的方法制備W的單質(zhì)B.元素Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的弱C.僅由X、Y、Z三種元素形成的化合物的水溶液一定呈堿性D.化合物X2Z2與W2Z2所含化學(xué)鍵類型完全相同A[Z原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，則內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則最外層電子數(shù)是6，所以Z為O，X與W同主族，Z原子的核電荷數(shù)等于X、Y原子核電荷數(shù)之和，則W為Na，X為H，Y為N。Na的金屬性很強(qiáng)，在工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉的方法制備Na的單質(zhì)，A正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，其相應(yīng)的氫化物的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，由于O的非金屬性大于N的非金屬性，所以元素Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強(qiáng)，B錯(cuò)誤；僅由X、Y、Z三種元素形成的化合物的水溶液不一定呈堿性，如HNO3、HNO2、NH4NO3顯酸性，C錯(cuò)誤；化合物H2O2與Na2O2所含化學(xué)鍵類型不完全相同，前者只含有共價(jià)鍵，后者含有共價(jià)鍵和離子鍵，D錯(cuò)誤。]根據(jù)元素周期表的“片段結(jié)構(gòu)”推斷元素3．(2021·浙江6月選考，T15)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對(duì)位置如圖所示，其中Y的最高化合價(jià)為＋3。下列說法不正確的是()A.還原性：ZQ2＜ZR4B.X能從ZO2中置換出ZC.Y能與Fe2O3反應(yīng)得到FeD.M最高價(jià)氧化物的水化物能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)A[根據(jù)短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對(duì)位置，以及Y的最高化合價(jià)為＋3，可推知，X為Mg，Y為Al，Z為C，M為N，Q為S，R為Cl。ZQ2為CS2，ZR4為CCl4，CS2中硫的還原性強(qiáng)于CCl4中的氯元素，A錯(cuò)誤；Mg和CO2發(fā)生下述反應(yīng)：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up9(點(diǎn)燃))2MgO＋C，B正確；Al和Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)如下：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up9(高溫))Al2O3＋2Fe，C正確；M為N，N的最高價(jià)氧化物的水化物為HNO3，最低價(jià)氫化物為NH3，二者發(fā)生如下反應(yīng)：HNO3＋NH3=NH4NO3，D正確。]4．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。已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍，下列說法正確的是()YZXWA.原子半徑：X<Y<ZB.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X>ZC.第