第13講原子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵

公考綱考情

1.掌握元素、核素、同位素、相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、原子構(gòu)成、原子核外電子排布的含義。

2.掌握原子序數(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.掌握1-18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖的表示方法。

4.了解化學(xué)鍵的定義。

5.了解離子鍵、共價鍵的形成。

6.掌握電子式的表示方法。

本部分內(nèi)容是高考的?？键c，高考中常以選擇題型出題?？疾樵?離子)的結(jié)構(gòu)及微粒間的數(shù)量關(guān)系，

也常考查對元素、核素、同位素概念的理解以及結(jié)合元素周期表的推斷等。

【核心素養(yǎng)分析】

1.宏觀辨識與微觀探析：能從離子或原子結(jié)構(gòu)示意圖等不同層次認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu)以及核外電子的排布規(guī)

律，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。能從不同層次認(rèn)識分子的構(gòu)型，并對

共價鍵進(jìn)行分類，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。

2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能運用原子結(jié)構(gòu)模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。能運用構(gòu)造原理

和能量最低原理揭示元素原子核外電子排布規(guī)律。認(rèn)識共價鍵的本質(zhì)及類型，能多角度、動態(tài)地分析分子

的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，并運用相關(guān)理論解決實際問題。

3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能對與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)的社會熱點問題做

出正確的價值判斷。

合考理

知識點一原子結(jié)構(gòu)、同位素

1.原子結(jié)構(gòu)

(1)原子的構(gòu)成粒子

'［質(zhì)子Z個——決定元素的種類

j原子核人在質(zhì)子數(shù)確定后「八美

原子9X)j［中子(A—Z)個決定原子種類同位素

、核外電子Z個——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)

(2)構(gòu)成原子或離子的微粒間的數(shù)量關(guān)系

①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(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)。

③陽離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一陽離子所帶電荷數(shù)。如Mg?+的核外電子數(shù)是10。

④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶電荷數(shù)。如C「的核外電子數(shù)是18o

(3)一個信息豐富的符號

元素化合價

質(zhì)量數(shù)、!/離子所帶電荷數(shù)

質(zhì)子數(shù)/、原子個數(shù)

【特別提醒】

①原子中不一定都含有中子，如田中沒有中子。

②電子排布完全相同的原子不一定是同一種原子，如互為同位素的各原子。

③易失去1個電子形成+1價陽離子的不一定是金屬原子，如氫原子失去1個電子形成H\

④形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的離子最外層不一定是8個電子，如Li+為2個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.核素、同位素

(1)概念辨析

,________具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總

/L產(chǎn)二稱，同種元素可有多種不同的核素

/元素、\

//I\\

(行箝行4L具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的

(WWT~虹的-種原子一

\同位素?，-質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的同一元

，素的不同核素的互稱

(2)同位素的特征

①相同存在形態(tài)的同位素，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。

②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)一般不變。

⑶同位素的“六同三不同”

質(zhì)子數(shù)相同、二上同一元素斗中子數(shù)不同

春-位置相同

核電荷數(shù)相同一質(zhì)量數(shù)不同

呼'化學(xué)性質(zhì)相同7-

核外電子數(shù)相同/眇物理性質(zhì)不同

(4)常見的重要核素及其應(yīng)用

核素贊UVc汨(D)忸⑴嬖。

用途核燃料用于考古斷代制氫彈木蹤原子

(5)元素、核素、同位素的聯(lián)系與區(qū)別

①現(xiàn)行元素周期表已發(fā)現(xiàn)的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數(shù)遠(yuǎn)大于118種。

②不同核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如彳H、m；也可能具有相同的中子數(shù)，如甘c、曼o；也可能具有相

同的質(zhì)量數(shù)，如虞、VN。

③同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學(xué)變化，是核反應(yīng)。

④同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫的三種同位素形成的單質(zhì)有六種：th、D2>T2>HD、HT、

DT,他們的物理性質(zhì)（如密度）有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。

⑤同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有H20（普通水）、口2。（重水）、12。（超重水）等。他

們的相對分子質(zhì)量不同，物理性質(zhì)（如密度）有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。

知識點二核外電子排布

1.核外電子排布

（1）核外電子排布規(guī)律

核外電子總是先排布在能量最低的電子層里，然后再按照由里向外的順序依次排布在能量逐漸升高的

電子層里。

①每層最多容納的電子數(shù)為2/個。

②最外層不超過8個（K層為最外層時不超過2個）。

③次外層不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。

【特別提醒】核外電子排布的幾條規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時滿足各項要求，如

M層不是最外層時，最多能容納18個電子，當(dāng)M層為最外層時，最多容納8個電子。

（2）最外層電子數(shù)與元素性質(zhì)的關(guān)系

①稀有氣體元素原子最外層已排滿8個電子（He排滿2個），既不易得到電子又不易失去電子，通常表

現(xiàn)為0價。

②金屬元素原子最外層電子數(shù)一般小于4,常易失去最外層電子，形成8電子或2電子（如Li+）穩(wěn)定結(jié)

構(gòu)的陽離子，在化合物中顯正化合價。

③非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般大于或等于4,易得到電子或形成共用電子對，達(dá)到最外層8電子

穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在化合物中既顯正價又顯負(fù)價（F無正價）。

2.原子結(jié)構(gòu)示意圖

電子層數(shù)

原子用對應(yīng)字母

KLMNOPQ

.核，表示電子層數(shù)

離核由近到遠(yuǎn)

電子能量由低到高

如Mg2+結(jié)構(gòu)示意圖為

cr結(jié)構(gòu)示意圖為

3.常見的“10電子”、“18電子''粒子

(1)常見的“10電子”粒子

O2~N3-

tt

F~OH-NH；

III

3+2++

Al<—Mg<-Na*-(Ne)-HF-H2O-NH3->CH4

H|O+NH4

(2)常見的“18電子”粒子

s2-

C2H6-N『4cr&

+

Ca2+-K--(Ar\-*HCl->H2S->PH3->SiH4

L^F2-?O^—H2O2

4.短周期常見原子的核外電子排布規(guī)律

原子核中無中子的原子1H

最外層有1個電子的元素H、Li、Na

最外層有2個電子的元素Be>Mg、He

最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素Be、Ar

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素C

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素O

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素Ne

最子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素H、Be、Al

最子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素Be

次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素Li、Si

內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素Li、P

知識點三離子鍵與共價鍵

L化學(xué)鍵

使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。根據(jù)成鍵粒子和粒子間的相互作用，可分為離子鍵和共價鍵。

2.離子鍵與共價鍵

⑴概念

①離子鍵：帶相反電荷離子之間的相互作用。

②共價鍵：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。

(2)對比

共價鍵

項目離子鍵

非極性鍵極性鍵

帶相反電荷離子之間

概念原子間通過共用電子對所形成的相互作用

的相互作用

成鍵粒子陰、陽離子原子

陰、陽離子間的靜電作共用電子對不偏共用電子對偏向

成鍵實質(zhì)

用向任何一方一方原子

非金屬性強(qiáng)的元素與

同種元素原子之不同種元素原子

形成條件金屬性強(qiáng)的元素經(jīng)得失電

間成鍵之間成鍵

子，形成離子鍵

非金屬單質(zhì)如共價化合物如

離子化合物如NaCl、

H2、Cb、N2等；某些HC1、CO2、田或離

形成的物質(zhì)

KC1、MgCL、CaCl2>ZnSO4>

共價化合物如H2O2或子化合物如NaOH、

NaOH等

離子化合物如Na2O2NH4CI

3.化學(xué)鍵類型的判斷

(1)從物質(zhì)構(gòu)成角度判斷

陽離子(金屬陽離子、錠離子)-----------

f離子鍵

陰離子(酸根離子、C)2-、0H-等)--------

相同的非金屬原子——非極性共價鍵「

f共價鍵

不同的非金屬原子——極性共價鍵一

(2)從物質(zhì)類別角度判斷

物質(zhì)類別含化學(xué)鍵情況

非金屬單質(zhì),如。2、N2、12、P4、金剛石等

非金屬元素構(gòu)成的化合物，如H2SO4>CO2、NH3、HC1、CC14、只有共價鍵

CS2等

活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如NaCl、只有離子鍵

CaCC、K2O等

既有離子鍵又有共

含有原子團(tuán)的離子化合物，如Na2so4、Ba(OH)2>NH4CI、

NazOz等價鍵

稀有氣體，如Ne、Ar等沒有化學(xué)鍵

【特別提醒】

①由活潑金屬與活潑非金屬形成的化學(xué)鍵不一定都是離子鍵，如AlCb中Al—C1鍵為共價鍵。

②非金屬元素的兩個原子之間一定形成共價鍵，但多個原子間也可能形成離子鍵，如NH4cl等。

③影響離子鍵強(qiáng)弱的因素是離子半徑和所帶電荷數(shù)：離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越

強(qiáng)，熔、沸點越高。

4.電子式

(1)電子式的書寫

概念：在元素符號周圍，用“?”或“x”來表示原子的最外層電子(價電子)的式子

粒子的種類電子式的表示方法注意事項舉例

價電子少于4時以單H.

原子元素符號周圍標(biāo)有價電子電子分布，多于4時多出

.().

部分以電子對分布

單核離子符號右上方標(biāo)明電荷Na+

陽

H

離元素符號緊鄰鋪開，

多核用“]”，并標(biāo)明電荷：H：N：H]+

子周圍標(biāo)清電子分布

H

元素符號周圍合理分用r,右上方標(biāo)明電

陰單核[:Cl：r

布價電子及所得電子荷

離

元素符號緊鄰鋪開，合理相同原子不得加和，用

子多核：：O：0：J-

分布價電子及所得電子“[『，右上方標(biāo)明電荷

單離子化合用陽離子電子式和陰同性不相鄰，離子合

Na+[:Cl:]-

質(zhì)物離子電子式組成理分布

及

單質(zhì)及共各原子緊鄰鋪開，標(biāo)原子不加和，無

化o：：c：：o

價化合物明價電子及成鍵電子情況“[]”，不標(biāo)明電荷

合

物

(2)電子式書寫的常見錯誤

內(nèi)容實例

N2誤寫為NjN,應(yīng)寫為

錯誤1漏寫未參與成鍵的電子

：N::N：

NaCl誤寫為?Na+:&：,應(yīng)寫

化合物類型不清楚，漏寫或多寫[]

錯誤2為Na+[:占：「，HF誤寫為

及錯寫電荷數(shù)

H+E：F：丁，應(yīng)寫為H：F：

N2的電子式不能寫成

:N：：：N：,更不能寫成

錯誤3書寫不規(guī)范，錯寫共用電子對

:Si：：或?7：Si?

HQO的電子式為H：6：C1：,

錯誤4不考慮原子間的結(jié)合順序

而不是H：ci：6：

CHt的電子式為[H：C：H]+,

不考慮原子最外層有幾個電子，均寫

H

錯誤5

成8電子結(jié)構(gòu)而不是[H:C:H]+

ii

CaBr、CaC的電子式分別為

不考慮AB型離子化合物中2個B是22

22+

錯誤6L：Br：]-CaL：□；：]-、

分開寫還是一起寫

Ca2+E：C：：C：]2-

(3)用電子式表示化合物的形成過程

①離子化合物：左邊是原子的電子式，右邊是離子化合物的電子式，中間用“一一>”連接，相同的原子或

離子不合并。

如NaCl:Nax<i>.ci：—?Nai?]-。

②共價化合物：左邊是原子的電子式，右邊是共價化合物的電子式，中間用“一一>”連接。

如HC1：14+0：—MCI：。

知識點四化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系、分子間作用力

1.離子化合物與共價化合物

(1)離子化合物與共價化合物的比較

項目離子化合物共價化合物

定義含有離子鍵的化合物只含有共價鍵的化合物

構(gòu)成微粒陰、陽離子分子或原子

一定含有離子鍵，

化學(xué)鍵類型只含有共價鍵

可能含有共價鍵

與物質(zhì)類①強(qiáng)堿、②絕大多數(shù)鹽、③①酸、②弱堿、③氣態(tài)氫化物、

別的關(guān)系活潑金屬氧化物④非金屬氧化物、⑤極少數(shù)鹽

(2)離子化合物和共價化合物的判斷方法

'化學(xué)鍵'一含離子鍵，一定是離子化合物

.類型，—只含共價鍵，可能是共價化合物或非金屬單質(zhì)

判

'化合物'-大多數(shù)金屬氧化物、強(qiáng)堿、鹽為離子化合物

斷

一般非金屬氫化物、非金屬氧化物、有機(jī)物為

依［美型J

共價化合物

據(jù)

花合物'一熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物為離子化合物

、性質(zhì),_熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物為共價化合物

【特別提醒】

熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物,水溶液中能導(dǎo)電的化合物不一定是離子化合物,如HCL

2.化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系

r離子鍵-------其立在土------?離子化合物F

化學(xué)鍵＜

Mx—X)

同種元素的原子間L非金屬單質(zhì)

⑴只含有極性共價鍵的物質(zhì)一般是不同種非金屬元素形成的共價化合物，如SiC)2、HC1、CH4等。

(2)只含有非極性共價鍵的物質(zhì)是同種非金屬元素形成的單質(zhì)，如C12、P4、金剛石等。

(3)既有極性鍵又有非極性鍵的共價化合物一般由多個原子組成，如H2O2、C2H4等。

(4)只含離子鍵的物質(zhì)主要是由活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如NazS、CaCb、NaCl

(5)既有離子鍵又有極性共價鍵的物質(zhì)，如NaOH、K2sO4等；既有離子鍵又有非極性共價鍵的物質(zhì)，如

NazOz等。

(6)僅由非金屬元素形成的離子化合物，如NH4CI、NH4NO3等。

(7)金屬元素和非金屬元素間可能存在共價鍵，如AlCb等。

3.化學(xué)鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響

(1)對物理性質(zhì)的影響

金剛石、晶體硅、石英、金剛砂等物質(zhì)硬度大、熔點高，就是因為其中的共價鍵很強(qiáng)，破壞時需消耗

很多的能量。NaCl等部分離子化合物中也有很強(qiáng)的離子鍵，故其熔點也較高。

(2)對化學(xué)性質(zhì)的影響

用分子中有很強(qiáng)的共價鍵，故在通常狀況下，N2的性質(zhì)很穩(wěn)定，H2S>HI等分子中的共價鍵較弱，故

它們受熱時易分解。

4.分子間作用力和氫鍵

(1)分子間作用力

定義把分子聚集在一起的作用力，又稱范德華力

①分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多，它主要影響物質(zhì)的熔點、沸點等物理性質(zhì)，

而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；

特點②分子間作用力存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物和絕大多數(shù)氣態(tài)、液

態(tài)、固態(tài)非金屬單質(zhì)分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質(zhì)，

微粒之間不存在分子間作用力

一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力

變化規(guī)律

越大，物質(zhì)的熔、沸點也越高。例如，熔、沸點：L>Br2>Cb>F2

⑵氫鍵

定義分子間存在的一種比分子間作用力稍強(qiáng)的相互作用

形成條件除H外，形成氫鍵的原子通常是O、F、N

氫鍵存在廣泛，如蛋白質(zhì)分子、醇、較酸分子、H2O.NH3、HF等分子之間。

存在

分子間氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高

①存在氫鍵的物質(zhì)，其熔、沸點明顯高于同族同類物質(zhì)。如H2。的熔、沸

點高于H2s

性質(zhì)

②氨極易液化，是因為NH3分子間存在氫鍵；NH3極易溶于水，也是因為

影響

NH3分子與H2O分子間易形成氫鍵

③水結(jié)冰時體積膨脹、密度減小，是因為結(jié)冰時形成了氫鍵

d題型剖析

高頻考點一同位素與同素異形體

例1.(2022.浙江卷)下列說法不E確的是()

A.32s和34s互為同位素B.C70和納米碳管互為同素異形體

C.CH2cleH2cl和CH3cHe12互為同分異構(gòu)體D.C3H6和C4H8一定互為同系物

【答案】D

【解析】32s和34s是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，互為同位素，故A正確；C70和納米碳管是由碳

元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故B正確；CH2cleH2cl和CH3cHeb的分子式相同、結(jié)構(gòu)不同，

互為同分異構(gòu)體，故C正確；C3H6和C4H8可能為烯煌或環(huán)烷燒，所以不一定是同系物，故D錯誤；故選D。

【變式探究】（2021?廣東卷）“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學(xué)，長

征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學(xué)品。下列有關(guān)說法正確的是

A.煤油是可再生能源

B.H2燃燒過程中熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.火星隕石中的2<>Ne質(zhì)量數(shù)為20

D.月壤中的3fie與地球上的3H互為同位素

【答案】C

【解析】煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學(xué)能變?yōu)?/p>

熱能，故B錯誤；元素符號左上角數(shù)字為質(zhì)量數(shù)，所以火星隕石中的2<>Ne質(zhì)量數(shù)為20,故C正確；同位

素須為同種元素，3He和3H的質(zhì)子數(shù)不同，不可能為同位素關(guān)系，故D錯誤；故選C。

【易錯警示】

①元素的種類由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定，因此劃分元素種類的唯一標(biāo)準(zhǔn)是質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）。

②元素概念中的原子是泛指，即各種狀況下的原子或離子（包括游離態(tài)和化合態(tài)），所以H、D、T、H+、

IT都屬于氫元素。

③元素是個宏觀概念，元素只講種類，不講個數(shù)，元素組成物質(zhì)。

【變式探究】（2020?浙江卷）下列說法正確的是（）

A.35cl和37cl是兩種不同的元素B.單晶硅和石英互為同素異形體

C.HCOOH和HOCH2CHO互為同系物D.H與Na在元素周期表中處于同一主族

【答案】D

【解析】35cl和37cl是C1元素的兩種不同核素，屬于同種元素，A錯誤；同素異形體是指同種元素組

成的不同種單質(zhì)，而單晶硅為硅單質(zhì)，而石英是SiO2,兩者不屬于同素異形體，B錯誤；同系物是指結(jié)構(gòu)

相似，分子組成上相差若干個CH2的有機(jī)化合物，HCOOH和HOCH2CHO結(jié)構(gòu)不相似，不屬于同系物，C

錯誤；H和Na在元素周期表種均處于第IA族，D選項正確；答案選D。

高頻考點二“10電子”“18電子”微粒的應(yīng)用

例2.16.（2022?浙江卷）X、Y、Z、M、Q五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大。X的核外電子數(shù)

等于其周期數(shù)，YX3分子呈三角錐形，Z的核外電子數(shù)等于X、丫核外電子數(shù)之和。M與X同主族，Q是

同周期中非金屬性最強(qiáng)的元素。下列說法正確的是

A.X與Z形成的10電子微粒有2種

B.Z與Q形成的一種化合物可用于飲用水的消毒

C.M?Z與MQ的晶體類型不同

D.由X、Y、Z三種元素組成的化合物的水溶液均顯酸性

【答案】B

【解析】X的核外電子數(shù)等于其周期數(shù)，X為H,YX3分子呈三角錐形，丫為N,Z的核外電子數(shù)等于

X、丫核外電子數(shù)之和，則Z為O,M與X同主族，則M為Na,Q是同周期中非金屬性最強(qiáng)的元素，則Q

為CL綜合分析，X為H,丫為N,Z為O,M為Na,Q為Cl,以此解題。由分析可知X為H,Z為O,

+

則其形成的10電子微粒有HzO、OH、H3O,A錯誤；由分析可知Z為O,Q為C1,可形成CICh,有氧化

性，可用于自來水消毒，B正確；由分析可知Z為O,M為Na,Q為Cl,則M?Z為Na?。，為離子晶體，

MQ為NaCl,為離子晶體，晶體類型相同，C錯誤；由分析可知X為H,丫為N,Z為O,這三種元素可以

形成NH3H2O,其溶液顯堿性，D錯誤；故選B。

【變式探究】（2021.湖南卷）W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，丫的原子序數(shù)等

于W與X的原子序數(shù)之和，Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，W與X可形成原子個數(shù)比為2：1的18e-分

子。下列說法正確的是

A.簡單離子半徑：Z>X>Y

B.W與丫能形成含有非極性鍵的化合物

C.X和丫的最簡單氫化物的沸點：X>Y

D.由W、X、丫三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性

【答案】B

【解析】Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，則Z的核外有3個電子層，最外層電子數(shù)為1,即為Na,

W與X能形成原子個數(shù)比為2:1的18電子的分子，則形成的化合物為N2H4,所以W為H,X為N,丫的

原子序數(shù)是W和X的原子序數(shù)之和，則丫為O。由分析可知，W為H,X為N,丫為O,Z為Na。離子

的電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越小，半徑越大，即離子半徑大小為：N3>O2>Na+,即簡單離子半徑為：X

>Y>Z,故A錯誤；W為H,丫為O,能形成H2O2,含有極性共價鍵和非極性共價鍵，故B正確；X的

最簡單氫化物為氨氣，丫的最簡單氫化物為水，水的沸點高于氨氣，即最簡單氫化物的沸點為Y>X,故C

錯誤；由W、X、丫三種元素形成的化合物有硝酸，硝酸鐵，氨水等，硝酸，硝酸鐵顯酸性，氨水顯堿性，

故由W、X、丫三種元素形成的化合物不一定都是酸性，故D錯誤；故選B。

【方法技巧】尋找“10電子”微粒和“18電子”微粒的方法

(l)M10電子”微粒

NH；OH-F-

CH1-NH3-也0-Ha+fMg2+-*A13+

+

NH；H3O

(2)“18電子”微粒

I（9電子微粒x2）

F—OH,—NH2>—CHa

CH、一CH,、H,N—NH,、OH—OH.F—FJ—CH^CH,—OH

【變式探究】(2020?浙江卷)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。丫元素的最高

正價為+4價，丫元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物Z2X4的電子總數(shù)為18個；Q元素的

原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法不正確的是()

A.原子半徑：Z<Y<M

B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>M

C.X2Z-ZX2易溶于水，其水溶液呈堿性

D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物

【答案】D

【解析】X、Y、Z、M、Q為五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。丫元素的最高正價為+4價，則證

明該元素為第IVA族元素，又知丫元素與Z、M元素相鄰，且與M同族，則在元素周期表位置應(yīng)為

IVA族VA族

,故推知丫為C元素，Z為N元素，M為Si元素；化合物Z2X4的電子總數(shù)為18,則推知，X為H,

該化合物為N2H4；Q元素的原子最外層電子總數(shù)比次外層電子數(shù)少一個電子，推出Q為C1元素，據(jù)此結(jié)

合元素周期律與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析作答。根據(jù)上述分析可知，X為H、丫為C元素、Z為N元素、M

為Si元素、Q為C1元素，則同周期元素從左到右原子半徑依次減小，同主族元素從上到下原子半徑依次增

大，則原子半徑比較：Z(N)<Y(C)<M(Si),故A正確；同周期元素從左到右元素非金屬性依次增強(qiáng)，同主族

元素從上到下元素非金屬性依次減弱，因元素的非金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非

金屬性：Z(N)>Y(C)>M(Si),則最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z(N)>Y(C)>M(Si),故B正確；N2H4

的結(jié)構(gòu)簡式可表示為H2NNH2,分子中含兩個氨基，可與酸反應(yīng)，具有堿性，且該分子具有極性，與水分子

間也存在氫鍵，根據(jù)相似原理可知，N2H4易溶于水，故C正確；X、Z和Q三種元素組成的化合物有很多，

不一定都是共價化合物，如氯化俊屬于錢鹽，為離子化合物，故D錯誤；答案選D。

高頻考點三利用核外電子排布規(guī)律推斷元素

例3.(2021?全國甲卷)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z的最外層電子數(shù)是W

和X的最外層電子數(shù)之和，也是丫的最外層電子數(shù)的2倍。W和X的單質(zhì)常溫下均為氣體。下列敘述正確

的是

A.原子半徑：Z>Y>X>W

B.W與X只能形成一種化合物

C.丫的氧化物為堿性氧化物，不與強(qiáng)堿反應(yīng)

D.W、X和Z可形成既含有離子鍵又含有共價鍵的化合物

【答案】D

【解析】W.X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z的最外層電子數(shù)是W和X的最外層

電子數(shù)之和，也是丫的最外層電子數(shù)的2倍，則分析知，Z的最外層電子數(shù)為偶數(shù)，W和X的單質(zhì)常溫下

均為氣體,則推知W和X為非金屬元素，所以可判斷W為H元素,X為N元素,Z的最外層電子數(shù)為1+5=6,

Y的最外層電子數(shù)為9=3,則丫為A1元素，Z為S元素，據(jù)此結(jié)合元素及其化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析解答。

2

根據(jù)上述分析可知，W為H元素，X為N元素，丫為A1元素，Z為S元素。電子層數(shù)越多的元素原子半

徑越大，同周期元素原子半徑依次減弱，則原子半徑：丫(A1)>Z(S)>X(N)>W(H),A錯誤；W為H元素,

X為N元素，兩者可形成NH3和N2H4,B錯誤；丫為A1元素，其氧化物為兩性氧化物，可與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿

反應(yīng)，C錯誤；W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS,兩者既含有離子鍵又含有共價鍵，D正確。故選D。

【舉一反三】(2020?新課標(biāo)m)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，四種元素的核外電

子總數(shù)滿足X+Y=W+Z；化合物XW3與WZ相遇會產(chǎn)生白煙。下列敘述正確的是()

A.非金屬性：W>X>Y>ZB.原子半徑：Z>Y>X>W

C.元素X的含氧酸均為強(qiáng)酸D.Y的氧化物水化物為強(qiáng)堿

【答案】D

【解析】根據(jù)題干信息可知，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，化合物XW3與WZ相

遇會產(chǎn)生白煙，則WX3為NH3,WZ為HCL所以W為H元素，X為N元素，Z為C1元素，又四種元素

的核外電子總數(shù)滿足X+Y=W+Z,則丫的核外電子總數(shù)為11,丫為Na元素，據(jù)此分析解答。根據(jù)上述分

析可知，W為H元素，X為N元素，丫為Na元素，Z為C1元素，則Na為金屬元素，非金屬性最弱，非

金屬性Y<Z,A選項錯誤；同周期元素從左至右原子半徑依次減小，同主族元素至上而下原子半徑依次增

大，則原子半徑：Na>Cl>N>H,B選項錯誤；N元素的含氧酸不一定全是強(qiáng)酸，如HNCh為弱酸，C錯

誤；丫的氧化物水化物為NaOH,屬于強(qiáng)堿，D正確。

【變式探究】（2020?浙江7月選考，16）X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。丫元素

的最高正價為+4價，丫元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物Z2X4的電子總數(shù)為18個；Q

元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法不正確的是（）

A.原子半徑：Z<Y<M

B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>M

C.X2Z—ZX2易溶于水，其水溶液呈堿性

D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物

【答案】D

【解析】短周期元素X、Y、Z、M、Q的原子序數(shù)依次增大，丫元素的最高正價為+4價，則丫處于

第WA族；丫元素與M元素同主族，且M的原子序數(shù)大于Y,則丫是C,M是Si；丫元素與Z、M元素

相鄰，且Z的原子序數(shù)大于Y,則Z是N?；衔颶2X4為N2X4,其電子總數(shù)為18個，則X含1個電子，

X應(yīng)為H。Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子，且Q的原子序數(shù)大于M（Si）,則Q是Cl。一

般來說，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越小，原子半徑越大，故原子半徑：N

<C<Si,A正確；元素的非金屬性：N>C>Si,則最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:HNC）3>H2cC）3>H2siO3,

B正確；X2Z—ZX2為H,N—NH2,其性質(zhì)類似于NH3,易溶于水，其水溶液呈堿性，C正確；H、N、C1

三種元素可形成離子化合物NH4CI,D錯誤。

高頻考點四8電子結(jié)構(gòu)與電子式的判斷及其應(yīng)用

例4.（2020?新課標(biāo)II）一種由短周期主族元素組成的化合物（如圖所示），具有良好的儲氫性能，其中

元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大、且總和為24。下列有關(guān)敘述錯誤的是

ww

Z+[W-X-Y-Y]-

WWW

A.該化合物中，W、X、丫之間均為共價鍵

B.Z的單質(zhì)既能與水反應(yīng)，也可與甲醇反應(yīng)

C.Y的最高化合價氧化物的水化物為強(qiáng)酸

D.X的氟化物XF3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【答案】D

【解析】一種由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的儲氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子

序數(shù)依次增大，且總和為24,根據(jù)圖示，W為1價形成共價鍵，W為氫，Z為+1價陽離子，Z為Na,Y

為3價，丫為N,241117=5,X為B元素。該化合物中，H、B、N之間均以共用電子對形成共價鍵，故A

正確；Na單質(zhì)既能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，也能與甲醇反應(yīng)生成甲醇鈉和氫氣，故B正確；N的最

高價氧化物的水化物HNCh為強(qiáng)酸，故C正確；B的氟化物BF3中B原子最外層只有6個電子，達(dá)不到8

電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯誤；故選D。

【方法技巧】判斷分子中各原子是否達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，主要有兩種方法：

(1)經(jīng)驗規(guī)律法

凡符合最外層電子數(shù)十|化合價1=8的皆為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

(2)試寫結(jié)構(gòu)法

判斷某化合物中的某元素最外層是否達(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①H2O：O原子最外層有6個電子，氏0中每個O原子又與兩個H原子形成兩個共價鍵,

所以H?。中的0原子最外層有6+2=8個電子，但H2O中的H原子最外層只有2個電子；②N2：N原子

最外層有5個電子，N與N之間形成三個共價鍵，所以N2中的N原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

【變式探究】(2019?海南，13)自門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律以來，人類對自然的認(rèn)識程度逐步加深，元素

周期表中的成員數(shù)目不斷增加。回答下列問題：

(1)2016年IUPAC確認(rèn)了四種新元素，其中一種為Me,中文名為“饃”。元素Me可由反應(yīng)：？翁Am+匆

Ca-^Mc+3&n得到。該元素的質(zhì)子數(shù)為,287Mc與288Mc互為。

(2)Mc位于元素周期表中第VA族，同族元素N的一種氫化物為H2N—NH2,寫出該化合物分子的電子

式：，該分子內(nèi)存在的共價鍵類型有o

(3)該族中的另一元素P能呈現(xiàn)多種化合價，其中+3價氧化物的分子式為,+5價簡

單含氧酸的分子式為。

HH

H：N：N：H

【答案】⑴115同位素（2）????極性鍵和非極性鍵（3）P4O6H3PO4

【解析】（1）根據(jù)制Me,可得Me的質(zhì)子數(shù)為115；287MC與288MC的質(zhì)子數(shù)都是115,由于質(zhì)量數(shù)分別

是287、288,則二者的中子數(shù)分別是172、173,二者質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，它們互為同位素。（2）N原

子最外層有5個電子，化合物H2N—NH2中2個N原子形成一對共用電子對，每個N原子與2個H原子形

HH

H：N：N：H

成2對共用電子對，所以該化合物的電子式為