專題五原子結(jié)構(gòu)元素周期律高考

化學(xué)新高考、新教材適用體系透視考點(diǎn)透析題型透析目錄考點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律考點(diǎn)2元素周期表和元素周期律題型1文字?jǐn)⑹鲂驮赝茢囝}型2信息綜合型元素推斷考點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律1.原子的構(gòu)成原子

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

3.基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布原則:能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則。(2)構(gòu)造原理:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(以硫原子為例)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注意當(dāng)能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)時體系的能量較低,如24Cr的電子排布式為

Cu的電子排布式為[Ar]3d104s1?？键c(diǎn)2元素周期表和元素周期律1.元素周期表的結(jié)構(gòu)及分區(qū)

分區(qū)元素分布價電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1~2除H外都是活潑金屬元素。通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA~ⅦA族、0族ns2np1~6(He除外)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB~ⅦB族(除鑭系、錒

系外)、第Ⅷ族(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成[如2021全國甲卷35題]ds區(qū)ⅠB、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2.主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律內(nèi)容同周期(左→右)同主族(上→下)原子核外電子排布能層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸增多最外層電子數(shù)相同,能層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小逐漸增大元素主要化合價最高正價由+1→+7(O、F除外),

最低負(fù)價由-4→-1最高正價=主族序數(shù)(O、F除外),

非金屬元素最低負(fù)價=主族序數(shù)-8元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸

增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸

減弱第一電離能呈增大趨勢逐漸減小電負(fù)性逐漸增大逐漸減小注意①同種元素的電離能:I1<I2<I3……②第ⅡA、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,如I1(Mg)>I1

(Al)>I1(Na),I1(N)>I1(O)>I1(C),一般解釋為Al的第一電離能是失去3p能級電子所需的能

量,3p能級電子的能量比Mg失去的3s能級電子的高;N的價電子排布中2p能級是半充

滿的,原子的能量較低,比較穩(wěn)定,第一電離能較高。③若某元素的In+1?In,則該元素的常見化合價為+n。例如,鎂元素的I3?I2,則其常見化

合價為+2。3.電負(fù)性的應(yīng)用

注意HF中兩種元素的電負(fù)性差值較大,但其化學(xué)鍵為共價鍵。4.對角線規(guī)則在元素周期表中,某些主族元素與其右下方的主族元素(鋰與鎂、鈹與鋁、硼與硅)的

一些性質(zhì)具有相似性。例,鋰與鎂的單質(zhì)與氧氣反應(yīng)均生成氧化物;鈹與鋁的單質(zhì)都

能與酸或堿反應(yīng),氫氧化物均具有兩性。5.微粒半徑大小的比較方法:“三看”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>

>

,

>rCl。6.元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷依據(jù)金屬性比較本質(zhì)元素原子越易失電子,元素的金屬性越強(qiáng)

判斷依據(jù)單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出H2越容易(反應(yīng)越劇烈)元素的金屬性越強(qiáng)

最高價氧化物的水化物(即氫氧化物)的堿性越強(qiáng)

單質(zhì)的還原性越強(qiáng)(或?qū)?yīng)陽離子的氧化性越弱)

一般來說在金屬活動性順序中位置越靠前

非金屬性比較本質(zhì)元素原子越易得電子,元素的非金屬性越強(qiáng)

判斷依據(jù)單質(zhì)與H2化合越容易,生成的簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定元素的非金屬性越強(qiáng)

最高價氧化物的水化物(即最高價含氧酸)的酸性越強(qiáng)

單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)(或?qū)?yīng)陰離子的還原性越弱)

題型1文字?jǐn)⑹鲂驮赝茢嘁?、解題方法三步走二、解題必備知識1.元素的“位—構(gòu)—性”關(guān)系

點(diǎn)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.熟記以下規(guī)律總結(jié)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(fù)價代數(shù)和為零的短周期元素:H、C、Si⑦最高正價是最低負(fù)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

s、p軌道上電子總數(shù)相等的原子:O、Mg。

2p軌道上有2個未成對電子的原子:C、O。3.電子數(shù)相等的微粒的確定方法(1)2電子微粒:以He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。

(2)10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。

(3)18電子微粒:以Ar為出發(fā)點(diǎn),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。

注意SiH4中Si顯正價,H顯負(fù)價,為18電子分子。例1

(2023浙江6月選考,11,3分)X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增

大。X、Y與Z位于同一周期,且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個未成對電

子,W原子在同周期中原子半徑最大。下列說法不正確的是

(

)A.第一電離能:Y>Z>XB.電負(fù)性:Z>Y>X>WC.Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡單離子的半徑:W<ZD.W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一是非極性分子A

解題思路根據(jù)信息推出各元素,利用“X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,X、Y、Z位于同一周期”,可推出X、Y、Z為第二周期元素,W為第三周

期元素。再利用“X基態(tài)原子核外有2個未成對電子,且X、Y、Z三種元素中只有X、

Y元素相鄰”,推出X為C、Y為N、Z為F。利用信息“W原子在同周期中原子半徑最

大”,推出W為Na。A根據(jù)第一電離能變化趨勢得F>N×B根據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律√C利用微粒半徑大小比較的“二看”核外電子排布相同,看核電荷數(shù)大小√D類比CaC2可知W2X2為Na2C2,生成的

為非極性分子√

易錯警示

只含極性鍵的分子不一定是極性分子,如CH4;單質(zhì)不一定是非極性分子,如O3。例2

(2023湖南,6,3分)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已

知:X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的前20號元素,W為金屬元素?；鶓B(tài)X原子s軌

道上的電子數(shù)和p軌道上的電子數(shù)相等,基態(tài)X、Y、Z原子的未成對電子數(shù)之比為2∶

1∶3。下列說法正確的是

(

)A.電負(fù)性:X>Y>Z>WB.原子半徑:X<Y<Z<WC.Y和W的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成氣體D.Z元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物具有強(qiáng)氧化性C

解題思路基態(tài)X原子的s軌道和p軌道上的電子數(shù)相等,且基態(tài)X原子中含有未成對電子,則核外電子排布式為1s22s22p4,推出X為O;基態(tài)X、Y、Z原子的未成對電子數(shù)之

比為2∶1∶3,X原子的未成對電子數(shù)為2,則Y原子的未成對電子數(shù)為1,Z原子的未成對

電子數(shù)為3,根據(jù)X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大及題給物質(zhì)的化學(xué)式,可知Y為F,Z為

P,根據(jù)W3(PO4)2知W元素顯+2價,只能為Ca。A依據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律得Y>X>Z>W×B依據(jù)原子半徑變化規(guī)律得Y<X<Z<W×C活潑金屬如Na、K、Ca與H2O反應(yīng)均可生成H2,F2與H2O反應(yīng)生成O2√DH3PO4無強(qiáng)氧化性×題型2信息綜合型元素推斷一、解題方法三步走1.周期表片段型元素推斷題通?？疾槎讨芷谠?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(jìn)而根據(jù)題目信

息確定元素種類。例如:二、解題方法示例及必備知識X

Y

Z

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。2.結(jié)構(gòu)式型元素推斷題(1)短周期主族元素原子與其形成的共價鍵數(shù)目的關(guān)系如下:共價鍵數(shù)目1234567元素H、F、ClO、SB、N、

Al、PC、SiPSCl(2)不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的情況:①B、Al只形成三個共價鍵時,②P、S、Cl分別形成

5、6、7個共價鍵時,③有H原子出現(xiàn)時。(3)出現(xiàn)離子結(jié)構(gòu)時,一定要注意陰離子多出的電子給了誰,陽離子少的電子從哪里找,

基本的方法如下:①與“常規(guī)”共價鍵數(shù)目不一致,如O應(yīng)該形成2個共價鍵,若只形成一個,則多出的電

子給了O。②圖中同種原子形成的共價鍵數(shù)目不同,則多出的電子算在成鍵數(shù)目少的原子上,如

[

]-,多出的電子算在成一個鍵的X上,則X最外層有6個電子,位于第ⅥA族,也可以反向思考,根據(jù)成鍵多的原子計算,也可得出同樣的結(jié)論。③若其他元素的多個原子形成的共價鍵數(shù)目只有1種,結(jié)構(gòu)中只有1個Y原子,則電子算

到Y(jié)原子上,如[

]-中Y原子得到1個電子,則Y原子的最外層電子數(shù)為8-2-1=5(2為Y形成的共價鍵數(shù)),Y應(yīng)位于第ⅤA族。3.部分信息綜合型元素推斷還會結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu),pH-原子序數(shù)關(guān)系圖等形式出現(xiàn),解題

思路都是分析信息推出元素。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(yīng)的水化物為強(qiáng)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(chǎn)生D.丙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)C

解題思路根據(jù)“戊的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸”,結(jié)合元素周期表片段可知,戊可能為S或Cl;若戊為S,則甲為C、乙為O、丙為Si、丁為P;若戊為Cl,則甲

為N、乙為F、丙為P、丁為S。A根據(jù)原子半徑變化規(guī)律√B依據(jù)同周期主族元素非金屬性變化規(guī)律√C甲為C或N,則當(dāng)氫化物為CH4時遇HCl不產(chǎn)生白煙×D丙為Si或P,則其最高價氧化物對應(yīng)的水化物都是酸,一定可與強(qiáng)堿反應(yīng)√例2

(2022湖南,5,3分)科學(xué)家合成了一種新的共價化合物(結(jié)構(gòu)如圖所

示),X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,W的原子序數(shù)等于X與Y的原子

序數(shù)之和。下列說法錯誤的是

(

)

A.原子半徑:X>Y>ZB.非金屬性:Y>X>WC.Z的單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性D.原子序數(shù)為82的元素與W位于同一主族C

解題思路由化合物的結(jié)構(gòu),按照各元素原子形成的共價鍵數(shù)目進(jìn)行推斷。X、W形成4個共價鍵,且W原子序數(shù)最大,可知X為C,W為Si。Y形成2個共價鍵,Z形成1個共

價鍵,且原子序數(shù):W=X+Y,則推知Y為O,Z為F。A根據(jù)同周期元素原子半徑變化規(guī)律√B根據(jù)同周期、同主族元素非金屬性變化規(guī)律√CZ的單質(zhì)為F2,