第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)

元素周期律

本章整合知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建專題歸納素養(yǎng)整合知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建電子數(shù)電子排布最外層電子數(shù)

·各層電子數(shù)電子層一書寫原子的電子式?jīng)Q定主族元素的化學(xué)性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)示意圖原子核原子結(jié)構(gòu)x核外電子在質(zhì)子數(shù)確定后，決定原子種類

(核素

→

同位素)近似相對原子質(zhì)量決定元素種類質(zhì)量數(shù)核電荷數(shù)一中子質(zhì)子隨原子序數(shù)的遞增：a.

核外電子排布呈周期性變化b.原子半徑呈周期性變化c.主要化合價呈周期性變化a.按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列

編排原則

b.

把電子層數(shù)相同的元素排成一橫行c.把最外層電子數(shù)相同的元素(個別例外)排成一縱行短周期(包括一、二、三周期)長周期(包括四、五、六、七周期)主族(IA～VIA)副族(ⅢB～VIB、VⅢ、IB、ⅡB)

0族(稀有氣體元素)周期：共7個橫行結(jié)構(gòu)族：共18個縱列金屬性與非金屬性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律元素性質(zhì)

遞變規(guī)律元素周期律化學(xué)變化離子化合物極性鍵非極性鍵電子式表示方法

結(jié)構(gòu)式原子結(jié)構(gòu)示意圖新鍵形成舊鍵斷裂離子鍵共價鍵變化化學(xué)鍵類

型共價化合物專題歸納素養(yǎng)整合原子結(jié)構(gòu)特征含量等其他特征物理和化學(xué)特征元素的性質(zhì)原子或離子結(jié)構(gòu)若干元素原子序數(shù)間關(guān)系根據(jù)化學(xué)式計算根據(jù)化學(xué)方程式計算1.元素推斷題的解題思路一般為先確定該元素所在的主族位置，然后再根據(jù)該族元素性質(zhì)變化規(guī)律進行推測判斷。元素推斷

的基本思路如下圖所示：專題1

利用元素周期表或元素周期律解元素推斷題的方法和思路(證據(jù)推理與模型認知)周期數(shù)、族序數(shù)原子序數(shù)元素的特征相對原子質(zhì)量元

素

名

稱

(

位

置

)2.確定元素形成的化合物的解題思路一般為推價態(tài)、定元素、想可能、得形式，從而獲得結(jié)果。3.對元素“位置”“結(jié)構(gòu)”“性質(zhì)”之間的關(guān)系的分析思路一般為先確定元素在周期表中的位置，然后再根據(jù)位置

推測性質(zhì)?！纠}1】

短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X是地殼中含量最多的元素，Y原子的最外層只有一個電子，Z

位于元素周期表第ⅢA族，W與X

屬于同一主族。下列說法正確的是()A.原子半徑：r(W)>r(Z)>r(Y)B.由

X、Y組成的化合物中均不含共價鍵C.

最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：Y<ZD.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X>W答案：D解析：由題意知X

是氧元素，Y

是鈉元素，Z

是鋁元素，W

是硫元素。同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小

，A項錯誤；氧元素與鈉元素組成的化合物Na?O?

中含有共價鍵，B

項錯誤；元素的金屬性Na>Al,故其最高價氧

化物對應(yīng)的水化物的堿性NaOH>AI(OH)?,C

項錯誤；非金屬性O(shè)>S,故熱穩(wěn)定性H?O>H?S,D

項正確。專題2

化學(xué)鍵知識的考查點及解題策略(宏觀辨識與微觀探析)1.物質(zhì)所含化學(xué)鍵類型的判斷(1)只含共價鍵的物質(zhì)。①同種非金屬元素組成的單質(zhì)，如H?

、O?

、

金剛石等。②不同非金屬元素組成的共價化合物，如HCl、H?O、CO?等。(2)只含有離子鍵的物質(zhì)。活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如Na?S

、CsCI

、K?O

、NaH

等。(3)既含有離子鍵又含有共價鍵的物質(zhì)。例如Na?O?

、NH?CI

、NH?

NO?

、NaOH

、Na?SO?等。(4)無化學(xué)鍵的物質(zhì)。稀有氣體，如氬氣、氦氣等。2.離子化合物和共價化合物的判斷方法(1)根據(jù)構(gòu)成化合物的粒子間是以離子鍵還是以共價鍵結(jié)合來判斷。一般來說，活潑的金屬原子和活潑的非金屬原子間形成的是離子鍵，同種或不同種非金屬原子間形成的是共價鍵。(2)根據(jù)化合物的類型來判斷。大多數(shù)堿性氧化物、強堿和鹽都屬于離子化合物；非金屬氫化物、非金屬氧化物、含氧酸都屬于共價化合

物。(3)根據(jù)化合物的性質(zhì)來判斷。熔點、沸點較低的化合物一般是共價化合物；溶于水后不能發(fā)生電離的化合物是共價化合物；熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物，不導(dǎo)電的化合物是共價化合物?！纠}2】有H、C、O、Cl、Na五種元素。(1)在由兩種元素組成的化合物里，其中離子化合物有(寫2種),共價化合物有

(寫4種)。(2)在由三種元素組成的化合物里，其中離子化合物有_

(寫2種),共價化合物有

(寫2種)。答案：(1)NaCl、Na?O

CH?

、HCI、CO?

、H?O?(2)Na?CO?

、NaOH

H?CO?

、HCIO(其他合理答案也可以)解

析：(1)兩種元素組成的化合物有：CH?

、H?O、H?O?

、HCI、CO?

、CO、Na?O、Na?O?

、NaCl、NaH等

。其中離子化合物有：Na?O、Na?O?、NaCI、NaH。共價化合物有：CH?

、H?O、H?O?

、HCl、CO?、CO。(2)三種元素組成的化合物有：H?CO?

、HCIO、NaOH、Na?CO?

、NaCIO等。其中離子化合物有：Na?CO?

、NaOH

、NaCIO。共價化合物有：H?CO?

、HCIO。突破一

元素的“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”之間的關(guān)系規(guī)律及其應(yīng)

用典例1(2021全國乙，11)我國嫦娥五號探測器帶回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.原子半徑大小順序為W>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于碳酸答案

B解析

根據(jù)題干中有關(guān)W

、X

、Y

、Z

原子結(jié)構(gòu)的信息，并結(jié)合對地球土壤中的元素組成的初步認識，可推斷出X

、Y

、Z

分別為第三周期的Mg

、A1、Si,W

為0。

O、Mg、Al、Si

的原子半徑大小順序為X>Y>Z>W(Mg>Al>Si>O),A項錯誤；化合物XW(MgO)

中的化學(xué)鍵是離子鍵，B項正確；Y(A1)單質(zhì)的導(dǎo)電性強于Z(Si)單質(zhì)的導(dǎo)電性，C項錯誤；Z的氧化物的水化物(硅酸或原硅酸)的酸性弱于碳酸的酸性，D

項錯誤。元素的原子結(jié)構(gòu)、其在周期表中的位置及元素的性質(zhì)(位、構(gòu)、性)三者之間的關(guān)系可用下圖表示：應(yīng)用“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者的關(guān)系解答問題時要注意掌握以下幾個方反映元素在周期表中的位置

推導(dǎo)面

：

決定反映決定原子結(jié)構(gòu)元素性質(zhì)1.熟練掌握四個關(guān)系式原子核外電子層數(shù)=周期序數(shù)原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù)主族元素的最高正價=族序數(shù)(O、F除外)最低負價=主族序數(shù)-82.熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律(1)各周期所含元素種類數(shù)(第一到第七周期分別為2、8、8、18、18、32、32)。(2)稀有氣體元素的原子序數(shù)(分別為2、10、18、36、54、86、118)和所在周期

(分別在一到七周期)。(3)同主族相鄰周期元素原子序數(shù)的差值(2、8、18、32)。(4)同周期第ⅡA

族與第IA

族元素原子序數(shù)差值(111、25)。對點訓(xùn)練1-1(2020浙江7月選考)X、Y、Z

、M

、Q

五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y

元素的最高正價為+4價，Y

元素與Z、M元素相鄰，且與M元

素同主族；化合物Z?X?

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<MB.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>Y>M

C.X?Z—ZX?

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，Y元素的最

高正價是+4價，則Y為碳元素，M

與Y同主族，則M是硅元素；Z與碳相鄰，是氮

元素，N?X?的電子總數(shù)是18,X

是氫元素；Q是第三周期元素，最外層電子數(shù)是

7,則為氯元素。原子半徑：N<C<Si(Z<Y<M),A

項正確；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：HNO?>H?CO?>H?SiO?(Z>Y>M),B項正確；H?N—NH?易溶于水，水溶液呈堿性，C項正確；H

、N

、Cl

可以形成NH?Cl離子化合物，D項錯誤。對點訓(xùn)練1-2(2020山東濰坊中學(xué)高一階段檢測)A、B

、C、D、E五種元素，它們原子的核電荷數(shù)均小于18且依次遞增，A原子核內(nèi)僅有一個質(zhì)子；B原

子的電子總數(shù)與D

原子的最外層電子數(shù)相等；A原子與B

原子的最外層電子

數(shù)之和與C

原子的最外層電子數(shù)相等；D的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍；E的單質(zhì)是用途最廣泛的半導(dǎo)體材料。試推斷它們各是什么元素并回答下列問題：(1)寫出它們的元素符號：A

,B

,C

,D

_,E

(2)B

、C

、D

的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序為(用化學(xué)式表示)。(3)畫出D

的離子結(jié)構(gòu)示意圖：

(4)用一個化學(xué)方程式證明B、E

的非金屬性的強弱：__(5)寫出E的最高價氧化物的化學(xué)式：

(6)由這五種元素中的任意幾種組成的三核10電子的分子為

_,四核10電子的分子是

_。由這五種元素中的任意幾種組成的四核18電子的分子為

,五核18電子的分子是

oO答案

(1)H

C

N

O

Si(2)H?O>NH?>CH?(3)

+8

2(4)Na?SiO?+H?O+CO?==H?SiO?↓+Na?CO?(5)SiO?

(6)H?ONH?

H?O?

SiH?解析

有A

、B

、C

、D

、E五種元素，它們原子的核電荷數(shù)依次遞增且均小于18,A原子核內(nèi)僅有1個質(zhì)子，A

應(yīng)為氫元素；D

原子有兩個電子層，最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)為6,則D

為氧元素；B

原子的電子總數(shù)與D

原子

的最外層電子數(shù)相等，則B

為碳元素；A

原子與B

原子的最外層電子數(shù)之和與C

原子的最外層電子數(shù)相等，C

原子最外層電子數(shù)=1+4=5,且C

的原子序數(shù)小于D,所以

C是氮元素；E的單質(zhì)是用途最廣泛的半導(dǎo)體材料，E為硅元素。(1)A為氫元素，B為碳元素，C為氮元素，D為氧元素，E為硅元素。(2)同周期元素從左到右非金屬性依次增強，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次增強，因C、

N、O

的非金屬性依次增強，故其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序為(3)D為0元素，核電荷數(shù)為8,其離子的結(jié)構(gòu)示意圖為(4)C的非金屬性比Si的強，可根據(jù)強酸制備弱酸的原理，結(jié)合其最高價氧化

物對應(yīng)水化物的酸性來判斷，用化學(xué)方程式表示為Na?SiO?+H?O+CO?=H?SiO?↓+Na?CO?。(5)E的最高價氧化物為二氧化硅，化學(xué)式為SiO?。(6)水分子為三核10電子的分子，其化學(xué)式為H?O;

氨氣分子為四核10電子的

分子，其化學(xué)式為NH?;

過氧化氫分子為四核18電子的分子，其化學(xué)式為H?O?;

氫化硅分子為五核18電子的分子，其化學(xué)式為SiH?。突破二

判斷離子化合物與共價化合物的方法典例2下列敘述中，不正確的是()A.共價化合物可能含有離子鍵B.CCl?

和NH?都是只含有極性鍵的共價化合物C.Na?O?是含有非極性鍵的離子化合物D.CaO和NaCl晶體熔化時要破壞離子鍵答案

A解析共價化合物中一定無離子鍵，A

項錯誤；CCl?

和NH?分別含有C—Cl鍵和N—H鍵，都屬于極性鍵，B項正確；Na?O?中

的O2-中含有非極性共價鍵0—O

鍵，C項正確；CaO和NaCl都屬于離子化合物，熔化時要破壞離子鍵，D1.根據(jù)化合物的基本類型判斷(1)常見的鹽中絕大多數(shù)都是離子化合物，少數(shù)鹽是共價化合物。如AlCl?是共價化合

物。(2)常見的強堿是離子化合物，弱堿是共價化合物。如KOH

、NaOH

、Ba(OH)?

是離子

化合物，NH?·H?O是共價化合物。(3)活潑金屬的氧化物、過氧化物是離子化合物，其他元素的氧化物、過氧化物一般

是共價化合物。如MgO、CaO、Na?O、K?O、Na?O?

等是離子化合物，SO?、SO?NO?、CO?、CO、SiO?、P?O?、H?O、H?O?

等是共價化合物。(4)活潑金屬的氫化物是離子化合物，其他元素的氫化物多是共價化合物。如NaHCaH?等是離子化合物，HFHCl、HBr、HI、H?O、H?S、NH?、CH

?等是共價化合物。2.根據(jù)化合物的導(dǎo)電性判斷熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物，熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物是共價化合物。3.根據(jù)化合物的熔、沸點判斷熔、沸點比較高或很高的化合物可能是離子化合物，而熔、沸點較低或很

低的化合物可能是共價化合物。對點訓(xùn)練2-1下面是我們熟悉的物質(zhì)：①O?②

金

剛

石③NaBr④H?SO?⑤Na?CO?⑥NH?Cl⑦NaHSO?⑧Ne

⑨Na?O?

⑩NaOH(1)這些物質(zhì)中，只含共價鍵的是

(填序號，下同),只含離子鍵的

是

,既含共價鍵又含離子鍵的是

,不存在化學(xué)鍵的是

。(2)屬于共價化合物的是

,屬于離子化合物的是

_o(3)將NaHSO?溶于水，破壞了NaHSO?中的_

,寫出其電離方程式：NaHSO?熔融狀態(tài)下電離，破壞了

_,寫出電離方程式：

。答案

(1①②④③

⑤⑥⑦⑨⑩⑧(2④

③⑤⑥⑦⑨⑩(3)離子鍵、共價鍵

NaHSO?

Na?+H+S0

離子鍵NaHSO?

熔融Na++HSo4解析

O?

、

金剛石中只含共價鍵；H?SO?只含共價鍵，是共價化合物；NaBr中只含離子鍵，是離子化合物；Na?CO?、NH?Cl、NaHSO?、Na?