物质结构及元素周期律复习指要

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　　专题解读 本专题的重点是元素周期律和元素周期表,要深刻地理解并运用它们,必须用有关原子结构、核外电子排布的知识作基础。由于这部分内容,概念较多,知识点繁杂,建议可以采用“三多”的方法复习。

　　第一,多联系(宏观与微观联系)。物质结构与元素周期律知识中处处都体现着宏观与微观的统一。就像HClO4具有强酸性、HCl是稳定的氢化物、Cl2具有强氧化性,这些性质都与氯原子的结构有直接关系。这种微观与宏观的统一集中表现在元素原子最外层电子排布的周期性变化决定元素性质随原子序数递增发生周期性变化。

　　第二,多比较。学习中要特别注意一些容易混淆的概念,像同位素与同素异构体,配位键与氢键和“键的极性与分子极性”等可以通过比较来区别。

　　第三,多运用。元素周期律是一条重要的规律,有许多具体的运用。如推断性质、性质比较、解释反应事实和寻找特征元素等。一、 考查原子或离子中的微粒关系要点提示 考试说明要求我们了解元素、核素和同位素的含义,知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。了解1～18号元素的原子核外电子排布,能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构。要求记住 1～18号元素的名称和元素符号,记住第ⅠA 族和零族的原子序数及推导方法。例1 1525P是最近合成的一种新核素,表示的磷原子是()

　　A. 是一种新元素

　　B. 核外有25个电子,其中有5个电子能参与成键

　　C. 核内有15个质子,核外有10个电子

　　D. 质量数为25,原子序数为15,核内有10个中子解析 在A中1525P是磷元素的一种新核素,A错;在B中核外有15个电子,其中有5个电子能参与成键,B错;在C 中,核内有15个质子,核外有15个电子,C错;D正确。答案D技巧点拨 在原子的表示法中,左下角数字表示质子数。在原子中,质子数=原子序数=核电荷数=核外电子数,质量数=质子数+中子数。决定元素种类的微粒是质子数,决定原子种类的微粒是质子数和中子数,核外电子数决定了原子的半径大小以及元素的化学性质。

　　二、 考查元素周期表结构的应用要点提示 考试说明要求我们了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。注意:七周期包括三短三长一不完全。七主族包括第ⅠA 族(第一纵行),第ⅡA 族(第二纵行),第ⅢA 族(第十三纵行)…… 第ⅦA族(第十七纵行)。零族指第十八纵行,Ⅷ族指第八、九、十纵行。 例2 下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:

　　(1) ④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为 。

　　(2) ②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是。

　　(3) ①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:。

　　(4) 由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)。

　　a. MnO2b. FeCl3c. Na2SO3d. KMnO4

　　(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:

　　X溶液与Y溶液反应的离子方程式为。

　　N→⑥的单质的化学方程式为。

　　常温下,为使0.1 mol•L-1 M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至 。解析 本题以周期表为题材,考查原子半径比较、酸性强弱、电子式、离子方程式以及盐类水解等知识。(1) ⑤、⑥位于同一周期,且⑤排在⑥的前面,原子半径大,而④在上一周期,比⑤、⑥少一个电子层,故半径最小。(2) ②、⑦位于同一主族,上面的非金属性强,最高价含氧酸酸性强,②③位于同一周期,且③在后,非金属性强,对应的酸性强。(3) 四种元素分别为氢、氧、钠和氯,离子键显然必须是钠盐,极性共价键则应有两种非金属组成。(4)液态H2O2可以在MnO2、FeCl3等催化剂作用下发生分解反应。(5) ⑥为Al,可推断Z为Al(OH)3,受热分解可产物Al2O3,再电解即可得单质铝。M为仅含非金属元素的盐,显然是铵盐,所以X与Y应为AlCl3与NH3•H2O的反应,生成NH4Cl。由于NH4+水解,故要使其浓度与Cl-相等,则要补充NH3•H2O。由电荷守恒知:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),若c(NH4+)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),即pH=7。答案(1) Na>Al>O

　　(2) HNO3>H2CO3>H2SiO3(3)(4) ab(5) Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

　　2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 溶液的pH等于7技巧点拨 元素周期表知识热点内容主要集中在以下几个方面:一是根据原子结构的一些数量关系及元素的单质及其化合物的性质确定元素在周期表中的位置,从而确定该元素的其他性质或元素的名称等。二是从元素在周期表中的位置推断元素性质或进行几种元素的性质或结构特点的比较。三是确定“指定的几种元素形成的化合物”的化学式。解此类题的方法思路是:定位置,推价态,想可能,比性质。

　　三、 考查元素的“位-构-性”以及相互关系要点提示 考试说明要求我们了解认识元素周期律的本质,掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质递变规律的关系,了解元素(主族和零族)原子结构、在周期表中的位置及其性质递变的规律。为帮助记忆,这里给出三句口诀:

　　周期表格要牢记,变化体现周期律;

　　七主七副七周期,零族Ⅷ族镧锕系;

　　同周金减非递增,同族金增非递减。

　　四条规律:

　　(1) 原子(离子)半径大小变化规律:同周期从左到右原子(离子)半径依次减小,同主族从上到下原子(离子)半径依次增大。

　　(2) 核外电子排布相同的微粒半径大小比较规律:核电荷数越大,微粒半径越小。

　　(3) 金属性强弱判断规律:a. 金属单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度;b. 最高价氧化物的水化物的碱性强弱;c. 金属单质间的置换反应。

　　(4) 非金属性强弱判断规律:a. 非金属单质与氢气化合的难易程度及生成的气态氢化物的稳定性强弱;b. 最高价氧化物的水化物的酸性强弱;c. 非金属单质间的置换反应。 例3 下表列出了元素周期表中的部分元素(用元素符号或名称表示):

　　(1)表中用元素符号所列出的元素除H外,其余非金属元素原子 (填序号)。

　　a. 最外层电子数都大于4

　　b. 主族序数等于周期数

　　c. 最外层电子数都大于电子层数

　　(2) 以下关于元素的性质或用途的叙述正确的是(填序号)。

　　a. P、S、Cl等元素的化合物常用来制取农药

　　b. 硅(Si)、锗(Ge)可用于制半导体材料

　　c. F是最活泼非金属元素,其最高价氧化物的水化物的酸性最强

　　(3) 以下方法可以比较S、Cl非金属性强弱的是(填序号)。

　　a. 分别测定H2S溶液和HCl溶液的酸性

　　b. 将H2分别与S、Cl2反应,根据反应条件加以判断

　　

　　c. 将H2S通入氯水中,观察到有淡黄色固体析出:H2S+Cl2=2HCl+S↓

　　(4)美俄科学家2006年10月5日宣布他们已制得了118号元素。试分析,若制得117号元素(其位置见表),按元素周期表中金属与非金属的分布,它应是一种 (选填“金属”、“非金属”)元素,写出117号元素最外层电子排布式为。解析 根据周期表可知,(1)除H外,其余非金属元素原子,只有最外层电子数都大于电子层数是正确的;(2)只有P、S、Cl等元素的化合物常用来制取农药和硅、锗可用于制半导体材料是正确的;(3) 根据H2SO4和HClO4溶液的酸性强弱;H2与S在加热条件下反应且会部分分解,而H2与Cl2在光照或点燃条件下反应;将H2S通入氯水中,观察到有淡黄色固体析出:H2S+Cl2=2HCl+S↓,都可以判断硫比氯的非金属性弱。(4) 根据周期表中金属与非金属元素的分界线,可知117号元素是金属,则它的最外层电子排布式为7s27p5。答案 (1) c (2) a b (3) b c (4) 金属7s27p5技巧点拨 要熟悉元素周期表的纵、横结构,能区分长短周期、主副族,如知道每周期的元素数目。在元素周期表中存在纵、横两种递变规律,这部分内容的题型包括:四判断、六比较、一解释、一计算、一综合推断。“四判断”:判断位置、判断元素、判断性质、判断组成(分子式)。“六比较”:比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性;比较气态氢化物的稳定性及其水溶液的酸性;比较金属性与非金属性;比较氧化性、还原性;比较离子半径和原子半径;比较原子序数的大小。“一解释”:用递变规律解释相关规律。“一计算”:根据通式及组成百分比求元素相对原子质量。“一综合推断”:即物质结构推断题,完整形式是推元素、判性质、写用语,位、构、性大串联。