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高一化学下学期期末复习之《物质结构》

　　学习目标
　　1、掌握原子结构的知识，元素周期律的内容以及周期表的结构。

　　2、理解原子结构与元素周期律和元素周期表（即构—位—性）之间的内在联系。

　　重点、难点
　　构—位—性三者之间的规律及其应用。

　　知识复习与归纳
　　一、原子结构
　　1、构成原子的粒子间的关系

　　说明：
　　数目关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数 = 原子序数

　　质量关系：质量数（A）= 质子数（Z）＋中子数（N）

　　电量关系：阳离子的核外电子数 = 质子数 — 所带正电荷数

　　阴离子的核外电子数 = 质子数 + 所带负电荷数

　　2、同位素、核素
　　具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，叫做核素。

　　质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子（核素）互称同位素。

　　同一元素的天然不同核素：①化学性质基本相同；②各自所占的原子个数百分数保持一定。

　　3、核外电子排布
　　核外电子运动描述：电子云

　　核外电子排布规律：一“分”一“低”四“不超”，即：
　　①多电子原子里，电子分层排布：K、L、M、N、O、P、Q……；

　　②电子按能量由低到高依次从内层向外层排布；

　　③第n电子层所能容纳的电子不超过2n2个；最外层电子不能超过8个；次外层电子不能超过18个；倒数第三层电子不能超过32个。

　　例1、有关粒子，回答下列问题：
　　（1）所含质子数______；中子数______；电子数______；质量数______。

　　（2）该粒子的结构示意图______。

　　（3）它与、之间的关系是______。

　　（4）它与的半径大小关系是______。

　　（5）已知氯元素的相对原子质量为35.5，可知、原子在自然界的原子百分组成之比为______。

　　解析：
　　（1）质子数17；中子数18；电子数18；质量数35
　　（2）
　　（3）与是同一种原子的两种存在形态(化合态和游离态)，与为同位素，三者均为氯元素
　　（4）半径大于
　　（5）已知氯元素的相对原子质量为35.5，可知两者在自然界的原子百分组成之比为3∶1

　　提示：
　　设1mol氯原子中为x mol，则为1-x mol
　　有：35x+37(1-x)=35.5，所以x=0.75 ，有x∶(1-x)=3∶1

　　练习：
　　1、核内中子数为n的R2+离子，其质量数为A，它与质量数为16的氧离子形成的氧化物W克中所含质子的物质的量是（　 ）
　　A、W（A-n+8）/（A+16）mol.　　　　
　　B、W（A-n+10）/（A+16）mol
　　C、W（A-n+2）mol　　　　　　　
　　D、W（A-n+6）/A　 mol

　　2、下列叙述中正确的是（　 ）
　　A、两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
　　B、凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
　　C、不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子
　　D、若两粒子核外电子排布相同，则一定属于同种元素

　　参考答案：
　　1、分析：
　　 　二者形成的氧化物的化学式RO，其中R核内质子数Z(R)=A-n，O原子核内质子数Z(O)=16-8=8，所以，1molRO中含有的质子数为A-n+8。设W克氧化物中含有的质子的物质的量为y，则，选项A正确。

　　2、分析：
　　　 A错，如氯离子与氩原子的核外电子排布完全相同，但性质不同；
　　　 B错，如H＋不具有稀有气体元素原子的核外电子排布
　　　 C对。
　　　 D错，如A中的例子。

　　思考：
　　1、什么叫元素周期律，其实质是什么？

　　2、元素周期表有几个周期、几个族？具体是怎样划分的？

　　3、元素周期表与原子结构有什么关系？

　　4、随原子序数的递增，同周期或同主族元素的原子结构、元素的原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸性碱性、氢化物的还原性有何递变规律？

　　归纳总结知识体系
　　二、元素周期律和元素周期表
　　1、元素周期律：
　　元素性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。

　　实质：
　　元素原子核外电子排布的周期性变化。

　　2、元素周期表——元素周期律的具体表现形式
　　①周期表的结构
　　周期7个　　　周期序数　　　　 元素种数
　　短周期　　 　1、2、3　　　　　2、8、8　　
　　长周期　　　 4、5、6　　　　　18、18、32
　　不完全周期　 7　　　　　　　　26
　　族：　
　　18列、16族（4种族）、7个A族、7个B族，1个Ⅷ族，1个零族。

　　要求同学们记住“列与族的对应关系”和“0族元素原子序数及各元素所在周期序数”目的是推测未知元素在周期表的位置。列与族关系如下：

　　例2、推测77号元素在周期表的位置。

　　分析：
　　77号元素靠近86号元素Rn，应与Rn在同一周期，又从86号元素Rn位于第18列，向左数第10列为77号元素，即77号元素位于第9列，则马上可推知77号元素位于第6周期第Ⅷ族。

　　②元素周期表与原子结构的关系
　　周期序数= 电子层数
　　原子序数= 质子数
　　主族序数= 主族元素原子的最外层电子数 = 元素的最高正价数
　　主族元素的负化合价 =主族序数-8= 主族元素原子的最外层电子数－8

　　③同周期或同主族元素的原子结构、元素的原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸性碱性、氢化物的还原性递变规律。

　　a、同周期：
　　元素具有相同的电子层数；从左到右。

　　原子半径逐渐减小(0族元素原子半径突然增大，与测量原子半径时采用的不同标准有关，下面不再讨论这族元素)，元素的主要化合从+1+7(F没有正价，O没有+6价)，从ⅣA主族开始，非金属元素有负化合价，从-4-1价；元素的金属性由强到弱，非金属性由弱到强；最高价氧化物对应的水化物碱性由强到弱，酸性由弱到强(F和O元素没有含氧酸)；非金属氢化物的还原性由强到弱，其水溶液的碱性减弱，酸性增强。

　　b、同主族：
　　元素最外层电子数相同，从上到下。

　　原子半径依次增大，主要化合价相同；元素的非金属逐渐减弱，金属性逐渐增强；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强；非金属元素的氢化物的还原性由弱到强，氢化物的水溶液酸性由弱到强。

　　④元素在周期表中的位置与原子结构和性质之间的关系

　　由此可知，结构决定性质和位置，性质和位置又可以推导出结构。其应用主要是（1）元素及其化合物的推断与有关计算；（2）元素族物质的性质等的学习。

　　例3、下图为周期表中短周期的一部分，若a原子最外层电子数比次外层电子数少3个，则下列说法中正确的是（　 ）

d

a
b
c
　　A、a、b、c最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是c>b>a
　　B、a的氢化物比d的氢化物稳定
　　C、a和d的原子结合可以形成带3个负电荷的阴离子
　　D、原子半径大小顺序是c>b>d>a

　　讲解：
　　要正确解答本题必须要知道元素周期表的结构以及元素性质的递变规律。因a是短周期元素，其原子最外层电子数比次外层电子数少3个，故a为磷（P）元素，根据b、c、d在周期表中与a的位置关系不难推出b、c、d分别应为硫（S）、氯（Cl）、氧（O）元素。根据元素性质的递变规律不难得出正确选项为A、C。

　　例4、两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比为1∶2。若两种元素的序数分别为p和q，则对下列p和q可能的关系概括得最完全的是（　 ）
　　①p+q=15 　　②p=q+5 　　③p=q-7 　　④p+q=22 　　⑤p+q=19
　　A、①④　
　　B、①③④　　
　　C、①②③④⑤　　
　　D、①②④

　　讲解：
　　“两种短周期元素”说明这两种元素的原子序数都小于18；化合物中，原子个数比为1∶2，有两种形式：XY2或X2Y。其中XY2型的化合物常见的有IIA和VIIA族、IVA和VIA族元素之间形成的化合物（如MgCl2、CO2等）以及SO2、NO2、SiO2等。X2Y型的化合物常见的有IA与VIA族元素之间形成的化合物（如H2O、Na2O等）以及N2O等。

　　对于①、②、③、⑤，由于p、q的和或差为奇数，所以，p、q中必然一个为奇数、一个为偶数，从ⅡA、ⅦA，ⅠA、ⅥA形成的化合物中验证，如①NO2，②MgCl2，③H2O，⑤Na2O。对于④，则两元素都位于偶数族或位于奇数族，只有ⅣA和ⅥA形成的化合物，如④SiO2。

　　答案：C

　　练习：
　　1、已知同周期的X、Y、Z三种元素的最高正价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为：HZO4>H2YO4>H3XO4，下列判断不正确的是（　 ）
　　A、阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序减弱
　　B、单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
　　C、原子半径按X、Y、Z的顺序减小
　　D、气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱

　　2、下图是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B的质量数。B原子核内质子数和中子数相等。下列叙述中不正确的是（　 ）

　　A、三种元素的原子半径的大小顺序是B<A<C
　　B、A元素最高正价氧化物对应的水化物具有强氧化性和不稳定性
　　C、B元素的氧化物的水溶液、氢化物的水溶液都呈酸性
　　D、C元素的单质是非金属单质中唯一能跟水激烈反应的单质

　　3、（05北京理综、8）下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是（　 ）

　　A．常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高
　　B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
　　C．W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点高
　　D．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强

　　答案：
　　1、B、D。

　　　 分析：
　　　 由题干知，z,y,x分别位于第ⅦA、ⅥA，ⅤA，不难推出它们的性质，错误的为BD。

　　2、A

　　　 分析：
　　　 由于A、B、C是短周期元素，设B的原子序数为x，根据它们在周期表中的位置关系，则有A的原子序数是（x-9），C的原子序数是（x-7）；又由于A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B的质量数，B的原子核内质子数和中子数相等，则有等式：（x-9）+x+（x-7）=2x，则有x=16。可知B为16号硫（S）元素，则有A为氮（N）元素，C为氟（F）元素。分析得出只有选项A不正确。

　 　　思考：
　 　　1、Na与Cl、H与Cl、N 与N原子之间是怎样结合成物质的？

　 　　2、怎样用电子式表示它们的形成过程？

　 　　提示：
　 　　1、钠与氯间通过离子键形成化合物；H与Cl间通过极性键结合分子；N和N原子间通过非极性键结合成分子。
　 　　2、

　　3、 D

　　　 提示：
　　　 此题要熟练掌握前20号元素在周期表的位置及对应性质。C中X的氢化物为NH3，因分子间存在氢键而使其沸点在本族的非金属氢化物中最高。

　　三、化学键

　　例5、下列叙述中正确的是（　 ）
　　A、在分子或晶体中，原子间的相互作用就是化学键
　　B、离子键是阴、阳离子通过静电吸引所形成的化学键
　　C、只含有非金属元素的化合物中肯定不存在离子键
　　D、所有化学键本质上都是静电作用

　　解析：
　　化学键是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作。离子键是指阴、阳离子间的静电作用，包括静电吸引和静电排斥。铵盐即是只含非金属元素的化合物，但其中存在离子键，所以选项A、B、C都不正确。正确选项为D。

　　练习：
　　现有A、B、C、D四种元素，前三种元素的离子结构都和氖原子具有相同的核外电子排布。A没有正价，B的氢化物分子式为H2B，0.2mol的C原子能从酸中置换出2.24L氢气。D原子核内没有中子。
　　⑴根据以上条件，推断A、B、C的名称。
　　⑵用电子式表示C与A，C与B，B与D相互结合成化合物的过程，指出其化合物的类型及化学键的类型。
　　⑶B与D形成的最常见化合物、D与A所形成的化合物是极性分子还是非极性分子？
　　⑷写出C与B所形成的化合物跟D与B所形成的化合物作用的离子方程式。

　　分析：
　　由题中前三种离子的结构与氖原子有相同的核外电子排布及A没有正价，可知A为F元素；从分子式H2B知B为O元素；结合“0.2mol的C原子能从酸中置换出2.24L氢气”知C显+1价，为钠元素；“D原子核内没有中子”，所以D为H元素。

　　答案：
　　（1）A为氟；B为氧；C为钠。
　　（2）形成过程

　　　　 NaF：离子化合物，离子键；Na2O：离子化合物，离子键；Na2O2：离子化合物，离子键、非极性共价键；H2O：共价化合物，极性共价键；H2O2：共价化合物，极性共价键、非极性键。
　　（3）H2O、HF是极性分子；
　　（4）Na2O +H2O== 2Na++2OH-　
　　　　 2Na2O2+2H2O= 4Na++4OH-+O2↑