资源描述
考纲要求★靶向明确
1.了解元素、核素和同位素的含义。
2.了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。了解原子核外电子排布规律。
3.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
4.以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
5.以ⅠA和ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
6.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。
7.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
知识点一 原子结构
【考必备·清单】
1.原子的构成
(1)构成原子的微粒及作用
(2)微粒符号周围数字的含义
[名师点拨] ①原子中不一定都含有中子,如H中没有中子。
②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子,如互为同位素的各原子。
(3)微粒之间的数量关系
①原子中:质子数(Z)=核电荷数=核外电子数;
②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);
③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带电荷数;
④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带电荷数。
(4)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量:该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。
如Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。
②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数一般不变。
[名师点拨] ①由于同位素的存在,核素的种数远大于元素的种类。②不同核素可能具有相同的质子数,如H和H;也可能具有相同的中子数,如1C和1O;也可能具有相同的质量数,如1C和1N。
(3)常见的重要核素及其应用
核素
U
C
H(D)
H(T)
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
【夯基础·小题】
1.在当前空气污染日益严重,人们的健康受到来自空气威胁的情况下,“空气罐头”应运而生。16O和 18O是氧元素的两种核素,下列说法正确的是( )
A.16O2与 18O2互为同素异形体
B.16O与 18O核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现16O与 18O间的相互转化
D.16O与 18O互为同位素
解析:选D 同素异形体是指同一元素形成的结构不同的单质,A错误;16O和 18O质子数相同,核外电子数相同,所以两者的核外电子排布方式相同,但两种核素的中子数不同,则16O和18O互为同位素,B错误;D正确;16O 和 18O都是氧原子,而化学变化中的最小微粒是原子,所以化学变化不能实现16O与 18O间的转化,C错误。
2.已知阴离子R2-的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则w g R原子完全转化为R2-时,含有电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C.wmol D.(m-n+2)mol
解析:选D R原子的质子数为(m-n),其核外电子数也为(m-n),所以R2-的核外电子数为(m-n+2),而w g R原子的物质的量为 mol,w g R形成的R2-含有电子的物质的量为(m-n+2)mol,故选D。
3.现有下列9种微粒:H、H、C、C、N、Fe2+、Fe3+、O2、O3。按要求完成以下各题:
(1)H、H、H分别是氢元素的一种________,它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2+的中子数为________,核外电子数为_______________________。
(4)上述9种微粒中有________种核素,含有________种元素。
答案:(1)核素 同位素 (2)O2和O3 (3)30 24 (4)7 5
[方法技巧] 抓住描述对象突破“四同”判断
(1)同位素——原子,如H、H;
(2)同素异形体——单质,如O2、O3;
(3)同系物——化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3;
(4)同分异构体——化合物,如正戊烷、新戊烷。
知识点二 原子核外电子的排布
【考必备·清单】
1.核外电子排布
(1)核外电子的排布规律
(2)原子结构示意图
2.等电子微粒
(1)常见的“10电子”微粒
(2)常见的“18电子”微粒
(3)质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
①可以是两种原子,如同位素原子。
②可以是两种分子,如CH4、NH3等。
③可以是两种带电荷数相同的阳离子,如NH、H3O+。
④可以是两种带电荷数相同的阴离子,如OH-、F-。
3.短周期元素常见原子的核外电子排布规律
原子核中无中子的原子
H
最外层有1个电子的元素
H、Li、Na
最外层有2个电子的元素
Be、Mg、He
最外层电子数等于次外层电子数的元素
Be、Ar
最外层电子数是次外层电子数2倍的元素
C
最外层电子数是次外层电子数3倍的元素
O
最外层电子数是次外层电子数4倍的元素
Ne
电子层数与最外层电子数相等的元素
H、Be、Al
电子总数为最外层电子数2倍的元素
Be
次外层电子数是最外层电子数2倍的元素
Li、Si
内层电子总数是最外层电子数2倍的元素
Li、P
【夯基础·小题】
1.下列说法中肯定错误的是( )
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.阳离子的最外层电子数可能为2,也可能为8
解析:选B H原子K层上只有一个电子,A项正确;当M层上排有电子时,L层上一定排满了8个电子,而M层上最多只能排18个电子,B项错误;K层上最多只能排2个电子,M层和L层都为8个电子的离子可能为S2-、Cl-、K+或Ca2+等,C项正确;Li+的最外层电子数为2,Na+的最外层电子数为8,D项正确。
2.某元素X,其原子的电子层数为(n-1),最外层电子数为(2n-1)。下列有关元素X的说法中正确的是( )
A.X可能是金属元素
B.由X形成的含氧酸均为强酸
C.X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D.元素X的气态氢化物一定极易溶于水
解析:选D 由X原子的最外层电子数为(2n-1)可以推知n≤4,则X的电子层数≤3,X为短周期元素。当n=4时,X为Cl元素;当n=3时,X为N元素;当n=2时,不符合题意,A错误;HNO2和HClO均为弱酸,B错误;Cl元素能形成KClO4,C错误;NH3和HCl均极易溶于水,D正确。
3.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图中转化关系。
(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,请写出:
A的化学式:________;D的化学式:________。
(2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒,请写出A与B在溶液中反应的离子方程式:_____________________________________________。
解析:(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,结合10电子微粒的结构性质特征判断:A为NH,B为OH-,C为NH3,D为H2O。
(2)如果A和C是18电子的微粒, B和D是10电子的微粒,观察框图,容易想到H2S+OH-===HS-+H2O或HS-+OH-===S2-+H2O,则A为H2S,B为OH-,C为HS-,D为H2O,所以A与B在溶液中反应的离子方程式为H2S+OH-===HS-+H2O(或HS-+OH-===S2-+H2O)。
答案:(1)NH H2O (2)H2S+OH-===HS-+H2O(或HS-+OH-===S2-+H2O)
知识点三 化学键
【考必备·清单】
1.化学键
(1)概念:使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)形成与分类
2.离子键、共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带相反电荷的微粒之间的相互作用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对不偏向任何一方
共用电子对偏向一方原子
形成条件
非金属性强的元素与金属性强的元素经得失电子,形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
形成的
物质
离子化合物
非金属单质;某些共价化合物或离子化合物
共价化合物或离子化合物
3.离子化合物与共价化合物
4.化学键与物质类别的关系
(1)除稀有气体内部无化学键外,其他物质内部都存在化学键。
(2)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(3)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(4)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(5)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(6)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如Na2O2等。
(7)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。
(8)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
5.电子式
(1)概念:在元素符号周围,用“·”或“×”来代表原子的最外层电子(价电子)的式子。
(2)电子式的书写
(3)电子式书写的常见错误
内容
实例
错误
漏写未参与成键的电子
N2误写为N⋮⋮N,应写为∶N⋮⋮N∶
错误
化合物类型不清楚,漏写或多写[ ]及错写电荷数
NaCl误写为Na+∶∶,应写为Na+[∶∶]-,HF误写为H+[∶∶]-,应写为H∶∶
错误
书写不规范,错写共用电子对
N2的电子式不能写成∶N∶∶∶N∶,更不能写成∶∶∶或∶
错误
不考虑原子间的结合顺序
HClO的电子式为H∶∶∶,而不是H∶C∶∶
错误
不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构
CH的电子式为 而不是
错误
不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写
CaBr2、CaC2的电子式分别为[∶∶]-Ca2+[∶∶]-、Ca2+[∶C⋮⋮C∶]2-
6.分子间作用力和氢键
(1)分子间作用力
定义
把分子聚集在一起的作用力,又称范德华力
特点
①分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质;
②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质,微粒之间不存在分子间作用力
变化规律
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点也越高。例如,熔、沸点:I2Br2Cl2F2
(2)氢键
定义
分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用
形成条件
除H外,形成氢键的原子通常是O、F、N
存在
氢键存在广泛,如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高
性质影响
①存在氢键的物质,其熔、沸点明显高于同族同类物质。如H2O的熔、沸点高于H2S
②氨极易液化,是因为NH3分子间存在氢键;NH3极易溶于水,也是因为NH3分子与H2O分子间易形成氢键
③水结冰时体积膨胀、密度减小,是因为结冰时形成了氢键
【夯基础·小题】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力( )
(2)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物( )
(3)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键( )
(4)原子最外层只有一个电子的元素跟卤素结合时,所形成的化学键一定是离子键( )
(5)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物( )
(6)次氯酸(HClO)的电子式:H∶∶∶( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2.书写下列物质的电子式。
(1)Mg(OH)2______________________________________________________________;
(2)NaOH_________________________________________________________________;
(3)PH3____________________________________________________________________;
(4)联氨(N2H4)____________________________________________________________;
(5)硼氢化钠(NaBH4)_______________________________________________________;
(6)光气的化学组成为COCl2,每个原子均达到8电子稳定结构,其电子式为________。
答案:
3.有以下8种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S
⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是____________。
(2)只存在极性共价键的是____________。
(3)只存在非极性共价键的是____________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_________________________________。
(5)只存在离子键的是____________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是___________________________________________。
(7)属于离子化合物的是____________。
答案:(1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
随堂检测反馈
1.(2019·江苏高考)反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:Cl
B.N2的结构式:N===N
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:
解析:选D A错误,中子数为18的氯原子为Cl;B错误,N2的结构式为N N;C错误,Na+的结构示意图为。
2.(2018·江苏高考)用化学用语表示NH3+HCl===NH4Cl中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氮原子:N
D.Cl-的结构示意图:
解析:选C 中子数为8的氮原子为N,A项错误;HCl是共价化合物,电子式为 ,B项错误;Cl-的结构示意图为,D项错误。
3.(2019·海南高考)自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文名为“镆”。元素Mc可由反应:Am+Ca===Mc+3n得到。该元素的质子数为________,287Mc与288Mc互为________。
(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族,同族元素N的一种氢化物为NH2NH2,写出该化合物分子的电子式________________,该分子内存在的共价键类型有________________。
(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为________,+5价简单含氧酸的分子式为________。
解析:(1)根据Mc,可得Mc的质子数为115;287Mc与288Mc质子数都是115,由于质量数分别是287、288,则二者的中子数分别是172、173,二者质子数相同,中子数不同,它们互为同位素;
(2)N原子最外层有5个电子,化合物NH2NH2中2个N原子形成一对共用电子对,每个N原子与2个H原子形成2对共用电子对,所以该化合物电子式为。在该物质分子中含有4个N—H极性键,一个N—N非极性键;
(3)P元素的氧化物为PxOy,由于P为+3价,O为-2价,根据化合物中元素正负化合价代数和等于0,可得3x=2y,所以x∶y=2∶3,结合白磷的正四面体结构,可知该氧化物的化学式为P4O6;P元素的+5价简单含氧酸的分子式为H3PO4。
答案:(1)115 同位素
(2) 极性键和非极性键
(3)P4O6 H3PO4
1.Co是γ放射源,可用于农作物诱变育种,我国用该方法培养出了许多农作物新品种。下列对 Co原子的叙述中不正确的是( )
A.质量数是60 B.质子数是60
C.中子数是33 D.电子数是27
解析:选B 根据 Co原子可知质量数为60,质子数=核外电子数=27,中子数=60-27=33,只有选项B错误。
2.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.中子数为10的氧原子:O
B.Mg2+的结构示意图:
C.硫化钠的电子式:
D.甲酸甲酯的结构简式:C2H4O2
解析:选B A项,中子数为10的氧原子,质量数为18,应表示为O,错误;B项,Mg2+的核电荷数为12,最外层电子数为8,正确;C项,Na2S为离子化合物,电子式为错误;D项,甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3,错误。
3.最近我国科研人员发现在温和的反应条件下,甲烷和二氧化碳在锌修饰的HZSM5分子筛(催化剂)上可一步转化为乙酸。CH4、CO2和CH3COOH均属于( )
A.有机物 B.共价化合物
C.电解质 D.离子化合物
解析:选B CH4、CO2和CH3COOH均属于共价化合物。
4.核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是( )
A.Cs和Cs形成的单质物理性质相同
B.Cs比I多3个中子
C.Cs和Cs形成的单质化学性质相同
D.Cs与Cs都是铯的同素异形体
解析:选C 同位素原子形成的单质,化学性质几乎完全相同,但物理性质不同,A错误;C正确;Cs的中子数为134-55=79,I的中子数为131-53=78,二者中子数相差1,B错误;Cs和Cs互称同位素,而不是同素异形体,D错误。
5.下列各组化合物中,化学键的类型相同的是( )
A.CaCl2和Na2S B.Na2O和Na2O2
C.CO2和NH4Cl D.HCl和NaOH
解析:选A A项,CaCl2和Na2S中都只有离子键;B项,Na2O只有离子键,而Na2O2除有离子键外,还有共价键(过氧根离子中);C项,CO2中只有共价键,NH4Cl中既有离子键又有共价键;D项,HCl只有共价键,而NaOH中除有共价键(氢氧根离子中)外,还有离子键。
6.如图所示,a、b、c均为非金属单质,d、e均为含有10个电子的共价化合物,且分子中所含原子个数:d>e,f为离子化合物。则下列说法错误的是( )
A.常温下,单质a呈气态
B.单质c具有强氧化性
C.稳定性:d>e
D.f受热易分解为d和e
解析:选C 非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数:d>e,则d是NH3,e是HF,f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。HF的稳定性强于NH3,故C错误。
7.下列关于NaHSO4的说法中正确的是( )
A.因为NaHSO4是离子化合物,所以NaHSO4固体能够导电
B.NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1
C.NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键
D.NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
解析:选D 虽然NaHSO4是离子化合物,但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子,因而不能导电;NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数比是1∶1;NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键,而溶于水时电离出Na+、H+和SO,破坏的是离子键和共价键。
8.设X、Y、Z代表元素周期表中前4周期的三种元素,已知X+和Y-具有相同的电子层结构;Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9;Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是( )
A.元素Z一种氢化物分子中含有10个电子
B.元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子
C.元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构
D.元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物
解析:选D 由“X+和Y-具有相同的电子层结构”知,X+和Y-的最外层都是8电子,推知X为ⅠA族元素,Y为ⅦA族元素;又因“Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9”,故Y为氯元素、Z为氧元素、X为钾元素。水分子中含有10个电子,氯化氢分子中含有18个电子,K2O中的钾离子、氧离子均达到最外层8电子稳定结构,氯、氧组成的化合物为共价化合物。
9.近年来,科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n,常用作还原剂。已知最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6,它的熔点为150 ℃且熔融状态不导电,燃烧时放出大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法正确的是( )
A.Al2H6中Al元素为-3价,H元素为+1价
B.Al2H6中含有离子键和极性共价键
C.Al2H6为离子化合物
D.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
解析:选D 在Al2H6中Al元素为+3价,H元素为-1价,A项错误;Al2H6中含有的化学键都是极性共价键,B项错误;Al2H6为共价化合物,C项错误;Al2H6在空气中完全燃烧,根据元素守恒可知燃烧产物为氧化铝和水,D项正确。
10.一定条件下,氨气与氟气发生反应:4NH3+3F2===NF3+3NH4F,其中NF3分子构型与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A.NF3中只含极性共价键
B.NF3既是氧化产物,又是还原产物
C.NH4F中既含有离子键又含有共价键
D.上述反应中,反应物和生成物均属于共价化合物
解析:选D NF3分子中N—F共价键是极性键;反应中N:-3价→+3价,F:0价→-1价, NF3既是氧化产物又是还原产物;NH4F是离子化合物。
11.(2019·上海同济中学月考)月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g,一个He原子的质量为b g,NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是( )
A.He比He多一个中子
B.氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.He的相对原子质量为
D.He的摩尔质量为bNA
解析:选C He比He少一个中子,A错误;不能确定核素的原子百分含量,因此不能计算氦元素的近似相对原子质量,B错误;一个原子的真实质量与一个C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量,因此He的相对原子质量为,C正确;He的摩尔质量为bNA g·mol-1,D错误。
12.现有部分元素的原子结构特点如表:
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体单质
下列叙述中正确的是( )
A.W原子结构示意图为
B.元素X和Y只能形成原子个数比为1∶2的化合物
C.元素X比元素Z的非金属性强
D.X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物
解析:选C L层电子数是K层电子数的3倍,X为O元素;核外电子层数等于原子序数,Y为H元素;L层电子数是K层和M层电子数之和,即K、L、M电子层分别含有2、8、6个电子,Z为S元素;共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体的单质是N2,W为N元素。氮原子的结构示意图为,A错误;O和H能形成H2O和H2O2两种化合物,B错误;O的非金属性强于S,C正确;四种元素可以形成NH4HSO4、(NH4)2SO4等离子化合物,D错误。
知识点一 元素周期表
【考必备·清单】
1.原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
2.元素周期表的编排原则
3.元素周期表的结构
(1)结构图示
(2)周期与族
①周期(7个横行,7个周期)
短周期
长周期
序号
一
二
三
四
五
六
七
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
0族元素
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
②族(18个纵行,16个族)
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10,共3个纵行
0族
第18纵行
[名师点拨] ①ⅠA族元素不等同于碱金属元素,H元素不属于碱金属元素;②元素周期表第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10三列是Ⅷ族,不是ⅧB族。
4.元素周期表中的特殊位置
(1)分区
①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条虚线,即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置:分界线左下方为金属元素区,分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。
(2)过渡元素:元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
(3)镧系:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
(4)锕系:元素周期表第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
(5)超铀元素:在锕系元素中,92号元素铀(U)以后的各种元素。
【夯基础·小题】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)元素周期表是按元素的相对原子质量由小到大排列而形成的( )
(2)三、四周期同主族元素的原子序数相差8( )
(3)同周期ⅡA族和ⅢA族的原子序数相差1、11或25( )
(4)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格,它们是同位素( )
(5)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素( )
(6)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素( )
(7)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)×
2.如图A、B、C、D、E是长式元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是( )
A.A、E原子序数之差可能为2
B.D、E原子序数之差可能是8、18或32
C.B、C原子序数之差一定是2
D.B、D原子序数之差不可能是7
解析:选A 由题给5种元素的位置关系可以看出,A不是第一周期元素,因为A若为氢元素,则其位于最左边一族,就不会有B;A若为氦元素,则其位于最右边一族,那么不会有C。既然A不是氢元素或氦元素,则A、E原子序数之差不可能为2,A错误;由表中位置关系可知,D、E原子序数之差可能是8、18或32,B正确;B、C之间仅隔有E一种元素,故原子序数之差一定为2,C正确;B、D原子序数之差应大于8,D正确。
3.国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是( )
A.两种元素位于同一周期
B.116号元素位于第ⅥA族
C.两种元素都是活泼的非金属元素
D.114号元素的原子半径比116号元素的大
解析:选C 第114号元素和第116号元素分别处于第七周期ⅣA族和ⅥA族,均为金属元素,A、B正确;C错误;依据同周期原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的半径大,D正确。
[方法技巧]
利用稀有气体元素确定主族元素在周期表中的位置
原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=ΔZ。
(1)若ΔZ<0,则与稀有气体元素同周期,族序数为8-|ΔZ|;
(2)若ΔZ>0,则在稀有气体元素下一周期,族序数为ΔZ。例如①35号元素(最邻近的是36Kr),则35-36=-1,故周期数为4,族序数为8-|-1|=7,即第四周期第ⅦA族,为溴元素。②87号元素(相邻近的是86Rn),则87-86=1,故周期数为7,族序数为1,即第七周期第ⅠA族,为钫元素。
知识点二 元素周期律
【考必备·清单】
1.元素周期律
2.主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小(稀有气体元素除外)
逐渐增大
离子半径
阳离子半径逐渐减小,阴离子半径逐渐减小;r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外),最低负化合价=-(8-主族序数)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强,阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱,阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱;酸性逐渐增强
碱性逐渐增强;酸性逐渐减弱
3.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断
依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y的金属性比X强
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断
依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④若An-+B―→Bm-+A,则B的非金属性比A强
[名师点拨] ①判断元素非金属性或金属性的强弱,依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
②根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时,必须是其最高价氧化物对应的水化物。
4.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素。
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
例如:金属性Mg>Al、Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,Ca(OH)2>Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。
②推测未知元素的某些性质
例如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近,如Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在周期表右上方,如F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【夯基础·小题】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强( )
(2)同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱( )
(3)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7( )
(4)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小( )
(5)第二周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强( )
(6)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,其水溶液的酸性越强( )
(7)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.下列实验不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
解析:选B A项,Cl2、Br2分别与H2反应,根据反应发生的条件即可判断出氯、溴的非金属性强弱;B项,向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨,MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2,AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3,但不能比较二者的金属性强弱;C项,测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH,根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小,即判断出H2CO3与H2SO4酸性强弱,从而判断出碳、硫的非金属性强弱;D项,利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
3.已知短周期元素的四种离子A2+、B+、C3-、D-具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是( )
A.原子序数:D>C>B>A
B.原子半径:B>A>C>D
C.离子半径:C3->D->A2+>B+
D.氧化性:A2+>B+,还原性:C3-<D-
解析:选B 由于四种离子具有相同的电子层结构,离子所对应的元素应位于相邻两个周期,根据阴阳离子所带的电荷数,得出元素在周期表中的位置关系:。原子序数大小应为A>B>D>C,A项错误;根据原子半径的递变规律,可以判断B项正确;离子半径应为C3->D->B+>A2+,C项错误;还原性应为C3->D-,D项错误。
[方法技巧]
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。
三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
随堂检测反馈
1.(2019·海南高考)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年,联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。下列有关化学元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表共有16列
B.ⅦA族元素的非金属性自上而下依次减弱
C.主族元素均呈现与其族数相同的最高化合价
D.第二周期主族元素的
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