專題3 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
【專題目標(biāo)】
1.掌握原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的相互關(guān)系。
2.掌握元素周期表(長(zhǎng)式)中0族元素的原子序數(shù)和電子排布。
3.以第3周期為例,掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)(如:原子半徑、化合價(jià)、單質(zhì)及化合物性質(zhì))的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系;以ⅠA族和ⅦA族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
【經(jīng)典題型】
題型一:幾個(gè)量的關(guān)系(X)
例1 已知某元素的陽(yáng)離子R2+的核內(nèi)中子數(shù)為n,質(zhì)量數(shù)為A,則mg它的氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是 ( A )
A. B.
C. (A-n+2)mol D.
點(diǎn)撥: 由A→M→n→N
規(guī)律總結(jié):
質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)
質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=原子的核外電子數(shù)
離子電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)
鞏固:1 以NA表示阿佛加德羅常數(shù),下列說(shuō)法中正確的是 ( B )
A
C
D
標(biāo)準(zhǔn)狀況下
題型二:0族元素的原子序數(shù)和電子排布及電子排布的規(guī)律運(yùn)用
例2 寫出10電子的微粒的化學(xué)式
指出53號(hào)元素在周期表中的位置
點(diǎn)撥:10電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)→Ne→以Ne為中心→左右移動(dòng)
54號(hào)元素是第5號(hào)0族元素→回答的是53號(hào)→前推一位
規(guī)律總結(jié):
0族元素的原子序數(shù)和電子排布的規(guī)律很強(qiáng):2、10、18、36、54、86、118相隔二個(gè)8、二個(gè)18、二個(gè)32;8、18、32就是該周期容納的元素種類。陰、陽(yáng)離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就是向最近的0族靠。
例3 R為短周期元素,其原子所具有的電子層數(shù)為最外層電子數(shù)的1/2。它可能形成的含氧酸根離子有①R2O42-、②RO4-、③R2O32-、④RO3-。下列判斷正確的是 ( BC )
A. 當(dāng)它形成①時(shí),不可能形成④ B. 當(dāng)它形成②時(shí),不可能形成③、④
C. 當(dāng)它形成①時(shí),不可能形成②、③ D. 當(dāng)它形成②時(shí),可以形成①
點(diǎn)撥:易漏解應(yīng)全面思考
規(guī)律總結(jié):
⑴核外電子是由里向外,分層排布的。
⑵各電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè);最外層電子數(shù)不得超過(guò)8個(gè),次外層電子數(shù)不得超過(guò)18個(gè),倒數(shù)第三層電子數(shù)不得超過(guò)32個(gè)。
⑶以上幾點(diǎn)互相聯(lián)系。
核外電子排布規(guī)律是書寫結(jié)構(gòu)示意圖的主要依據(jù)。
鞏固:2 具有下列結(jié)構(gòu)的原子一定屬于堿金屬的是 ( CD )
A. 最外層只有1個(gè)電子 B. 最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的一半
C. M層電子數(shù)為K層電子數(shù)的一半 D. K、L層電子數(shù)之和比M、N層電子數(shù)之和大1
3 分別處于第二、三周期的主族元素A和B,它們的離子的電子層相差2層。已知A處于第m族;B處于第n族;A只有正化合價(jià)。則A、B原子核外電子總數(shù)分別為 ( D )
A. m、n
B. 3、
題型三:推斷元素原子序數(shù)差
例4 若短周期中的兩種元素可以形成原子個(gè)數(shù)比為2:3的化合物,則這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是 (D)
A. 1
B.
點(diǎn)撥:設(shè)兩種元素的符號(hào)分別為X和Y,則化合物的化學(xué)式為X2Y3,即X為+3價(jià),Y為-2價(jià),在短周期元素中滿足此要求的X元素有5B、7N、13Al,Y元素有8O和16S。
規(guī)律總結(jié):
從化合價(jià)入手或從直覺(jué)----代表物入手都可以。
鞏固:4 周期表前20號(hào)元素中,某兩種元素的原子序數(shù)相差3,周期數(shù)相差1,它們形成化合物時(shí)原子個(gè)數(shù)之比為1┱2。寫出這些化合物的化學(xué)式 。
題型四:位、構(gòu)、性三者關(guān)系
例5 下表是X、Y、Z三種元素的氫化物的某些性質(zhì): ( B )
元素
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
與水的反應(yīng)
導(dǎo)電性(純液體)
X
-283
-162
不反應(yīng)
不導(dǎo)電
Y
-102
19
放熱反應(yīng),形成酸性溶液
不導(dǎo)電
Z
680
/
劇烈反應(yīng),生成H2,并形成堿性溶液
導(dǎo)電
若X、Y、Z這三種元素屬于周期表中的同一周期,則它們的原子序數(shù)遞增的順序是
A. X、Y、Z B. Z、X、Y C. Y、X、Z D. Z、Y、X
點(diǎn)撥:導(dǎo)電性→化合物類型;與水反應(yīng)→氫化物的穩(wěn)定性
例6 砹(At)是原子序數(shù)最大的鹵族元素,推測(cè)砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是(A)
A. HAt很穩(wěn)定 B. 易溶于某些有機(jī)溶劑
C. AgAt不溶于水 D. 是有色固體
點(diǎn)撥:位近性近
例7 在一定條件下,RO3n-中和氟氣可發(fā)生如下反應(yīng):
RO3n- + F2 +2OH-=RO4- +
點(diǎn)撥:離子方程式的電荷守恒和氟無(wú)正價(jià)
規(guī)律總結(jié):結(jié)構(gòu)決定位置,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),位置體現(xiàn)性質(zhì)。
周期數(shù)=電子層數(shù)
主族數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正價(jià)數(shù)
|最高正價(jià)|+|負(fù)價(jià)|=8
鞏固:5 X、Y、Z是短周期元素的三種常見(jiàn)氧化物。X跟水反應(yīng)后可生成一種具有還原性的不穩(wěn)定的二元酸,該酸的化學(xué)式是 ;Y和X的組成元素相同,Y的化學(xué)式是 ;1mol Z在加熱時(shí)跟水反應(yīng)的產(chǎn)物需要用6mol的氫氧化鈉才能完全中和,在一定條件下,Y可以跟非金屬單質(zhì)A反應(yīng)生成X和Z,單質(zhì)A是 。
6 同周期的X、Y、Z三種元素,已知它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4,則下列判斷正確的是 ( )
A. 含氧酸的酸性:H3ZO4>H2YO4>H3XO4 B. 非金屬性:X>Y>Z
C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z順序由弱到強(qiáng)
D. 元素的負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值按X、Y、Z順序由小到大
7 周期表中相鄰的A、B、C三元素中,A、B同周期,A、C同主族。已知三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為19,三種元素的原子核中質(zhì)子數(shù)之和為41。則這三種元素是A___S__、B__Cl___、C___O___(填元素符號(hào))。
隨堂作業(yè):
1 設(shè)某元素某原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m,中子數(shù)為n,則下述論斷中正確的是
A. 不能由此確定該元素的相對(duì)原子質(zhì)量
B. 這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量為m+n
C. 若碳原子質(zhì)量為wg,此原子的質(zhì)量為(m+n)wg
D. 核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的質(zhì)量
2 X和Y兩元素的陽(yáng)離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),X元素的陽(yáng)離子半徑大于Y元素的陽(yáng)離子半徑,Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同,Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)的關(guān)系是 (D)
A. X>Y>Z B. Y>X>Z C. Z>X>Y D. Z>Y>X
3.同主族元素所形成的同一類型的化合物,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)往往相似,化合物PH4I是一種無(wú)色晶體,下列對(duì)它的描述中不正確的是 ( )
A. 它是一種共價(jià)化合物 B. 在加熱時(shí)此化合物可以分解
C. 這種化合物不能跟堿發(fā)生反應(yīng) D. 該化合物可以由PH3跟HI化合而成
4在兩種短周期元素組成的化合物中,它們的原子個(gè)數(shù)比為1:2,設(shè)兩種元素的原子序數(shù)分別為a和b,則下列對(duì)a和b可能的關(guān)系概括得最完全的是 ( )
①a+b=15 ②a=b+15 ③a=b-5 ④a+b=22
A. ①④ B. ①③④ C. ①②③④ D. ①②④
5根據(jù)中學(xué)化學(xué)教材所附元素周期表判斷,下列敘述不正確的是
A K層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的K層電子數(shù)相等
B L層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等
C L層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等
D M層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等
6重水A與普通水B分別跟足量的金屬鈉反應(yīng),下列敘述正確的是 ( )
A. A、B的質(zhì)量相等時(shí),產(chǎn)生氣體的體積在同溫、同壓下相等
B. A、B的質(zhì)量相等時(shí),產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等
C. A、B的物質(zhì)的量相等時(shí),產(chǎn)生氣體的體積在同溫、同壓下相等
D. A、B的物質(zhì)的量相等時(shí),產(chǎn)生氣體的質(zhì)量相等
7短周期元素X、Y,X的原子序數(shù)小于Y的原子序數(shù),二者可以形成兩種氣態(tài)化合物A和B。已知在相同條件下,A、B的密度之比為15:22,且當(dāng)A、B以體積比1:3混合后,對(duì)H2的相對(duì)密度為20.25。試寫出X、Y的元素符號(hào)及A、B的化學(xué)式。
⑴寫出這五種元素的名稱:A________,B_________,C________,D________,E_______;
⑵畫出E原子結(jié)構(gòu)示意圖:_________________________;
⑶寫出D
⑷寫出D單質(zhì)與銅鹽溶液反應(yīng)的離子方程式:____________________________________。
9設(shè)想你去某外星球做了一次科學(xué)考察,采集了該星球上十種元素單質(zhì)的樣品,為了確定這些元素的相對(duì)位置以便系統(tǒng)地進(jìn)行研究,你設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)并得到下列結(jié)果:
單質(zhì)
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
熔點(diǎn)(℃)
-150
550
160
210
-50
370
450
300
260
250
與水反應(yīng)
√
√
√
√
與酸反應(yīng)
√
√
√
√
√
√
與氧氣反應(yīng)
√
√
√
√
√
√
√
√
不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
√
√
相對(duì)于A元素的
原子質(zhì)量
1.0
8.0
15.6
17.1
23.8
31.8
20.0
29.6
3.9
18.0
按照元素性質(zhì)的周期遞變規(guī)律,試確定以上十種元素的相對(duì)位置,并填入下表:
A
B
H
10 已知1個(gè)N2O3分子的質(zhì)量為akg,1個(gè)N2O5分子的質(zhì)量為bkg,若以1個(gè)氧原子(16O)質(zhì)量的1/16作為相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),則NO2的式量為_(kāi)______________。
11下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。
(1)下列 (填寫編號(hào))組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、1 ④d、e、f
(2)如果給核外電子足夠的能量,這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開(kāi)該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響:
1.原子核對(duì)核外電子的吸引力 2.形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向
下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ?mol-1):
鋰
X
Y
失去第一個(gè)電子
519
502
580
失去第二個(gè)電子
7296
4570
1820
失去第三個(gè)電子
11799
6920
2750
失去第四個(gè)電子
9550
11600
①通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量。 。
②表中X可能為以上13種元素中的 (填寫字母)元素。用元素符號(hào)表示X和j形成化合物的化學(xué)式 。
③Y是周期表中 族元素。
④以上13種元素中, (填寫字母)元素原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多。
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