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 )

53g碳酸鈉中含NA個(gè)CO32    B  0.1molOH含NA個(gè)電子

C 1.8g重水(D2O)中含NA個(gè)中子

D  標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L臭氧中含NA個(gè)氧原子

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、7            C. m-2、10n           D. m+2、n+10

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. 2               C. 5              D. 6

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- +2F-- +H2O  已知R為短周期元素,則可知在RO3n--中,元素R的化合價(jià)是            ;元素R在周期表中的位置是                    。

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

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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ab,則下列對(duì)ab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

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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。

 

8  A、B、C、D、E五種元素,它們的核電荷數(shù)按C、A、B、D、E順序增大,C、D都能分別與A按原子個(gè)數(shù)比為1:1或1:2形成化合物,CB可與EA2反應(yīng)生成C2A與氣體物質(zhì)EB4,E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍。請(qǐng)回答:

    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D2A2和EB4的電子式:_____________,_____________;

    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

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1.0

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8.0

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15.6

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17.1

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23.8

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31.8

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20.0

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29.6

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3.9

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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。

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(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:

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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):

 

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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