第三单元第13讲物质结构元素周期律.ppt
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1、第三单元化学基本理论第 13 讲 物质结构 元素周期律考纲定位选项示例1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。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。3了解原子核外电子排布。4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。(2011年海南高考T9D)3目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素。(2011年广东茂名模拟T13D)4同周期元素(除 0 族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小。(2011年天津高考T2B)考纲定位选项示例5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。6以A和A族为例,
2、掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质。8了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。5P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强。(2011年山东高考T13C)6元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果。(2010年山东高考T11D)7Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强。(2011年福建高考T7B)一、原子结构1原子的组成和结构(2)两个关系式:_;_。(1)质量数质子数中子数原子序数质子数核电荷数核外电子数2核外电子排布 核外电子排布规律:(1)核外电子总是最先排在能量_的电子层上(依次为 K、L、
3、M、N、O、P、Q)。(2)每层最多排_个电子。(3)电子数最外层不能超过_(第一层不超过_),次外层不超过_,倒数第三层不超过_。3同位素、核素 (1)同位素:具有相同_而具有不同_的同一种元素的不同原子互称同位素。(2)核素:具有一定_和一定_的一种原子。较低 2n2821832质子数中子数质子数中子数二、元素周期表和元素周期律1元素周期表(1)(2)相关关系:周期数原子电子层数;主族族序数原子最外层电子数元素最高化合价数;最高价|最低价|8。2元素周期律随着原子序数(核电荷数)的递增,元素的性质呈现周期性变化:内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构电子层数_ _最外层电子数_
4、_原子半径(0族除外)_ _相同依次增多依次增多1个相同减小增大内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)元素的性质得失电子能力(副族和0族除外)_主要化合价(O、F除外)最高正价:_;最低负价:主族族序数8最高正价:_金属性与非金属性金属性_,非金属性_金属性_,非金属性_最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐_,碱性逐渐_酸性逐渐_,碱性逐渐_非金属元素气态氢化物形成越来越_,其稳定性逐渐_形成越来越_,其稳定性逐渐_得:小大;失:大小得:大小;失:小大17主族族序数减弱 增强增强减弱增强 减弱减弱 增强易 增强难 减弱三、化学键1定义:相邻原子间强烈的_。2分类3离子化合物与共价化合物离子
5、化合物:含_的化合物。共价化合物:只由_构成的化合物。化学键相互作用 阴、阳离子共用电子对离子键共价键答案:A2(双选)已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是()。A铍的原子半径大于硼的原子半径B氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是 8C氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D单质铍跟冷水反应产物为氢气答案:AC 解析:由Be的原子序数为4,可推知它位于第二周期第A族。根据其位置及同周期、同主族元素原子结构和性质的递变规律,其原子半径大于硼,A正确;Be原子的最外层电子数是2个,在BeCl2分子中Be最外层2个电子跟两个Cl形成两对共用电子,其最外层电子数为4个,B错误;碱性B
6、e(OH)2比Ca(OH)2弱,C正确;Be的金属性弱于Mg,已知Mg跟冷水不反应,Be就更不可能,故D错误。3X 和 Y 两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X 元素的阳离子半径大于 Y 元素的阳离子半径,Z 和 Y 两元素的原子核外电子层数相同,Z 元素的原子半径小于 Y 元素的原子半径。X、Y、Z 三种元素原子序数的关系是()。AXYZBYXZCZXYDZYX解析:对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,现 X 元素的阳离子半径大于 Y,故核电荷数应是 YX。Z 和 Y 的电子层数相同,则它们在同一周期,随着核电荷数的递增,原子半径逐渐减小,现 Z 的原子半径小于 Y,则核电荷
7、数 ZY。综合以上关系得 ZYX。D4(2011 年山东高考)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是()。A元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价B多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高CP、S、Cl 得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强D元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素解析:对于主族元素的原子,其最高化合价等于元素原子的最外层电子数,但氟元素无正价,氧元素最高化合价小于其原子最外层电子数,A 不正确;在多电子原子中,电子的能量是不相同的,在离核较近的区域内运动的电子能量较低,在离核较远的区域内运动的电子能量较高,B
8、 不正确;P、S、Cl 均属于第三周期的元素,且原子序数依次递增,所以非金属性依次增强,得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强,C 正确;元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素一般既有金属性又有非金属性,在周期表中第三纵行到第十纵行,包括 7 个副族和一个第族共同组成了过渡元素,D 不正确。答案:C5 在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是()。DA熔点:CO2KClSiO2B水溶性:HClH2SSO2C沸点:乙烷戊烷丁烷D热稳定性:HFH2ONH3 解析:A中熔点:SiO2KClCO2,B中水溶性:HClSO2H2S,C中沸点:戊烷丁烷乙烷。6(双选)下列化合物中既
9、存在离子键,又存在极性键的是()。AH2O BNH4Cl CNaOH DNa2O2BC考点 1 核素 同位素元素、核素、同位素之间的关系如图 3131:图 3131【例 1】下列叙述错误的是()。答案:D 解析:同位素是指质子数相同而中子数(或质量数)不同的同一元素的不同核素之间的称谓,A正确;1H和2H是同一元素的不同核素,它们的质子数均为1,B正确;14C的中子数为1468,而14N的中子数为1477,C正确;6Li和7Li互为同位素,它们的中子数不同分别为3和4,D错误。解:用十字交叉法求得两种同位素的原子个数比:【变式训练】1从下列序号中选择填空:互为同位素的是_;互为同分异构体的是_
10、;互为同系物的是_;互为同素异形体的是_;同一物质的是_。解析:同位素是指质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子,选;同分异构体是指分子式相同结构不同分子,选;同系物是指结构相似,组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的有机分子,选;同素异形体是指由同种元素组成的不同单质,选;结构也相同,是同一物质。答案:解析:本题可用“十字交叉法”求解:CA20%B略大于20%C略小于20%D80%为10B原子的原子个数百分比,由于10B的质量小于11B,所以10B的质量百分含量应略小于20%。考点 2 元素周期表和元素周期律1元素的“位构性”关系(1)从左到右,从下到上,元素的非金属性逐渐增强,体现在
11、:原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强;单质与氢气反应越容易,生成的氢化物越稳定;最高价氧化物对应的水化物(最高价含氧酸)的酸性越强;置换规律:氧化性强的非金属单质能置换氧化性弱的非金属单质。图 3132(2)从右到左,从上到下,元素的金属性逐渐增强,体现在:原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强;单质与酸或水反应置换出氢气越容易;最高价氧化物对应的水化物(碱)的碱性越强;置换规律:活泼的(还原性强)金属能置换不活泼的(还原性弱)金属。2元素“位”、“构”、“性”之间的互推图 3133应用元素周期表和元素周期律的注意事项 (1)主族金属元素的阳离子都一定满足最外层2电子或8电子结构,该说法是错误
12、的。对于第四周期第A第A族元素其次外层电子数为18,如31Ga(各层电子数为2、8、18、3)其Ga3离子的最外层电子数为18。不要被常见的主族元素的阳离子最外层电子数为2或8所迷惑。(2)第A第A族同周期相邻的两元素其原子序数相差可为1、11、26。因其两族元素间存在一过渡元素(其中第六、七周期还存在镧系元素和锕系元素)。(3)应用元素周期律和元素在周期表的位置推导未知元素的性质时,防止机械类比,如 Be、Al 化学性质相似,但氧化铍的化学式为 BeO而不是Be2O3。(4)应用周期表导出元素再求化学式时,对 C 元素应考虑 C元素形成的有机物,以防漏选。(5)试题常用筛选法、具体法、定位法
13、、判断法、逻辑推理法等解题。单核微粒半径大小的判断方法单核微粒的半径大小取决于三个因素:(1)电子层数越多,微粒的半径越大。(主要因素)(2)电子层数相同时,核电荷数越大,微粒的半径越小。(其次考虑因素)(3)电子层数和核电荷数都相同时,核外电子数越多,微粒的半径越大。(最后考虑因素)XYZW【例 3】(2011 年海南高考)四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示,其中 Z 元素原子核外电子总数是其最外层电子数的 3 倍。请回答下列问题:(1)元素 Z 位于周期表中第_周期,第_族。(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是_(写化学式)。(3)XW2的电子式为_。(4)Y 的最高价氧
14、化物的化学式为_。(5)W 和 Y 形成的一种二元化合物具有温室效应,其相对分子质量在 170190 之间,且 W 的质量分数约为 70%。该化合物的化学式为_。思路指导:本题综合考查了元素的位构性的关系;电子式的书写以及根据化合物中各元素的质量分数计算确定化合物的分子式。解题的关键是结合周期表位置和题目所给条件推出 X、Y、Z、W,其中原子核外电子总数是其最外层电子数的3 倍的为磷元素,是推断的突破口。答案:(1)三A(2)NH3(3)(4)N2O5(5)S4N4【变式训练】3(2011 年天津高考)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是()。A第 A 族元素铯的两种同位素 137Cs比
15、133Cs多 4 个质子B同周期元素(除 0 族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小C第A 族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强D同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低解析:137Cs和133Cs的质子数相同,137和133表示二者的质量数,A 不正确;同周期元素(除 0 族元素外)从左到右,随着核电荷数的逐渐增多,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,因此原子半径逐渐减小,B 正确;同主族元素从上到下,随着核电荷数的逐渐增多,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,因此第A 族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐减弱,C 不正确;同主族元素从上到下
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- 第三 单元 13 物质 结构 元素周期律
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