专题六物质结构和元素周期律

1、 专题六 物质结构和元素周期律考纲要求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；了解原子、离子等概念的含义。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。5.以第三周期为例，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，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在周期表中的位置及其性质递变的规律。8.了解化学键的定义；了解离子键、共价键的形成。9.了解物质的组成、结构和性质的关系。10以上各部分知识的综合

2、应用。考点一微粒结构和化学键原子结构、离子结构、物质结构的核心内容，同样也是高考的重要考点。复习时，注意掌握常用规律，提高解题能力；重视知识迁移、规范化学用语。根据考纲，应从以下四个方面掌握。1突破原子组成的两大关系(1)构成原子的微粒之间存在两个等量关系原子由原子核和核外电子组成，其中原子核带正电荷，核外电子带负电荷，原子核由质子和中子组成；由于中子不带电，原子呈电中性，所以原子的核电荷数核内质子数核外电子数；原子结构中的核电荷数(Z)决定了元素的种类，而质子数与中子数之和决定了原子质量的相对大小，即质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。(2)一个信息丰富的符号，如过氧根离子：2辨析核素、同

3、位素、同素异形体、同分异构体等概念(1)核素、同位素的正确理解同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种数远大于元素种数。核电荷数相同的不同核素，虽然它们的中子数不同，但是属于同一种元素。同位素是同一元素不同原子的互相称谓，不指具体原子。同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。(2)辨析同位素、同素异形体、同分异构体、同系物同位素同素异形体同分异构体同系物概念质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体

4、结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物对象原子之间单质之间一般为有机化合物之间有机物化学性质几乎完全相同相似，一定条件下可以相互转变可能相似也可能不同相似实例H、H、H金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3CH3COOH与HCOOCH3如甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸3巧记10e、18e微粒10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。10电子体的记忆可以Ne为中心：NeNa、Mg2、Al3,以Ar为中心记忆18电子体：Ar此外，由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分CH3、NH2、OH、F为9电子体，两两组合得到的物质如C

5、H3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。4理解化学键与物质类别的关系(1)当一个化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。(2)当一个化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。(3)当化合物中只存在共价键时，该化合物才是共价化合物。(4)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3也是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。(5)非金属单质只有共价键(稀有气体除外)。(6)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如NaH)是离子化合物，

6、含离子键。题组一微粒的组成与概念辨析1(2013上海，3)230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U。下列有关Th的说法正确的是()ATh元素的质量数是232BTh元素的相对原子质量是231C232Th转换成233U是化学变化D230Th和232Th的化学性质相同2地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素16O、17O和18O，下列有关说法正确的是()AH2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同BHO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应C18O2和18O3互为同素异形体，其密

7、度之比为23D电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为29题组二核外电子排布与微粒结构3(2013江苏，10)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是()A原子半径的大小顺序：r(Y)r(Z)r(W)B元素Z、W的简单离子的电子层结构不同C元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强D只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物4已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的微粒，C是一种含

8、有10电子的微粒。请完成下列各题：(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学反应方程式：_。(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：_。(3)若B是一种四核含18电子的分子，D是一种气态单质分子，则A的化学式为_，B的结构式为_。(4)若A、B均是含2个原子核的微粒，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生的离子反应方程式为_。(5)若D是一种含有22电子的分子，则符合如图关系的A的物质有_(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。题组三微粒组成与相互作用力5(2012大纲全国卷，6)下列有关化学键的叙述，正确的是()A离子化合物中一定含有

9、离子键B单质分子中均不存在化学键C含有极性键的分子一定是极性分子D含有共价键的化合物一定是共价化合物6(2013上海，4)下列变化需克服相同类型作用力的是 ()A碘和干冰的升华B硅和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解D溴和汞的气化考点二元素周期表元素周期律在历年高考中，元素周期表、元素周期律的知识点属于高频考点，往往以选择题、填空题形式出现。在综合题部分，会以元素化合物知识为载体，结合物质的性质，根据元素周期律进行定性推断和运用。在复习时，可从以下两个方面突破。1强化认识元素周期表的结构(1)记住元素周期表的18个纵行及对应的族(2)记住元素周期表的边界(3)记住元素周期表的一些特点短周期元素

10、只有前三周期；主族中只有A族元素全部为金属元素；A族元素不等同于碱金属元素，H元素不属于碱金属元素；元素周期表第18列是0族，不是A族，第8、9、10三列是族，不是B族；长周期不一定是18种元素，第六周期有32种元素。2探究元素周期表中的规律(1)电子排布规律最外层电子数为1或2的原子可以是A族、A族或副族元素的原子；最外层电子数是37的原子一定是主族元素的原子，且最外层电子数等于主族的族序数。(2)序数差规律同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律a除第A族和第A族外，其余同周期相邻元素序数差为1。b同周期第A族和第A族为相邻元素，其原子序数差为第二、三周期时相差1，第四、五周期时相差11，第

11、六、七周期时相差25。同主族相邻元素的“序数差”规律a第二、三周期的同族元素原子序数相差8。b第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：第A族、A族相差8，其他族相差18。c第四、五周期的同族元素原子序数相差18。d第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18，镧系之后的相差32。e第六、七周期的同族元素原子序数相差32。(3)奇偶差规律元素的原子序数与该元素在周期表中的族序数和该元素的主要化合价的奇偶性一致。若原子序数为奇数时，主族族序数、元素的主要化合价均为奇数，反之则均为偶数(N、Cl元素除外，N元素有多种价态，Cl元素也有ClO2)。0族元素的原子序数为偶数，其化合价看作0。(

12、4)半径大小比较规律在中学化学要求的范畴内，可按“三看”规律来比较粒子半径的大小：“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。例：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)r(O2)r(S2)r(Se2)r(Na)r(Fe)r(Fe2)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)“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。例：r(Cl)r(Cl)r(Fe2)r(Fe3)(5)元素金属性、非金属性强弱规律金

13、属性比较本质原子越易失电子，金属性越强判断依据在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强若XnYXYm，则Y金属性比X强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强判断依据与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强AnBBmA，则B非金属性比A强3重视几个易忽略的问题(1)比较物质非金属性强弱时，应是最高价氧化物对应水化物酸性的强弱，而不是非金属元素对应氢化物酸性的强弱。(

14、2)所含元素种类最多的族是B族，形成化合物种类最多的元素在第A族。(3)化学键影响物质的化学性质，如稳定性等；分子间作用力和氢键影响物质的物理性质，如熔、沸点等。(4)并非所有非金属元素的氢化物分子间都存在氢键，常见的只有非金属性较强的元素如N、O、F的氢化物分子间可形成氢键。(5)金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性PbSn，而金属活动性SnPb。(6)利用原电池原理比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。如AlMgNaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；FeCuHNO3(浓)

15、构成原电池时，Cu为负极，Fe为正极。题组一元素周期表结构的考查1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)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()(2011山东理综，13D)(2)元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价()(2011山东理综，13A)(3)根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素的最高正价都是7()(2011安徽理综，11B)题组二元素性质的递变规律的直接考查2(2013天津理综，3)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是()AA族与A族元素间可形成共价化合物或离子化合物B第二周期元素从左到右，最高正价从1递增到7C同主族元素的简单阴离子还

16、原性越强，水解程度越大D同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强3(2013重庆理综，3)下列排序正确的是()A酸性：H2CO3C6H5OHCH3COOHB碱性：Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC熔点：MgBr2SiCl4BND沸点：PH3NH3H2O题组三“位构性”关系的考查4(2013广东理综，22改编)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是()A非金属性：ZTXBR与Q的电子数相差24C气态氢化物稳定性：RTQD最高价氧化物的水化物的酸性：TQ5(2013山东理综，8)W、X、Y、Z四种短周期元素在

17、元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知()AX、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YBZ元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YCX元素形成的单核阴离子还原性大于YDZ元素单质在化学反应中只表现氧化性方法技巧“位构性”之间的关系考点三元素推断及综合运用元素推断题是高考考查的热点，这类题往往将元素化合物的知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大。解题的关键是正确推断元素。常用方法有：1根据原子或离子的结构示意图推断(1)已知原子结构示意图，可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类：电子层数周期数，最外层电子数主

18、族序数。如果已知离子的结构示意图，则须将其转化为原子结构示意图来确定。(2)电子层结构相同的微粒：阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面，阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置，简称“阴前阳下”。2根据元素化合价的特征关系推断(1)根据等式确定元素在周期表中的位置：最高正化合价数最外层电子数主族序数(O、F除外)。(2)如果已知负化合价(或阴离子的符号)，则须用等式先求出最高正化合价：最高正化合价8|负化合价|，再确定元素在周期表中的位置。3根据原子半径的递变规律推断根据原子半径来推断元素的相对位置：同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半

19、径大，同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。4根据元素的原子结构特征推断(1)利用元素的原子结构特征确定元素在周期表中的位置：最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。最外层有1个或2个电子，则可能是A或A族元素，还有可能是副族、族或0族元素氦。次外层电子数是2的元素在第二周期；次外层电子数是8的元素在第三周期或第四周期的A、A族；最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则对应元素位于第四周期。(2)利用元素的特征来推断元素的位置：如根据“形成化合物最多的元素”，“空气中含量最多的元

20、素”、“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。5根据稀有气体的原子序数推断各周期最后的元素都是稀有气体元素，其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之和。熟记这些原子序数，对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。题组一元素推断与元素性质1六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E同主族，B与F同主族，E与F同周期。已知常温下单质A与E状态不同，D的核电荷数是B的最外层电子数的2倍，单质F是一种重要的半导体材料。则下列推断中正确的是()AA、C两种元素仅可组成化学式为CA3的化合物BF与D形成的化合物性质很不活泼，不与任何酸反应C原子半径由大到小的顺序是EFCDD元素的非

21、金属性由强到弱的顺序是DCFB2X、Y、Z、W为四种短周期元素，有关这四种元素的说法中正确的是 ()元素XYZW原子半径(nm)0.0770.0750.1020.099最高正价或最低负价4521A1 mol W的单质参加氧化还原反应时转移的电子数一定为2 molBW、X、Y三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强CY的氢化物与W的单质反应的产物中可能含有共价键和离子键D0.3 mol Cu分别与足量HYO3和H2ZO4的稀溶液反应均产生0.2 mol气体题组二元素推断的多角度应用3X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体

22、。X与M，W与N分别同主族，在周期表中X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等。试回答下列问题：(1)X、Z、W、N四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是_(用元素符号表示)。(2)由X、Z、W、N四种元素中的三种元素可组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，则该反应的化学方程式为_。(3)由X、Z、W、N四种元素组成的一种离子化合物A，已知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与足量盐酸反应的离子方程式_。(4)分子式为X2Y2W4的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性，其原因是_。(用方程式及

23、必要的文字说明)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_。(5)由X、Z、W、N和Fe五种元素可组成类似明矾的化合物H(相对分子质量为392)，1 mol H中含有6 mol结晶水。对化合物H进行如下实验：a取H的溶液，加入过量的NaOH浓溶液并加热，产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体。白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；b另取H的溶液，加入过量的BaCl2溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。H的化学式为_。已知100 mL 1 molL1的H溶液能与20 mL 1 molL1 KMnO4溶液(硫酸酸化)恰好反应，写出该反应的离子方程式_。1据国外媒体报道，“火星快车”号和“金星快车”号探

24、测器分别在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的气态化合物。这种化合物的存在不但会导致金星上的温室效应被成倍的放大，而且可能会在火星上也诱发温室效应的产生。它的结构式为16O=C=18O。下列说法正确的是()A16O与18O为同种原子B16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素C16O=C=18O与16O=C=16O的化学性质几乎相同D16O=C=18O与NaO2反应生成的氧气中含18O2下列各物质中，化学键类型完全相同的是()ANa2O2和NaOH BCH3COONa和NaOHCCCl4和H2O DCO2和H2O23Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X的焰色反应呈黄色。

25、Q元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍。W、Z最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍。元素Y的合金是日常生活中使用最广泛的金属材料之一。下列说法正确的是()A原子半径的大小顺序：rXrYrWrQBX、Y的最高价氧化物的水化物之间不能反应CZ、W最外层电子数都为6，最高化合价都为6价D元素Q和Z能形成QZ2型的共价化合物4短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增，它们的核电荷数之和为32，原子最外层电子数之和为10。A与C同主族，B与D同主族，A、C原子的最外层电子数之和等于B原子的次外层电子数。则下列叙述正确的是()AD元素处于元素周期表中第三周期A族B四种元素的原子半径：ABCDC

26、B、D的最高价氧化物具有相似的物理性质和化学性质D一定条件下，B单质能置换出D单质，C单质能置换出A单质5某矿石由前20号元素中的4种组成，其化学式为WmYnZpXq。X、Y、Z、W分布在三个周期，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，W单质能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。下列说法正确的是()A气态氢化物的稳定性：XZB含有1 mol Y的氯化物的水溶液中离子总数为4 mol(不考虑水的电离)CW位于第三周期A族，其原子半径比其他元素的都大D2 mol W单质和

27、1 mol Y单质投入足量的水中会产生2.5 mol气体6(2013新课标全国卷，9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是()AW2、X BX、Y3CY3、Z2 DX、Z27几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表。分析判断下列说法正确的是()元素代号ABDEGHIJ化合价124、415、3321原子半径/nm0.0710.0740.0770.0990.1100.1430.1600.186AI在DB2中燃烧生成两种化合物BA、H、J的离子半径由大到小顺序是HJACG元素的单质不存在同素异形体DB和J能形成既含离子键又含共价键的化合物8X、Y、Z、W、

28、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。其中只有Z是金属，W的单质是黄色固体，X、Y、W在周期表中的相对位置关系如下图。下列说法正确的是()XYWA五种元素中，原子半径最大的是WBY与Z形成的化合物都可以和盐酸反应CY的简单阴离子比W的简单阴离子还原性强DZ与Q形成的化合物水溶液一定显酸性9已知短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大，其氢化物中甲、乙、丙、丁、戊的化合价如下，下列说法正确的是()元素甲乙丙丁戊化合价41421A乙的常见氧化物只有一种B气态氢化物稳定性：丙丁C丙的氧化物能与戊的氢化物的水溶液反应D原子半径大小：戊丙10能说明元素X的原子得电子能力强于元素Y的原子的事实是

29、()A元素周期表中元素X位于元素Y的上一个周期B元素X的含氧酸的酸性强于元素Y的含氧酸C分别加热H2X、HY至500 ，只有HY发生分解D元素X与Y同主族，相同温度时其单质与铜反应分别生成Cu2X和CuY11现有七种短周期主族元素，其原子序数按A、B、C、D、E、F、G的顺序递增。A元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和等于0，且A是形成化合物种类最多的元素；C原子能形成分别含10电子、18电子的两种阴离子，且C与F位于同一主族；D单质投入冷水中反应缓慢，投入沸水中迅速产生气泡；E的简单阳离子是同周期元素所形成的简单离子中半径最小的。回答下列问题：(1)B位于周期表第_周期第_族。(2)A、

30、B、C三种元素能形成等电子体，请写出其中一组等电子体：_。(3)元素M位于E与F元素之间，且M单质是优良的半导体材料，广泛用于太阳能电池。M、F、G的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为_(用化学式表示)。(4)若选择三种试剂设计实验能证明非金属性：BAM，用化学方程式表示实验原理：_。(5)A、M、F、G的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为_(用化学式表示)。(6)下列实验方法能证明D与E的金属性强弱关系的是_(填字母序号)。A比较D和E的单质分别与稀硫酸反应产生气泡的快慢B比较D和E的单质分别与同浓度的氢氧化钠溶液反应产生气泡的快慢C比较D和E的单质分别与氯气、氧气、硫等非金属单质

31、反应的产物12(2013天津理综，7)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_。(2)X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写分子式)_。(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：AB(在水溶液中进行)其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。写出C的结构式：_；D的电子式：_。如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为_；由A转化为B的离子方程式