【高考风向标】高考化学一轮复习 第三单元 第13讲 物质结构 元素周期律课件.ppt

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 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 续表 考纲定位 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 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 1 原子的组成和结构 2 两个关系式 质量数 质子数 中子数 一 原子结构 2 核外电子排布 核外电子排布规律 2n2 8 2 32 1 核外电子总是最先排在能量 的电子层上 依次为k l 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 较低 18 3 同位素 核素 中子数 质子数 中子数 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 质子数 1 元素周期表 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 二 元素周期表和元素周期律 2 元素周期律 依次增多 依次增多1个 相同 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 减小 增大 相同 续表 得 小 大 失 大 小 得 大 小 失 小 大 1 7 主族族 序数 续表 减弱 增强 增强 减弱 增强 减弱 减弱 增强 易 增强 减弱 三 化学键 相互作用 1 定义 相邻原子间强烈的 2 分类 阴 阳离子 共用电子对 3 离子化合物与共价化合物 离子键 共价键 离子化合物 含 的化合物 共价化合物 只由 构成的化合物 考点1 核素 同位素 元素 核素 同位素之间的关系如图3 13 1 图3 13 1 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14 6 8 而14n的中子数为14 7 7 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 答案 d 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 互为同系物的是 互为同素异形体的是 同一物质的是 和 hcooch3和ch3cooh 235u和238u 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 a 20 b 略大于20 c 略小于20 d 80 解析 本题可用 十字交叉法 求解 14 11 4 100 20 这样求出的20 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 答案 c 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 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3 13 2 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3 13 3 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 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 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 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170 190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 2 nh3 3 答案 1 三 a 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 单质的熔点有的逐渐降低 例如第 a族 而有的逐渐升高 例如第 a族 所以d不正确 答案 b 4 2011年广东高考 双选 短周期元素甲 乙 丙 丁的原子序数依次增大 甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性 乙位于第 a族 甲和丙同主族 丁原子最外层电子数和电子层 数相等 则 a 原子半径 丙 丁 乙b 单质的还原性 丁 丙 甲c 甲 乙 丙的氧化物均为共价化合物d 乙 丙 丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应 解析 短周期元素甲 乙 丙 丁的原子序数依次增大 甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性 该化合物是氨气 乙位于第 a族 为n元素 则甲是h元素 甲和丙同主族 且其原子序数大于乙 丙是na元素 丁原子最外层电子数和电子层数相等 是al元素 原子半径 丙 丁 乙 a对 单质的还原性 丙 丁 甲 b错 丙的氧化物中氧化钠和过氧化钠均为离子化合物 c错 乙 丙 丁的最高价氧化物对应的水化物分别是硝酸 氢氧化钠和氢氧化铝 三者之间可以相互反应 d对 答案 ad 考点3 化学键的类型电子式的书写 1 化学键的类型 2 离子键与共价键比较 3 电子式 结构式的书写 1 结构式 用一根短线表示一对共用电子 忽略其他电子的式子 叫做结构式 如n2 n n co2 o c o 2 电子式 在元素符号周围用小黑点 或 来表示原子的最外层电子的式子叫做电子式 括起来 并在 外右上角注明该离子所带的电荷数 要注意化学键中原子直接相邻的事实 对相同的离子不能 合并 如mgcl2的电子式 不能写成 要注意书写单质 化合物的电子式与单质 化合物形成过 其形成过 程中电子式的差别 如co2的电子式为 程的电子式为 还要注意书写离子化合物的形成过程时需要标出电子转移 例4 有人建议将氢元素排在元素周期表的第 a族 下 列事实能支持这一观点的是 h原子得到一个电子实现最外电子层稳定结构 氢分子的结构式为h h 分子中原子间的化学键都属于非极性键 a 只有 c 只有 b 只有 d 有 思路指导 本题考查元素周期表的编排原则 并结合原子结构特点和结构式 电子式 化学键等内容 综合性强 同一族的元素具有相似的结构特点 解题要找到h元素与第 a族元素相似的结构特点 解释 h与卤族元素得到一个电子后 最外层电子数都达到 故 正确 而只要相同的原子就可以形成非极性键 故 错 答案 a 变式训练 5 几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表 分析上表中有关数据 并结合已学过的知识 回答以下问题 涉及上述元素的答案 请用元素符号表示 1 e元素在周期表中位于第 周期 族 b离 子的结构示意图 2 a h j对应的离子半径由大到小的顺序是 填离子符 号 3 a与j形成化合物的电子式 d的最高价氧 化物的结构式 4 g的最高价氧化物与j的最高价氧化物的水化物x的溶液发生反应的离子方程式为 d与b形成的某种化合物y不仅能与x反应 还能与i的单质反应 则y与i的单质反应的化学方程式为 解析 由同周期元素原子半径的关系可以看出 a b d位于同一周期 e g h i j位于同一周期 再结合元素常见的化合价可以推断a b d e g h i j分别为f o c s p al mg na 答案 1 三 第 a 3 o c o 元素周期律的应用 元素推断题 考向分析 历年高考对原子的结构和元素周期律的考查重点是根据元素的位 构 性之间关系进行元素的推断 通常还结合电子式的书写以及化学键的类型 核素和同位素等知识考查 综合性强 出现的频率较高 找到突破口 确定未知元素是解题的关键 典例 2012年广东深圳检测 a b c d e f是原子序数依次增大的短周期主族元素 a的最外层电子数是次外层电子数2倍 b是短周期中金属性最强的元素 c是同周期中阳离子半径最小的元素 d元素的最高价氧化物对应水化物与b元素的最高价氧化物对应水化物反应的产物m是制备木材防火剂的原料 e的最外层电子数与内层电子数之比为3 5 请回答 1 d的元素符号为 2 f在元素周期表中的位置 3 用电子式表示由元素b和f组成的化合物的形成过程 4 b单质与氧气反应的产物与c的单质同时放入水中 产生两种无色气体 用化学方程式单独表示每种气体的生成 5 工业上将干燥的f单质通入熔融的e单质中可制得化合物e2f2 该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体 0 2mol该物质参加反应时转移0 3mol电子 其中只有一种元素化合价发生改变 该反应的化学方程式为 6 某混合物的稀溶液中 只可能含有b c f构成的简单离子或a e的最高价氧化物对应水化物所电离出来的阴离子 现分别取一定体积的该溶液进行实验 实验1 取2ml溶液 向其中加入agno3溶液有沉淀产生 实验2 取200ml溶液 向其中加入足量bacl2溶液后 得干燥沉淀12 54g 沉淀经足量盐酸洗涤 干燥后 剩余4 66g 请回答 根据以上实验 不能判断是否存在的离子有 b的简单离子是否存在 若存在 浓度至少为 mol l 若不存在 则不必回答第二问 考查要点 本题主要考查元素的 位 构 性 的关系并进行元素的推断 还考查了氧化还原反应中电子转移数目关系及常见离子的检验 思路指导 根据元素的 位 构 性 关系推出a f各元素是解题的关键 解题时抓住各元素的特点 分析找出突破口 顺藤摸瓜 逐一突破 方法有顺推 逆推 顺逆结合推 解析 a f是短周期主族元素 a的最外层电子数是次外层电子数2倍 可知为c元素 短周期中金属性最强的元素b为na元素 c是同周期中阳离子半径最小的元素是al 木材防火剂的原料m是na2sio3 可知d元素为si e的最外层电子数 6 cl hco3 答案 1 si 2 第三周期 第 a族 4 2na2o2 2h2o 4naoh o2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 5 2s2cl2 2h2o 3s so2 4hcl 存在 0 6 与内层电子数之比为3 5 短周期元素原子核外最多三个电子 层 故e的内层电子数为10 最外层电子数为6 确定为s元 素 核电荷数比s多的短周期主族元素只有cl 突破训练 1 2011年四川高考 甲 乙 丙 丁 戊为原子序数依次增大的短周期元素 甲 丙处于同一主族 丙 丁 戊处于同一周期 戊原子的最外层电子数是甲 乙 丙原子最外层电子数之和 甲 乙组成的常见气体x能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 戊的单质与x反应能生成乙的单质 同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物y和z 0 1mol l的y溶液ph 1 丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐l 也能与z的水溶液反应生成盐 丙 戊可组成化合物m 请回答下列问题 1 戊离子的结构示意图为 2 写出乙的单质的电子式 3 戊的单质与x反应生成的y和z的物质的量之比为2 4 反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 4 写出少量z的稀溶液滴入过量l的稀溶液中发生反应的离子方程式 5 按如图3 13 4所示电解m的饱和溶液 写出该电解池中发生反应的总反应方程式 将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中 观察到的现象是 图3 13 4 解析 本题主要考查元素周期表的结构 元素周期律及电解的应用 解题突破口在题目中间 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体x是碱性气体 为氨气 从而确定甲 乙分别为h n元素 然后根据突破口逆推 顺推 确定甲 乙 丙 丁 戊分别为h n na al cl 先变红后褪色 1 2012年广东深圳检测 日本核电站附近检测到放射性原 a 它们互称为同位素b 它们的化学性质几乎完全相同c 它们相差4个质子d 它们的电子数相同答案 c 2 2011年江苏高考 短周期元素x y z w q在元素周 期表中的相对位置如图3 13 5所示 下列说法正确的是 图3 13 5a 元素x与元素z的最高正化合价之和的数值等于8b 原子半径的大小顺序为 rx ry rz rw rqc 离子y2 和z3 的核外电子数和电子层数都不相同d 元素w的最高价氧化物对应的水化物的酸性比q的强 解析 该题以 周期表中元素的推断 为载体 考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度 考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力 根据周期表的结构可推出元素分别为 x n y o z al w s q cl a项 元素最高正化合价一般等于其主族族序数 b项 同周期原子半径从左到右依次减小 同主族从上到下依次增大 都相同 d项 元素最高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的 因此酸性q的强 答案 a 3 下列叙述正确的是 a 含有共价键的化合物都是共价化合物b 含有离子键的化合物都是离子化合物c 由于硫酸能电离出氢离子 所以硫酸是由离子构成的 是离子化合物d hcl nacl溶于水是物理变化 所以溶解过程中化学键等都没有变化 解析 a中 一些离子化合物也含共价键 如氢氧化钠等 c中硫酸是共价化合物 不是由离子构成的 d中hcl溶于水其共价键断裂 答案 b a 氯化氢气体