名师高徒高三化学第4讲.doc

第四讲 物质结构 化学键 元素周期律 适用学科化学适用年级高三适用区域全国本讲时长90min知识点原子结构元素周期表及元素周期律化学键及电子式的书写学习目标1.了解原子结构的组成，会书写原子结构示意图；2.了解元素、核素、同位素的含义；3.掌握元素周期律的实质；4.了解化学键的含义，掌握化学键的形成过程，会用电子式表示。学习重难点重点：粒子半径的比较、元素周期律的应用、化学键的分类难点：元素周期律的应用、电子式的书写 学习过程一、复习预习1、陌生离子反应方程式的书写；2、与量有关的离子反应方程式的书写。二、知识讲解考点1、原子的构成 质子（Z个） 原子核 1原子 AZ X 中子（N个） 核外电子（Z个） 2的质子数与质量数，中子数，电子数之间的关系： 数量关系：核内质子数核外电子数 电性关系：原子：核电荷数核内质子数核外电子数=原子序数阳离子：核外电子数核内质子数电荷数阴离子：核外电子数核内质子数电荷数 质量关系：质量数（A）质子数（Z）中子数（N）考点2、元素、核素、同位素1元素：具有相同质子数的同一类原子的总称（质子数相同的同种原子）。2核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。3同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。例：H的三种同位素：原子种类1 1H2 1H3 1H名称氕氘氚质子数111电子数111质量数123中子数012特别提示：1任何微粒都有质子，但不一定有中子，也不一定有核外电子。2同一元素的各种核素化学性质相似，物理性质不同。3同位素：“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占有同一个位置。考点3、核外电子排布的规律1电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布。2电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等。3每层最多容纳的电子数为2n2（n代表电子层数）。4最外层电子数则不超过8个(第一层为最外层时，电子数不超过2个)。电子层 1 2 3 4 n电子层符号 K L M N 离核距离 近 远电子的能量 低 高最多能容纳的电子数 2 8 18 32 2n25常见的10电子和18电子的微粒：粒子10e18e原子NeAr分子HF、H2O、NH3、CH4HCl、H2S、H3P、SiH4、C2H6、H2O2、CH3OH、F2、N2H4阴离子F、O2、N3、OHCl、S2、P3、O22、HS阳离子Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3OK+、Ca2+考点4、元素周期表1编排原则：按原子序数递增的顺序从左到右排列 将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。（周期序数原子的电子层数） 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。（主族序数原子最外层电子数）2结构特点：核外电子层数 元素种类 第一周期 1 2种元素 短周期 第二周期 2 8种元素周期 第三周期 3 8种元素 元 （7个横行） 第四周期 4 18种元素 素 （7个周期） 长周期 第五周期 5 18种元素 周 第六周期 6 32种元素 期 不完全周期 第七周期 7 未填满（已有26种元素） 表 主族：AA共7个主族 族 副族：BB、BB，共7个副族（18个纵行） 第族：三个纵行，位于B和B之间（16个族） 零族：稀有气体考点5、元素周期律元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果1核电荷数：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐增大。2电子层数：同周期相同，同主族从上到下依次增多。3随着原子序数的递增，元素主要化合价呈现周期性的变化。主族元素最高正价等于最外层电子数但O一般无正价，F无正价；最高正化合价最低负化合价8（仅适用于非金属元素）；金属无负价；最外层电子数为奇数，则该元素一般显奇数价如：Cl元素有1，1，3，5，7价；最外层电子数为偶数，则该元素一般显偶数价如S元素有4，6，2价；4元素的金属性和非金属性的周期性变化：电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径递减，核对核外电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，即元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。元素金属性强弱判断的判断依据：金属单质跟水或酸反应置换出氢气的难易程度：越容易则金属性越强，反之，金属性越弱；最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：最高价氢氧化物的碱性越强，这种金属元素金属性越强，反之，金属性越弱；金属单质间的置换反应符合金属活动顺序表；金属单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强。元素非金属性强弱判断的判断依据：非金属元素单质与氢气化合的难易程度及生成氢化物的稳定性强弱：如果元素的单质跟氢气化合生成气态氢化物容易且稳定，则证明这种元素的非金属性较强，反之，则非金属性较弱；例：H2F2 2HF（阴暗处混合爆炸，HF最稳定）H2Cl2 2HCl（混合气体光照爆炸，HCl稳定）H2Br22HBr（混合加热反应，HBr稳定）H2I2 2HI（缓慢反应，HI很不稳定）非金属性：FClBrI最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强则对应的元素的非金属性越强；非金属单质间的置换反应；非金属单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，元素的非金属性越强。5粒子半径的比较（1）不同元素同周期元素的原子和离子。 从左到右，随着核电荷数的递增，元素的原子半径依次减小，阳离子半径依次减小，阴离子半径也依次减小。如：NaMgAlSi，NaMg2Al3，S2Cl。 同主族元素的原子和离子： 从上到下，随着核电荷数的递增，元素的原子半径依次增大，离子半径依次增大。如：LiNaKRbCs，LiNaKRbCs，FClBrClKCa2；FNaMg2Al3。无法直接比较的粒子。 可借助参照物进行比较，如S2与Al3的离子半径大小的比较，可借助于O2，由于Al3O2S2，所以Al3S2。 （2）同种元素阳离子中性原子阴离子。 元素价态越高的粒子，半径越小，如Fe3Fe2Fe，HHYW BW、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是WXYZ CY、Z形成的分子空间构型可能是正四面体 DWY2分子中键与键的数目之比是2:12（2013山东卷）W、X、Y、Z四种短周期元素在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（ ）WXYZAX、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强于YDZ元素单质在化学反应中只表现氧化性3（2013大纲卷）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D 同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：（1）五种元素中，原子半径最大的是_，非金属性最强的是_（填元素符号）；（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是_（用化学式表示）；（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为_，其中存在的化学键类型为_；（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为_；（5）单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为_；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为_；（6）单质E与水反应的离子方程式为_。课程小结元素周期表和元素周期律的应用1预测元素的性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹（At）应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液显酸性，AgAt难溶于水2启发人们在一定区域内寻找新物质半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。催化剂和耐高温、耐腐蚀材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。常见物质电子式的书写1共价化合物化合物电子式化合物电子式化合物电子式HClH2OCO2COHClOH2O2N2H4CH4CCl4HCCHC2H4C2H4NH3CH3CH2OH2离子化合物化合物电子式化合物电子式化合物电子式Na2ONaOHNaClNa2O2MgCl2NaClO课后作业【基础】1X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是：（ ）AX的原子序数比Y的小 BX原子的最外层电子数比Y的大CX的原子半径比Y的大 DX元素的最高正价比Y的小2据国外有关资料报道，在独居石（一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb的磷酸盐）中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断，其中116号元素应位于周期表中的：（ ）A第六周期IVA族 B第七周期VIA族C第七周期VIII族 D第八周期VIA族3X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是：（ ）A元素非金属性由弱到强的顺序为ZYYX4（2013海南卷）重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是（ ）A氘(D)原子核外有1个电子B1H与D互称同位素CH2O与D2O互称同素异形体D1H18O与D216O的相对分子质量相同5（2013高考重庆卷）下列排序正确的是（ ）A酸性：H2CO3C6H5OHCH3COOH B碱性：Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC熔点：MgBr2SiCl4BN D沸点：PH3NH3H2O【巩固】1下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是（ ）ANH4Cl NH3+ HClBNH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3C2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2OD2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O22下列叙述正确的是（ ）A同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高B同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子C同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高D稀有气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高3R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)（ ）A若R(OH)n为强碱，则W(OH)n+1也为强碱B若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素C若Y的最低化合价为-2，则Z的最高正化合价为+6D若X的最高正化合价为+5，则五种元素都是非金属元素4（2013福建卷）四种短周期元素在周期表中的位置如右图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是（ ）A原子半径ZMBY的最高价氧化物对应水化物的酸性比X 的弱CX的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小DZ位于元索周期表中第2 周期、第A族5（2013浙江卷）短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法正确的是（ ）A钠与W可能形成Na2W2化合物B由Z与Y组成的物质在熔融时能导电CW得电子能力比Q强DX有多种同素异形体，而Y不存在同素异形体【拔高】1下列说法正确的是（ ）AA族元素的金属性比A族元素的金属性强BA族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高C同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强D第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小2（2013天津卷）下列有关元素的性质及其递变规律正确的是（ ）AIA族与VIIA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几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZMR原子半径/nm0.1860.1020.0750.0740.143主要化合价+1+6 2+5 32+3已知X是短周期中最活泼的金属，且与R同周期。下列叙述不正确的是（ ）A离子半径大小：Y2-M2-R3+ BZ与M组成的化合物是形成酸雨的原因之一C将YM2通入BaCl2溶液中有大量白色沉淀产生DX、Y、R的最高价氧化物的水化物两两之间能发生反应4（2013海南卷）X、Y和Z均为短周期元素，原子序数依次增大，X的单质为密度最小的气体，Y原子最外层电子数是其周期数的三倍，Z