高三化学复习 物质结构和元素周期律 第二部分基本理论

1、1 物质结构和元素周期律1.1 物质结构一、 原子结构1、 原子的组成及各种量之间的相互关系（1） 原子的组成组成组成微粒带电量质量相对质量作用原子原子核质子（Z）1个单位正电荷1.6726*10-27Kg1.0071决定元素的种类中子（N）不带电1.6478*10-27Kg1.0081决定元素的同位素核外电子电子（e）1个单位负电荷9.1095*10-31Kg质子质量的1/1837主要决定元素的化学性质（2） 几个概念元素、同位素、同位素的质量数、同位素的相对原子质量、元素的相对原子质量和元素的近似相对原子质量见前基本概念部分（3） 各种量之间的关系质量关系：质量数=质子数（Z）+中子数（N

2、）电性关系：Z=e(中性)Z>e(阳离子)Z<e(阴离子)数量关系：中性原子-质子数=核外电子数=核电和数=原子序数2、 原子核外的电子排步（1） 电子云电子在核外空间一定范围内出现，好像在原子核周围笼罩着带负电荷的云雾，称它为电子云。电子云示意图中小黑点的疏密表示电子在该空间出现的机会的多少。（2） 原子核外电子的排步在多电子原子中，根据电子的能量差异和通常运动的区域里核远近不同，将核外电子分成不同的电子层，常用下列符号表示：电子层数1234567电子层符号KLMNOPQ电子离核由近到远电子能量由低到高（3） 原子核外电子的排步规律l 每一电子层最多容纳2n2个电子l 最外层电子

3、数最多不超过8个l 次外层电子数不超过18个l 电子总是尽先排步在能量最低的电子层里，然后再由里而外，依次排在能量逐渐升高的电子层里。以上规则是相互联系的，在排步原子的核外电子时，必须同时满足这四条规则。最外层电子数满足8个为“稳定结构”（第一层为2个）。最外层电子数较少的（13个）原子有失电子达到稳定结构的倾向。最外层电子数较多的（57个）原子有得电子或共用电子达到稳定结构的倾向。原子间如通过得失电子达到8电子稳定结构，则形成离子键；如果通过共用电子对达到8电子稳定结构，则形成共价键。（4） 核外电子的表示方法l 电子式在元素符号周围用小黑点来表示原子的最外层电子的式子（祥见前）l 原子（离

4、子）的结构简图l 用电子式表示物质的形成过程二、 分子结构1、 化学键分子或者晶体中，相邻的两个或者多个原子（离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。化学键的键能通常在120KJ/mol800KJ/mol。化学键的主要类型有：离子键、共价键（包括配位键）、金属键。（1） 离子键阴阳离子间通过静电作用（包括静电相互吸引和相互排斥）形成的化学键叫离子键。通常活泼金属（如K、Ca、Na等）跟活泼的非金属（如氯、溴等）化合都能形成离子键。（2） 共价键原子间通过共用电子对（电子云重叠）所形成的化学键叫共价键。通常非金属元素原子之间形成共价键，某些高价金属氧化物也形成共价键（CrO5）。共价键有饱和性和方向

5、性。配位键是一种特殊的共价键。由成键的双方原子中，一方原子提供孤对电子，另一方原子提供空轨道而形成共用电子对，这种共价键叫配位键。如NH3和H+以配位键形成NH4+，H2O和H+以配位键形成H3O+等（Cu(H2O)42+，Ag(NH3)2+，AlF63-）。2、 分子间作用力分子间作用力又叫范德华力。分子间作用力比化学键弱得多，通常每摩尔约几个至数个千焦。一般来说，随着分子量的增大，分子间作用力也增大，熔点和沸点也随着升高。3、 氢键分子中与非金属性强的原子X以共价键相连的氢原子，还可以和另一种非金属性强的原子Y之间生成一种弱的作用，这种作用称为氢键。氢键通常可用XHY表示，其中X、Y代表F

6、、N、O等非金属性强、原子半径较小的原子。X和Y可以是同一种元素（如OHO、FHF等），也可以是两种不同的元素（如NHO等）。Cal的非金属性虽然也很强，但是因为其原子半径比较大，所以HCl不能于其他分子形成氢键。氢键一般比范德华力稍强一些，其能量约在850KJ/mol的范围。氢键也有饱和性和方向性，所谓饱和性是指H原子只能吸引一个非金属性很强的原子，而不能吸引第二个；所谓方向性是指通常氢键的“键角”总是接近1800。氢键对分子的溶解度、熔点、沸点等都产生影响。4、 键的极性与分子的极性（1） 键的极性由同一种原子形成的共价键，共用电子对不偏向任何一个原子，这样的共价键叫非极性共价键。由不同种

7、原子形成的共价键，共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一方，这样的共价键叫极性共价键。（2） 分子的极性整个分子的电荷分布是对称的，这样的分子叫非极性分子。整个分子的电荷分布是不对称的，分子的一端带有部分正电荷，另一端带有部分负电荷，这样的分子叫极性分子。判断分子的极性要注意分子的空间形状，判断的依据可以是正负电荷的重心是否重合。以下是列表：分子组成空间构型实例极性或非极性双原子分子A2直线型N2、H2非极性AB直线型CO、HCl极性三原子分子A3折线型O3极性AB2折线型H2O、SO2极性AB2直线型CO2、CS2非极性ABC折线型HClO极性ABC直线型HCN极性四原子分子A4四面体型P4非

8、极性AB3三角锥型NH3极性AB3平面三角型BCl3非极性A2B2异面直线型H2O2极性五原子分子AB4正四面体型CH4、CCl4非极性AB3C四面体型CH3Cl极性AB2C2四面体型CH2Cl2极性5、 常见的几种晶体结构晶体类型微粒微粒间作用熔沸点硬度导电性实例离子晶体阴阳离子离子键较高较硬而脆固态不导电、液态和水溶液可以导电NaCl、Na2SO4原子晶体原子共价键很高硬度大一般不导电（硅等可以做半导体）金刚石、二氧化硅分子晶体分子范德华力低硬度小三态均不导电，溶于水有的能导电HCl、O2、H2SO4金属晶体金属离子金属原子金属键较高、但有的很低一般较硬有的很软导电Fe、Hg、W、Al、N

9、aNaOH是离子晶体，熔点328；硫是分子晶体，熔点113。大多数离子晶体的熔点高于NaOH的熔点，而分子晶体的熔点往往低于硫的熔点。6、 微粒半径和键角、键长、键能（1） 原子半径和离子半径原子和离子半径的数量级一般为10nm，其大小规律为：l 阳离子半径小于该原子的半径，阴离子半径大于该离子的半径l 同周期元素原l 子半径从左到右逐渐递减（稀有元素的原子除外）。同主族元素原子半径、离子半径从上到下都是逐渐递增的。l 电子层结构相同的离子，核电核数越大，其离子半径越小。（2） 键长分子中两个成键原子的核间平均距离叫键长。一般键长越短，键越牢固。（3） 键能在气态时拆开1摩尔化学键所需要的能量

10、叫做键能。键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。键能的单位是KJ/mol。（4） 键角分子中键和键之间的夹角叫做键角。CO2>CH4>NH3>H2O1.2 元素周期律和元素周期表一、 元素周期律元素性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，叫元素周期律。元素周期律包括原子结构和元素性质的周期性变化。二、 元素周期表1、 元素周期表的结构（1） 七个横行即七个周期。其中三个短周期，三个长周期，一个不完全周期。（2） 18个纵列共16个族。包括7个主族（A）,7个副族（B），一个第VIII族（共3个纵列），1个零族。2、 第三周期元素的周期性变化元素结构和性质Na Mg Al

11、 Si P S Cl Ar最外层电子数1 2 3 4 5 6 7 8原子半径 逐渐减小金属性与非金属性 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强最高价氧化物水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强非金属元素气态氢化物的稳定性 稳定性逐渐增大主要化合价+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 -4 -3 -2 -13、 第VIIA族元素的周期性变化结构和性质元素最外层电子数原子半径非金属性最高价氧化物水化物的酸性气态氢化物的形成和稳定性主要化合价FClBrI7777逐渐增大逐渐减弱逐渐减弱逐渐难以形成，稳定性减弱-1-1，+1，+5，+7-1，+1，+5，+7-1，+1，+5，+74、 原子结构与化合

12、价的关系主族元素的最高化合价=主族序数=最外层电子数（价电子数）主族元素（IVA-VIIA）的最低负价=主族序数85、 原子结构、元素的性质和元素在元素周期表中的位置三者之间的关系（略）1.3 例题1、 下列各组指定原子序数的元素,不能形成AB2型化合物的是(A)6和8(B)16和8(C)12和9(D)11和62、 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是(A)SO2和SiO2(B)CO2和H2O(C)NaCl和HCl(D)CCl4和KCl3、 下列元素的单质中,最易跟氢气反应生成氢化物的是(A)硼(B)氮(C)氟(D)碳4、 下列分子的结构中，原子的最外层电子不能都满足8电子

13、稳定结构的是(A)CO2(B)PCl3(C)CCl4(D)NO25、 已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b,它们的离子Xm+和Yn-的核外电子排布相同,则下列关系式正确的是(A)a=b+m+n(B)a=b-m+n(C)a=b+m-n(D)a=b-m-n6、 某金属元素最高价氟化物的分子量为M1，其最高价的硫酸盐的分子量为M2。若此元素的最高正价为n，则n与M1、M2的关系可能是A n= B n= C n= D n=7、 X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(A)X的原子序数比Y的小(B)X原子的最外层电子数比Y的大(C)X的原子半径比Y的大(D)X元素的

14、最高正价比Y的小8、 下列离子中最易给出电子的是(A)Cl-(B)Cu2+(C)Fe2+(D)F-9、 下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是(A)CO2 H2S(B)C2H4 CH4(C)Cl2 C2H4(D)NH3 HCl10、 下列分离物质的方法中,根据微粒大小进行分离的是(A)萃取(B)重结晶(C)沉降(D)渗析11、 A、B、C、D是短周期元素,A元素的最高价氧化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物,1摩该化合物含有42摩电子,B原子的最外层电子数是次外层的电子数的3倍，.C、D两原子的最外层电子数分别是内层电子数的一半.C元素是植物生长的营养元素之一.试写出:(1)

15、A、B元素形成的酸酐的化学式 ;(2)D元素的单质与水反应的化学方程式 ;(3)A、C元素气态氢化物的稳定性大小 < (用分子式表示).12、 (A)化合物E(含两种元素)与NH3反应，生成化合物G和H2，化合物G的相对分子质量约为81,G分子中硼元素(B相对原子质量为10.8)和氢元素的质量百分含量分别是40%和7.4%由此推断:(1)化合物G的分子式为 ;(2)反应消耗1摩NH3,可生成2摩H2,组成化合物E的元素是 和 ;(3)1摩E和2摩NH3恰好完全反应,化合物E的分子式为 .(B)(1)为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰和含硫煤混合后使用.请写出燃烧时

16、,有关"固硫"(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式: ， (2)近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为：NH3+HClO H2O+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl较HClO稳定.试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因: .13、 19世纪中叶,门捷列夫的突出贡献是(A)提出原子学说(B)发现元素周期律(C)提出分子学说(D)发现氧气14、 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8(C)氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱(D)单质铍跟冷水反

17、应产生氢气15、 CaC2和MgC2都是离子化合物.下列叙述中正确的是（A） CaC2和MgC2都能跟水反应生成乙炔（B） 的电子式为（C） CaC2在水中以Ca2+和形式存在（D） MgC2的熔点低，可能在100以下16、 X、Y、Z和R分别代表四种元素.如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数),则下列关系正确的是(A)a-c=m-n(B)a-b=n-m(C)c-d=m+n(D)b-d=n+m17、 1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:C60分子

18、中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;C60分子只含有五边形和六边形;多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30.请回答下列问题:(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是_,理由是:_.(2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_,并简述其理由：_.(3)通过计算,确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为_.(4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目.C70分子中

19、所含五边形数为_,六边形数为_。Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl18、 已知气态氯化铝分子以双聚形式存在，其结构如下图所示：图中“ClAl”表示Cl原子提供了一对电子与Al原子共享。又，已知硼酸H3BO3为白色固体，溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。请写出下面这个方程式右端的两种离子的表达式： + 19、 下列含有极性键的离子晶体是A CH3COOH B NaOH C Na2O2 D MgCl220、 短周期元素M和N的离子M2+和N2-具有相同电子层结构，则下列说法正确的是A M2+的离子半径比N2-小 B M的原子序数比

20、N小 C M和N原子的电子层数相等 D M和N原子最外层电子数相等21、 X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可表示为 A、XYB、XY2C、XY3D、X2Y322、 下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 A、光气（COCl2）B、六氟化硫 C、二氟化氙D、三氟化硼23、 下列叙述正确的是A、 同主族金属的原子半径越大熔点越高B、 稀有气体原子序数越大沸点越高C、 分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低D、 同周期元素的原子半径越小越易失去电子24、 BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺

21、贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。若知：在GBO中，锗处于其最高价态 在GBO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构 GBO可看作是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在GBO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空：（1）锗和铋的元素符号分别是 和 。（2）GBO晶体的化学式是 。（3）GBO晶体中所含铋氧化物的化学式是 。25、 a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下： 微粒代码abcdefg原子核数单核单核双核多核单核多核多核带电荷数（单位电荷

22、）01+1-02+1+0 其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；c与f可形成两个共价型g分子。试写出：（1）a微粒的核外电子排布式 （2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为 > （用化学式表示） （3）d溶于水的电离方程式 （4）g微粒所构成的晶体类型属 （5）c微粒是 ，f微粒是 （用化学式表示）26、 下列有关硼元素的叙述中，正确的是 A 从硼的相对原子量为10.8，可判断硼原子核内的中子数为6 B 在三氯化硼分子中，硼原子最外层满足了8电子结构 C 硼元素可以和氢元素结合成为氢化物 D 硼元素与氢氧根结合的化合物是一种强碱27、 在

23、周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素上下或左右紧密相邻。甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数。这四种元素原子的最外层电子数之和为20。据此可以判断：元素甲为 ，元素丙为 ，元素乙和丁所形成化合物的分子式为 或 。 28、 在一定条件下，单质X和单质Y反应，生成化合物Z，Z与水作用可生成气体G和白色沉淀P（如下框图所示），已知气体G与空气之密度比约为1.17 请填空： 组成单质X和Y的元素分别属第 族和第 族。 化合物Z的化学式为 。 每生成1mol的气体G，同时应得到 mol的沉淀P。单质X单质Y 化合物Z气体G沉淀P29、 关于晶体的下列说法正确的是A在晶体中只要有阴离子就一

24、定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低30、 下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是ABeCl2BPCl3CPCl5DN231、 关于IA族和IIA族元素的下列说法中正确的是A在同一周期中，IA族单质的熔点比IIA族的高B浓度都是0.01 mol·L-1时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钡的小C氧化钠的熔点比氧化镁的高D加热时，碳酸钠比碳酸镁易分解32、 X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别是1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是AXYZBX2YZCX2YZ2DX2YZ

25、333、 (1)中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCI相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7 g·mol-1）。(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。34、 下列化合物中阳离子半径与阴离于半

26、径比值最小的是 (A) NaF (B) MgI2 (C) BaI2 (D) KBr35、 设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：单质ABCDEFGHIJ熔点（-150550160210-50370450300260250与水反应与酸反应与氧气反应不发生化学反应相对于A元素的原子质量1.08.015.617.123.831.820.029.63.918.0按照元素性质的周期递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下表：ABH36、 有人认为在元素周期表中，位于A族的氢元素，也可以放在

27、A族，下列物质能支持这种观点的是A HF B H3O C NaH D H2O237、 在下列有关晶体的叙述中错误的是A 离子晶体中，一定存在离子键 B 原子晶体中，只存在共价键C 金属晶体的熔沸点均很高 D 稀有气体的原子能形成分子晶体38、 水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是A 水由液态变为玻璃态，体积缩小 B 水由液态变为玻璃态，体积膨胀C 玻璃态是水的一种特殊状态 D 玻璃态水是分子晶体39、 致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发

28、时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：（1）氢化物的易燃性：第二周期 H2O、HF；第三周期 SiH4PH3 。（2）化合物的毒性：PH3NH3 H2S H2O；CS2 CO2 CCl4 CF4 （选填或。于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。（3）已知CCl4的沸点为76.8，CF4的沸点为128，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其它类

29、似的还可以是 。（4）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是 。但求助于周期表中元素及其化合物的 变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。（填写字母，多选扣分）毒性 沸点 易燃性 水溶性 颜色（a） （b） （c）40、 周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是 A电子数 B最外层电子数 C电子层数 D次外层电子数41、 如图所示 已知： 甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质。 在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比l：3反应，分别生成X和Y，在产物中元素甲呈负价。 在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1：2反应，分别生成Z和W，在产物中元素乙呈负价。请填空： (1)甲是_，乙是_。 (2)甲与丙反应生成X的化学方程式是_。 (3)乙与丁反应生成W的化学方程式是_。42、 两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前 10号元素中，满足上述关系