物质结构和元素周期律

niuwk牛牛文库文档共享考纲解读1．驾驭元素周期律的实质，了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2．以第三周期为例，驾驭同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3．以ⅠA和ⅦA族为例，驾驭同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。niuwk牛牛文库文档共享5．了解原子结构示意图、分子式、结构式、结构简式的表示方法。6．了解相对原子质量、相对分子质量的定义、并能进行有关计算。7．了解元素、核素、同位素的含义。8．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。9．了解原子核外电子排布规律。10．了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。niuwk牛牛文库文档共享考情探究近几年来，该讲主要考点有：①原子结构、元素性质递变规律(如2011天津2题、2011全国16题)，②元素周期表(如2011课标13题、2010广东10题)，③综合推断(如2011海南13题)。④质子数、中子数、质量数的关系，原子组成的表示(如2011海南4题、2009广东，1题)，⑤同位素的推断(如2011山东，9题)，⑥核外电子排布学问运用于元素的推断(如2011山东，10题、2010江苏，13题、2010浙江，8题)，⑦化学键类型推断，如2011浙江，9题、2010上海5题。niuwk牛牛文库文档共享在近5年高考中，以选择题形式出现37次，每题4～6分，以填空题形式出现12次，每空约占3分，高考试题对本讲内容主要考查学生综合推理实力，难度中等，以选择题形式考查微粒间的各种关系及分子构型，原子结构、元素性质递变规律，以填空形式考查简洁数值关系，综合推断等。本部分学问内容丰富，规律性强，是中学化学重要的基本理论之一，是学习化学必需驾驭的基础学问，它在整个中学化学中占有重要地位，所以在高考中占有较大的比重。预料2012年高考会以稳为主，主要考查元素性质周期性变更，以元素周期表为依托考查各微粒间的关系。niuwk牛牛文库文档共享展望2012年高考，题型会稳中有变，以元素化合物学问为载体，用物质结构理论来说明现象，定性推断，定量计算、向多方位、多角度、多层次方向发展。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享真题链接高考真题有灵性，课前饭后碰一碰1．(2011·天津理综)以下有关原子结构及元素周期表的叙述正确的是()A．第ⅠA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，原子半径渐渐减小C．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性渐渐增加D．同主族元素从上到下，单质的熔点渐渐降低niuwk牛牛文库文档共享答案：B点拨：A项，137Cs比133Cs多4个中子，两者质子数相等。C项，氢化物的稳定性随元素非金属性的增加而增加。D项，同主族元素从上到下，碱金属单质的熔点渐渐降低，第ⅦA族单质的熔点渐渐上升，而第ⅤA族单质的熔点先上升后降低，故D项错误。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享A．原子半径：W>Z>Y>X>MB．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物C．由X元素形成的单质不确定是原子晶体D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物确定既有离子键，又有共价键答案：Cniuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享A项中五种元素原子半径的大小依次应为W>X>Y>Z>M，故A选项错误。B选项中W2Z2(Na2O2)是离子化合物，故B选项错误。C中碳元素形成的单质有多种，其中石墨、C60等并非原子晶体，故C选项正确。C、N、O、H四种元素既可形成离子化合物，如NH4NO3，又可形成共价化合物，如氨基酸等，故D选项错误。niuwk牛牛文库文档共享思维激活名校模拟可借鉴，抽空确定看一看3．(2011·石家庄一模)元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具，下列叙述不正确的是()A．从左到右，元素周期表中的第15列为ⅤA族B．第ⅡA族元素的原子序数为x，则与它同周期的ⅢA族元素的原子序数可能为x＋25C．Ⅵ族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性渐渐增加D．53号元素位于周期表中第5周期ⅦA族答案：Cniuwk牛牛文库文档共享点拨：ⅥA族元素，随原子半径增大，对应气态氢化物的稳定性渐渐减弱。niuwk牛牛文库文档共享4．(2011·河北唐山一中二调)2011年3月11日14时46分，日本发生里氏9.0级地震并引发海啸和核泄漏，下列说法正确的是()A．日本发生地震并引发核泄漏给我们的警示是人类不能发展核能B．服用含放射性物质超标的水和食物，不会对人类产生危害C．核反应堆中的235U被中子轰击后，产生新的原子，该变更为化学变更D．核泄漏中的垃圾水大量流入海洋，会引起海产品污染niuwk牛牛文库文档共享答案：D点拨：A项核能是巨大的能源库，平安利用核能很重要。B项服用含放射性物质超标的水和食物，确定会对人体产生危害。C项原子的裂变、聚变中虽有新物质生成，但它不属于化学变更的范畴。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享网控全局学问网络优化记忆1．元素周期律及元素周期表niuwk牛牛文库文档共享2．原子结构niuwk牛牛文库文档共享3．化学键niuwk牛牛文库文档共享考点整合高效提升触类旁通1．元素原子的结构与位置之间的四个关系(1)原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(2)周期序数＝核外电子层数＝能级组数，每周期元素数目＝该能级组容纳电子总数。(3)族的序数＝特征电子数之和a．主族序数＝最外层电子数＝元素的最高正价数(F无正价，0一般也无正价)b．ⅢB到ⅦB和Ⅷ族的第一列：最高能级组中的电子总数＝族数如：钪[Ar]3d14s2niuwk牛牛文库文档共享ⅠB和ⅡB：最外层电子数＝族数如：铜29Cu

[Ar]3d104s1铁[Ar]3d64s2(4)非金属元素|最高正价数|＋|负价数|＝8niuwk牛牛文库文档共享2．元素周期表中同周期、同主族元素性质的逆变规律项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)最外层电子数由1逐渐增到7相同主要化合价最高正价＋1→＋7，负价－4→－1最高正价相同原子半径逐渐减小(稀有气体除外)逐渐增大失电子能力得电子能力失电子能力减弱得电子能力增强失电子能力增强得电子能力减弱niuwk牛牛文库文档共享项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)单质的氧化性、还原性还原性减弱、氧化性增强氧化性减弱，还原性增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增强酸性减弱，碱性增强非金属的氢化物生成由难到易，稳定性由弱到强生成由易到难，稳定性由强到弱niuwk牛牛文库文档共享3．比较元素的金属性强弱和非金属性强弱的规律方法(1)比较元素金属性强弱的方法①在金属活动性依次表中，金属的位置越靠前，一般而言，其金属性越强。②同一周期金属越靠前，其金属性越强，同一主族金属越靠下，其金属性越强。③金属与水(或酸)的反应越易，其金属性越强。④金属与盐溶液的置换反应，若A置换出B，则A的金属性强于B。niuwk牛牛文库文档共享⑤一般金属阳离子的氧化实力越强，则对应金属单质的还原性越弱(注：氧化性Fe3＋>Cu2＋，但还原性Fe>Cu)。⑥最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则对应金属单质的金属性越强。⑦电化学原理：不同金属形成原电池时，通常作负极的金属性强；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属性弱。niuwk牛牛文库文档共享(2)比较元素非金属强弱的方法①非金属单质与H2越易化合，则其非金属性越强。②形成的氢化物越稳定，则其非金属性越强。③非金属之间的相互置换，若A能置换出B，则A的非金属性强于B。④同一周期非金属越靠后，其非金属性越强；同一主族非金属越靠上，其非金属性越强。⑤最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，其非金属性越强。niuwk牛牛文库文档共享4．元素周期表的应用(1)预料元素的性质：常见题目是给出一种不常见的主族元素或尚未发觉的主族元素，推想该元素及其单质或化合物所具有的性质，如下图所示。(2)启发人们在确定区域内找寻新物质(农药、半导体、催化剂等)。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享6．元素周期表中的一些特殊递变规律和相像规律(1)元素周期表中的递变规律(“三角”规律)若A、B、C三种元素位于元素周期表中如右图所示位置，则有关的各种性质均可排出依次(但D不能参与排列)。①原子半径：C>A>B；②金属性：C>A>B；③非金属性：B>A>C。niuwk牛牛文库文档共享(2)元素周期表中的相像规律①同主族元素性质相像(因为最外层电子数均相同)；②元素周期表中位于对角线位置(上图中A、D位置)的元素性质相像，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等。③相邻元素性质差别不大。niuwk牛牛文库文档共享7．原子序数与元素在周期表中位置的关系(1)由原子序数确定元素位置的规律只要记住了稀有气体元素的原子序数(He－2、Ne－10、Ar－18、Kr－36、Xe－54、Rn－86)，就可确定主族元素的位置。①若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；②若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素，应在第六周期第ⅥA族；niuwk牛牛文库文档共享③若预料新元素，可与未发觉的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推想知：如114号元素，应为第七周第ⅣA族；(2)同族的上下周期元素原子序数之间的关系①其次、三周期的同族元素原子序数之差为8；②第三、四周期的同族元素原子序数之差，第ⅠA族、第ⅡA族为8，其他族为18；③第四、五周期的同族元素原子序数之差为18；④第五、六周期的同族元素原子序数之差，镧系之前为18，镧系之后为32；⑤第六、七周期的同族元素原子序数之差为32。niuwk牛牛文库文档共享(3)同周期主族元素原子序数差的关系①短周期元素原子序数差＝族序数差；②两元素分布在过渡元素的同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六或第七周期元素原子序数差＝族序数差＋24。niuwk牛牛文库文档共享8．元素、核素、同素异形体、同位素的比较元素核素同素异形体同位素概念具有相同质子数的同一类原子的总称具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子同种元素由于结构不同组成的不同单质之间互为同素异形体质子数相同中子数不同的原子，互为同位素存在范围在同一类原子之间在原子之间在无机物单质之间在原子之间niuwk牛牛文库文档共享9.离子键与共价键的比较键型共价键离子键定义原子间通过电子对形成的化学键阴、阳离子通过静电作用形成的化学键成键微粒原子阴、阳离子成键原因原子有形成稳定结构的趋势(同左)成键方式共用电子对阴、阳离子间的静电作用niuwk牛牛文库文档共享键型共价键离子键成键元素一般为非金属元素一般为活泼金属元素(通常指ⅠA族、ⅡA族)与活泼非金属元素(通常指ⅥA族、ⅦA族)存在实例单质中：Cl2、金刚石等共价化合物：HCl、CO2、H2SO4等离子化合物中：NH4Cl、NaOH、Na2O2等离子化合物中：NaOH、KOH、NaCl、CaCl2、Na2SO4、Na2O、CaO等niuwk牛牛文库文档共享10.化学键与化学反应中的物质变更(1)相识物质变更niuwk牛牛文库文档共享(2)化学键niuwk牛牛文库文档共享温馨提示：①由金属元素与非金属元素形成的化学键不确定是离子键。如BeCl2、AlCl3等都含有共价键，它们是共价化合物。②由阳离子和阴离子结合生成的化合物不确定是离子化合物。如H＋＋OH－===H2O、2H＋＋CO32－===CO2↑＋H2O。③由两种共价化合物结合生成的化合物也不确定是共价化合物。如NH3＋HCl===NH4Cl。niuwk牛牛文库文档共享④有化学键被破坏的变更不确定是化学变更。如HCl溶于水，NaCl熔化等都有化学键被破坏，但都属于物理变更。⑤用化学键强弱可说明物质的化学性质，也可说明物质的物理性质。依据不同的物质类型，有的物质发生物理变更要克服化学键。如金刚石、晶体硅熔点凹凸要用化学键强弱来说明。而HF、HCl、HBr、HI中的化学键强弱只能说明其化学性质，它们的物理性质与H—X键的强弱无关。niuwk牛牛文库文档共享方法归纳拓展思维活学活用1．短周期元素的原子、分子、离子的结构特征(1)原子的结构特征①原子核中无中子的原子是11H。②最外层有1个电子的元素是H、Li、Na。③最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg。④最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar。⑤最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C，是次外层电子数3倍的元素是O，是次外层电子数4倍的元素是Ne。niuwk牛牛文库文档共享⑥电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。⑦电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be。⑧次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li、Si。⑨内层电子数之和是外层电子数2倍的元素是Li、P。⑩地壳中含量最高的非金属元素是O，含量最高的金属元素是Al。niuwk牛牛文库文档共享(2)核外电子数相等的微粒①“10电子”的微粒分子离子一核10电子NeN3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋二核10电子HFOH－三核10电子H2ONH2－四核10电子NH3H3O＋五核10电子CH4NH4＋niuwk牛牛文库文档共享②“18电子”的微粒分子离子一核18电子ArK＋、Ca2＋、Cl－、S2－二核18电子F2、HClO22－、HS－三核18电子H2S四核18电子PH3、H2O2五核18电子SiH4、CH3F、NH2OH六核18电子N2H4、CH3OH其他微粒C2H6、CH3NH2N2H5＋、N2H62＋niuwk牛牛文库文档共享③其他等电子数的微粒“9电子”的微粒：F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)“14电子”的微粒：Si、N2、CO、C2H2“2电子”的微粒：He、H－、Li＋、Be2＋、H2④质子数及核外电子总数均相等的微粒A．Na＋、NH4＋、H3O＋；B.HS－、Cl－；C.F－、OH－、NH2－；D.N2、CO、C2H2等。niuwk牛牛文库文档共享特殊提示：稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子、下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同，如F－、Ne和Na＋的电子层结构相同。niuwk牛牛文库文档共享2．化学键与物质类别的关系(1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4等。(2)只含有极性共价键的性质：一般是不同种非金属元素构成的化合物，如HCl、NH3、CS2等。(3)既有极性键又有非极性共价键的物质，如H2O2、C2H2、C2H6、C6H6(苯)等。niuwk牛牛文库文档共享(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。(5)既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2、Na2S2、CaC2等。(6)无化学键的物质：稀有气体单质，如He、Ar等。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享(4)上式中A、B、C…若用各种同位素的质量数代替即得元素近似相对原子质量。4．元素推断题的解题思路依据原子结构、元素周期表的学问及相关已知条件，可推算原子序数，推断元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下图所示：niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享(1)稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同：①与He原子电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋；②与Ne原子电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋；③与Ar原子电子层结构相同的离子有C1－、S2－、K＋、Ca2＋。(2)元素周期表中特殊位置的元素①族序数等于周期数的元素：H、Be、A1、Ge。②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。③族序数等于周期数3倍的元素：O。niuwk牛牛文库文档共享④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C。⑦最高正价是最低负价确定值3倍的短周期元素：S。⑧除H外，原子半径最小的元素：F。⑨短周期中离子半径最大的元素：P。niuwk牛牛文库文档共享(3)常见元素及其化合物的特性①形成化合物种类最多的元素，单质是自然界中硬度最大的物质的元素，气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。③地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常状况下呈液态的元素：O。④单质最轻的元素：H；最轻的金属单质的元素：Li。niuwk牛牛文库文档共享⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。⑥最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。niuwk牛牛文库文档共享5．微粒半径大小的比较方法(1)同周期元素的微粒同周期元素的原子或最高价阳离子半径随核电荷数增大而渐渐减小(稀有气体元素除外)，如Na>Mg>A1>Si，Na＋>Mg2＋>Al3＋。(2)同主族元素的微粒同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而渐渐增大，如Li<Na<K，Li＋<Na＋<K＋。niuwk牛牛文库文档共享(3)电子层结构相同的微粒电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋(上一周期元素形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子有此规律)。(4)同种元素形成的微粒同种元素原子形成的微粒半径大小为：阳离子<中性原子<阴离子；价态越高的微粒半径越小，如Fe3＋<Fe2＋<Fe，H＋<H<H－。niuwk牛牛文库文档共享(5)电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较如比较A13＋与S2－的半径大小，可找出与Al3＋电子数相同的O2－进行比较，Al3＋<O2－，且O2－<S2－，故Al3＋<S2－。niuwk牛牛文库文档共享6．依据原子序数推断元素在周期表中的位置的方法记住稀有气体元素的原子序数：2、10、18、36、54、86。用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素原子序数，即得该元素所在的纵行数。第1、2纵行为第ⅠA、ⅡA族，第3～7纵行为第ⅢB～ⅦB族，第8～10纵行为第Ⅷ族，第11、12纵行为第ⅠB、ⅡB族，第13～17纵行为第ⅢA～ⅦA族，第18纵行为零族，中学阶段只涉及主族元素和第Ⅷ族元素。元素的周期数比相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数大1。niuwk牛牛文库文档共享如26号元素在周期表中的位置推断：26－18＝8，第四周期第Ⅷ族。注：假如是第六周期以上的元素，用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素原子序数后，再减去14，即得该元素所在的纵行数。如84号元素所在周期和族的推导：84－54－14＝16，即在16纵行，可推断位于第六周期第ⅥA族。上述方法也可作如下变通：用稀有气体元素原子序数一该元素原子序数＝18－该元素所在纵行数，如推断114号元素所处位置：118－114＝4(倒数第5纵行)即位于第七周期第ⅣA族。niuwk牛牛文库文档共享niuwk牛牛文库文档共享[例1]我国自主研制的第一颗月球探测卫星——“嫦娥一号”放射成功，“嫦娥”奔月可以较为精确地获得能源氦－3的资源量和分布特征。这对人类将来和平开发利用月球资源有着重要意义，下列有关氦－3的说法正确的是()①3He、4He的化学性质基本相同②3He、4He具有相同的中子数③3He核聚变是化学变更④3He液化是物理变更A．①② B．①④C．②③ D．③④niuwk牛牛文库文档共享解析：3He和4He互为同位素，同位素的化学性质相同，二者质量数不同，中子数不相同，核聚变是物理变更，所以答案为B。答案：Bniuwk牛牛文库文档共享[例2](2011·广东理综)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VA族，甲与丙同主族，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niuwk牛牛文库文档共享解析：甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈