2027版53B新教材化学新高考版复习专题四　原子结构　元素周期律

专题四原子结构元素周期律

化

学全国通用重难透析目录重难1基态原子的核外电子排布重难2元素周期表与元素周期律题型透析题型1文字叙述型元素推断题型2信息综合型元素推断重难透析重难1基态原子的核外电子排布1.排布原则:能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。2.构造原理1s→(2s、2p)→(3s、3p)→(4s、3d、4p)→(5s、4d、5p)→(6s、4f、5d、6p)→(7s、5f、

6d、7p)→……3.基态原子核外电子排布的表示方法(以硫原子为例)电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(轨道表示式)

价电子排布式3s23p4注意

当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)时体系的能量较低,如24Cr的电子排布式为

Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。重难2元素周期表与元素周期律1.主族元素性质的递变规律项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子核外电子排布能层数相同,最外层电子数逐渐增多最外层电子数相同,能层数递增原子半径逐渐减小逐渐增大主要化合价最高正价由+1→+7(O、F除外),最低

负价由-4→-1最高正价=主族序数(O、F除外),非金属元素最低负价=主族序数-8(H、B除外)金属性、非金属性金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱第一电离能呈增大趋势逐渐减小电负性逐渐增大总体上逐渐减小注意

①同种元素的电离能:I1<I2<I3……②第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,如I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na),I1(N)>I1(O)>I1(C)。③若某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n。例如,镁元素的I3≫I2,则其常见化合

价为+2。④只有最高价氧化物对应水化物的酸、碱性才可用于比较元素的非金属性和金属性

强弱。例如HNO3的酸性强于H3PO4,可推出非金属性:N>P,而HNO2与H3PO4的酸性强弱

关系无法用于判断N和P的非金属性强弱。

2.电负性的应用解题技巧

根据元素在化合物中价态的正负可反向比较元素电负性的大小,例如CH4中H呈+1价,C

呈-4价;SiH4中Si呈+4价,H呈-1价,则可知电负性:C>H>Si。3.微粒半径大小的比较方法:“三看”法(1)一看电子层数,最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大,例如,rLi<rNa<rK<rRb<rCs,

<

<

。(2)二看核电荷数,电子层数相同时,核电荷数越小,半径越大,例如,rNa>rMg>rAl,

>

>

>

>

。(3)三看电子数,核电荷数相同时,电子数越多,半径越大,例如,rFe>

>

,

>rCl。题型透析题型1文字叙述型元素推断方法突破一、解题步骤

二、解题方法1.利用元素“位—构—性”关系

①原子的核外电子层数=周期数。②原子中,质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数。③主族元素原子最外层电子数=主族序数。④主族元素的最高正价=族序数(O、F除外)。⑤主族元素的最低负价=最外层电子数-8(金属元素、H和B除外)。⑥质量数=质子数+中子数。点拨

掌握6个关系式:元素的特征对应元素主族序数等于周期数H、Be、Al主族序数等于周期数2倍C、S主族序数等于周期数3倍O周期数是主族序数2倍Li周期数是主族序数3倍Na最高正价与最低负价代数和为0H、C、Si最高正价是最低负价绝对值3倍S2.利用元素的特征或基态原子结构(1)利用短周期元素的特征元素的特征对应元素除H外,原子半径最小;非金属性最强;电负性最大F原子半径最小;宇宙中含量最多;核外电子数与电子层数相同;有中子数为0的核素H金属性最强、原子半径最大Na第三周期离子半径最小Al简单氢化物能与最高价氧化物的水化物反应形成盐N最高正价与最低负价代数和为6Cl第一电离能大于同周期相邻元素Be、N、Mg、P续表(2)利用短周期元素基态原子结构特征元素基态原子结构特征对应元素最外层电子数是内层电子总数2倍C最外层电子数是内层电子总数3倍O最外层电子数是内层电子总数一半Li、P最外层电子数是次外层的一半Li、Sis、p能级上电子总数相等O、Mg2p能级上有2个未成对电子C、O原子核外电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等Li、Be、C、Ss能级上电子总数比p能级上电子总数多1Ns能级上电子总数是p能级上电子总数的2倍Cp能级上电子总数比s能级上电子总数多1F、Na、Al(3)利用第四周期元素的特征或基态原子结构特征元素的特征或基态原子结构特征对应元素主族序数等于周期数Ge周期数是主族序数2倍Ca最外层电子数为1K、Cr、Cu有1个未成对电子K、Sc、Cu、Ga、Br未成对电子数最多Cr(6个)3.掌握“阴上、阳下”规律电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期;若电性不同,则阳离子位于阴离子

的下一周期。如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+电子层结构相同,则Na、Mg、Al位于O、F

的下一周期。4.利用微粒电子数相等的特征(1)10电子微粒:以Ne为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金

属元素形成的微粒。(2)18电子微粒:以Ar为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的主族

金属元素形成的微粒等。典题精练典题1

(2025黑吉辽蒙,7,3分)化学家用无机物甲(YW4ZXY)成功制备了有机物乙[(YW2)2XZ],开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增

大,X、Y、Z同周期,基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的是

()A.第一电离能:Z>Y>XB.甲中不存在配位键C.乙中σ键和π键的数目比为6∶1D.甲和乙中X杂化方式分别为sp和sp2

D

元素分析

根据题中信息用无机物甲成功制备了有机物乙,开创了有机化学人工合成

的新纪元,可知应是用无机物氰酸铵(NH4OCN)合成了尿素[(NH2)2CO],进而推出各元

素。如果对以上信息不熟悉,可根据乙为有机物,确定其含有C元素,再结合W、X、Y、

Z原子序数依次增大,X、Y、Z同周期,基态X、Z原子均有2个单电子,可知X为C元素,Z

为O元素,则Y为N元素;根据甲中各元素正、负化合价代数和为0可知W为H元素。解析A项,同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅡA、ⅤA族元素的

第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:N>O>C,错误;B项,甲含有的N

中存在配位键:

,错误;C项,乙分子的结构为

,其中σ键和π键的数目比为7∶1,错误;D项,甲中阴离子结构为[

]-,其中C原子采取sp杂化,乙中C原子采取sp2杂化,正确。典题2

(2025重庆10月二检,8改编)AB4R(XY4)2是一种复盐,R在地壳中含量居第四位,

短周期元素X的基态原子的价电子排布式为ns2np(n+1),X和短周期元素Y位于同一主族,A

原子比Y原子少1个电子。下列说法正确的是()A.电负性:Y>AB.单质熔点:B>RC.键角:A

>X

D.简单氢化物沸点:X>Y

A

元素分析R在地壳中含量居第四位,可知R为Fe元素。短周期元素X的基态原子的价

电子排布式为ns2np(n+1),且X和短周期元素Y位于同一主族,当n=2时,X为N元素,Y为P元

素,而N和P无法形成“NP4”,故排除;当n=3时,X为S元素,Y为O元素,S和O可形成S

,故成立。A原子比Y原子少1个电子,故A为N元素。结合题中所给复盐的化学式及C项

中的A

可知,B为H元素。解析同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:O>N,A正确。H2在常温下

为气体,Fe在常温下为固体,故熔点:Fe>H2,B错误。N

与S

的中心原子均采用sp3杂化,且都不含孤电子对,空间结构均为正四面体形,键角相等,C错误。X、Y的简单氢化

物分别为H2S、H2O,H2O分子间可形成氢键,H2S分子间只存在范德华力,则沸点:H2S<H2O,D错误。题型2信息综合型元素推断一、局部周期表型元素推断通常考查短周期元素,根据元素的位置关系结合题目信息确定元素种类。1.常考类型

方法突破2.相邻周期同主族元素的原子序数之间的关系

例如：已知X、Y、Z为短周期元素,若它们的核外电子数之和为29,那么它们为哪些元素?假

设X的核外电子数为x,则Y与Z的核外电子数分别为x+2和x+9,由x+(x+2)+(x+9)=29得出

x=6,即X为C,Y为O,Z为P。X

Y

Z

二、结构式型元素推断1.一般情况下,在分子的结构式中,短周期主族元素原子与其形成共价键数目的关系如

下:共价键数目1234567元素H、F、ClO、SB、Al、N、PC、SiPSCl注意

不满足8电子稳定结构的情况:①B、Al只形成3个共价键时。②P、S、Cl分别形成5、6、7个共价键时。③有H原子出现时。2.在离子化合物中,简单阳离子所带的正电荷数一般等于元素的族序数。3.出现多核离子结构时,一定要注意阴离子多出的电子给了谁,阳离子缺少的电子由谁

失去,基本方法如下:(1)与“常规”共价键数目不一致,如O应该形成2个共价键,若只形成1个,则多出的电子

给了O。(2)结构式中同种原子形成的共价键数目不同,则多出的电子算在成键数目少的原子上,

如

,多出的电子算在成1个键的X上,则X原子最外层有6个电子,位于第ⅥA族。(3)若结构式中只有1个某原子,其他元素的多个原子形成的共价键数目只有1种,则多出

的电子算在该原子上,如

中只有1个Y,2个X和6个Z形成的共价键数目都只有1种,则多出的1个电子算在Y上,故Y原子的最外层电子数为8-2-1=5(2为Y形成的共价键数),Y应位于第ⅤA族。4.存在配位键时,会改变原子所形成的共价键数目。如在

中,由于存在N→B配位键,使得N、B的成键数目均为4,与常规成键数目不一致。三、坐标图像型元素推断首先观察坐标轴的信息(如原子序数、族序数、原子半径、化合价、第一电离能、pH

等),理解横、纵坐标之间的关系,再根据图中数据结合题目信息推断元素种类。如部分短周期元素的第一电离能与原子序数的关系如图所示:同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅠA族元素的第一电离能最小,第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,稀有气体元素的第一电离能最大。结合图中f和g的第一电离能大小,可得a、b、c、d、e、f为第二周期元素,g、h、i为第三周期元素。c的第一电离能高于同周期相邻元素,结合原子序数关系,可得c为N,进而推出a、b、d、e、f、g、h、i分别为B、C、O、F、Ne、Na、Mg、Al。四、核反应型元素推断若无特别说明,一般遵循质子数守恒和质量数守恒,据此列式并计算出题目中的未知量,

进而推出相应元素。典题精练典题1

(2022广东,7,2分)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示;戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是

()

C

A.原子半径:丁>戊>乙B.非金属性:戊>丁>丙C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应元素分析

根据“戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸”,结合题图可知,戊可能为

S或Cl;若戊为S,则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P;若戊为Cl,则甲为N、乙为F、丙

为P、丁为S。解析根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半

径逐渐增大,可得原子半径:丁>戊>乙,A正确。根据同周期主族元素从左到右非金属性

逐渐增强,可得非金属性:戊>丁>丙,B正确。依据元素分析,如果甲为C,则其氢化物如

CH4遇氯化氢不会产生白烟,C不正确。丙为Si或P,二者的最高价氧化物对应的水化物

分别为H2SiO3、H3PO4,都能与强碱反应,D正确。典题2

(2025河南八市9月质检,6)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,

短周期主族元素中X的原子半径最大,基态Z原子中的单电子数与基态Y原子的价电子

数相等,化合物Z4W10可用于生产润滑剂添加剂,其分子结构如图所示。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为a、b、c、d。下列说法正确的是

()A.第一电离能:W>ZB.c是三元酸,d是二元酸,且酸性:c>dC.Z4W10分子中只含有极性键,为极性分子D.a、b、d三种物质能两两发生反应

D

元素分析短周期主族元素中X的原子半径最大,则X为Na元素。由题中所给分子的

结构可知,每个Z原子形成5个共价键,每个W原子形成2个共价键,结合X、Y、Z、W的

原子序数依次增大,可得Z为P元素,W为S元素。基态Z原子中的单电子数与基态Y原子

的价电子数相等,可得Y为Al元素。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水

化物分别为NaOH、Al(OH)3、H3PO4、H2SO4。解析P的3p能级半充满,较稳定,其第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:P>

S,A错误。同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,故最高价氧化物对应水化物的

酸性:H3PO4<H2SO4,B错误。P4是正四面体结构,属于非极性分子;P4S10以P4正四面体为基

础,在6个P—P键中各插入1个S原子,每个P原子再与1个S原子形成1个P

S键,故P4S10分子的正、负电中心重合,属于非极性分子,C错误。Al(OH)3是两性氢氧化物,NaOH、Al(OH)3、H2SO4能两两发生反应,D正确。典题3

(2025安徽A10联盟9月诊断,11)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次

增大,其原子半径与主要化合价、原子最外层电子数的关系如图所示。下列说法正确

的是()

B

A.简单离子半径:Y>X>WB.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>YC.X3W和Z3W4均为离子化合物D.工业上用电解熔融氯化物的方法制备单质X和Y元素分析短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,由题图可知,原子半径:

X>Y>Z>W,且W、X、Y、Z的原子最外层电子数分别为5、1、3、4。再结