专题二第1讲物质结构与元素周期律.ppt

1、专题二 基本理论,第1讲 物质结构与元素周期律,1.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。 2.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质（如：原子半径、化合价、单质及化合物性质）的递变规律与原子结构的关系；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。,3.了解原子的结构及同位素的概念。理解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及 质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 4.以第1、2、3周期的元素为例，了解原子核外电子排布规律。 5.理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子 间作用力。初步

2、了解氢键。 6.了解几种晶体类型（离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体）及其性质。,重点知识归纳,一、元素的原子半径、离子半径大小比较规律,思路导引,方法点拨 1判断原子半径大小的规律 (1)电子层数相同(即同周期)时，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。 例如，r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。 (2)最外层电子数相同(即同主族)时，随着电子层数的递增原子半径逐渐增大。 例如，r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。,(3)若两原子既不同周期也不同主族，可根据它们在周期表中的位置，处于右上方的原子半径小于处于左下方的原子半径，如r(F)r(S)

3、，处于左上右下关系的原子一般不作比较。,2判断离子半径大小的规律 (1)同种元素的离子半径：r(阴离子)r(原子)r(阳离子)。例如，r(Cl)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)。 (2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。 例如，r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。,(3)同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。 例如，r(Li)r(Na)r(Mg2)。,特别提醒稀有气体元素的原子半径测量标准与其他原子不同，故一般不与其他原子半径直接作比较。,二、元素金属性、非金属性强弱的比较,思路导引,方法点拨,特别提醒判断金属性与非金属性强弱必须依据得失电子的难易，而

4、不能依据得失电子的多少，如虽然Na , 但金属性NaAl。,三、化学键、分子间作用力与物质及晶体类型的关系,核心整合,疑难点拨 1化学键与物质的关系 (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、金刚石、晶体硅等。 (2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等. (3)既有极性键又有非极性键的物质：如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。,(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键的物质，如Na2

5、O2、CaC2等。 (6)由离子键、共价键、配位键构成的物质，如NH4Cl等。,(7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如HF。 (8)只含有共价键，而无范德华力的化合物，如原子晶体SiO2、SiC等。 (9)无化学键的物质为稀有气体，如氩等。,2化学键与晶体类型的关系 (1)原子晶体中只有共价键，可以是极性共价键，如：晶体SiO2、金刚砂等；也可以是非极性共价键,如：金刚石、晶体硅等。 (2)离子晶体中一定有离子键，也可能存在极性共价键或非极性共价键。如：NaOH、Na2CO3、Na2O2、FeS2等。,(3)分子晶体中可能存在共价键，如：H2、O2、NH3、H2O、CS2、CO2等，也

6、可能无化学键，如稀有气体。 (4)金属晶体中只有金属键，如金属单质。,特别提醒(1)氢键属于分子间作用力，其强度介于化学键和范德华力之间，只有分子中存在 、OH、FH结构的分子间才形成氢键。 (2)稀有气体粒子是单原子分子，原子间作用力是范德华力，故其晶体为分子晶体。,四、晶体熔、沸点高低的比较规律,思路导引,方法点拨 1不同晶体类型的比较 一般为：原子晶体离子晶体分子晶体。 2同属原子晶体比较 可通过比较原子半径的大小确定熔、沸点的高低，一般半径越小，熔、沸点越高。例如：金刚石(CC)二氧化硅(SiO)碳化硅(SiC)晶体硅(SiSi)。,3同属离子晶体比较 离子所带电荷越高，离子半径越小，

7、则离子键越强，熔、沸点越高。例如：MgONaClCsCl。 4同属金属晶体比较 金属阳离子所带电荷越高，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高。例如：AlMgNa。,5同属分子晶体比较 分子间作用力越强，熔、沸点越高。 (1)组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。例如：I2Br2Cl2F2。 (2)组成和结构不相似的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。例如：CON2。,(3)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。例如，沸点：HFHIHBrHCl。 特别提醒金属晶体的熔、沸点规律性不强，有的很高，如钨，有的则很低，如汞，因此不

8、同类型的晶体在比较熔、沸点高低时，要注意金属晶体的特殊性。,五、中学化学常见的晶体结构 核心整合 1氯化钠晶体(离子晶体) (1)与每个Na等距紧邻的Cl有6个。 (2)与每个Na等距紧邻的Na有12个。 (3)每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。,2干冰(分子晶体) (1)与每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有12个。 (2)平均每个CO2晶胞中含4个CO2分子。 3金刚石(原子晶体) (1)每个碳原子与周围的4个碳原子形成四条碳碳单键，5个碳原子形成的是正四面体结构。两条CC键的夹角为10928(类似甲烷)。 (2)晶体中最小的环为6原子环，但6个碳原子不在同一平面上。,4石墨(分子晶体)

9、(1)石墨是一种混合型晶体，层内存在共价键，层间以分子间作用力结合。 (2)在层内每个C原子通过共价单键与另3个C原子结合，构成正六边形。 (3)在石墨晶体中碳原子和CC共价键数之比为23。,5二氧化硅(原子晶体) (1)晶体中重复单元是硅氧四面体，每个硅原子与4个氧原子相连，即每个氧原子又与2个硅原子相连，所以在SiO2的晶体中硅、氧原子个数比为12。 (2)在SiO2的晶体结构中最小环上有12个原子。 (3)每n mol SiO2晶体中，SiO键数目为4n mol。,疑难点拨 1硅晶体与金刚石晶体的结构是相同的，形成的也是空间的正四面体结构。 2能形成正四面体结构的晶体除Si、金刚石外，还

10、有SiO2原子晶体以及CCl4、CH4、SiCl4、P4等分子晶体。 3SiO2表示的是其化学式，而非分子式，表示其组成中Si、O原子数之比为12。 4金刚石中C原子与共价键数目之比为12。,高考热点示例,（2009年高考山东卷）元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是（ ） A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数,C短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构 D同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同,【解析】 A项如Al是活泼金属，但Al可以和NaOH反应，表现出一定的非金属性

11、，所以A错；C项中如H、Li等最外层电子数并不是8，错误；同一主族元素的原子最外层电子数相同，但由于电子层数不同，导致它们的化学性质相似但又有差异, D错；只有B项说法正确。 【答案】B,(2009年高考江苏卷)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是(),A元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大 B元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2 C元素Y、R分别与元素X形成的化合物的

12、热稳定性：XmYXmR D元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸,【解析】从题目所给的条件可以看出X是H元素，Y是氧元素，Z是钠元素，W是铝元素，R是硫元素。所以，A项，Y、Z、W具有相同电子层结构的离子(O2、Na、Al3)，其半径依次减小(判断依据：核外电子排布相同的微粒，半径随着核电荷数的增加而减小)；B项，X和Y元素能形成2种化合物，X2Y(H2O)和X2Y2(H2O2)；,C项，元素Y、R分别与元素X形成的化合物是氢化物，因为Y(O元素)和R(S元素)的非金属性强弱：YR，所以对应的氢化物的稳定性：XmYXmR；元素W最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，是两性氢氧化物，而R元素最

13、高价氧化物的水化物是H2SO4，是强酸。,【答案】C,(2009年高考全国卷)已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题： (1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是_； (2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是_；,(3)R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是_； (4)这5种元素的氢化物分子中，立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)_，其原因是_； 电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_ _；,(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的

14、一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCl气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是_ _。,【思路点拨】进行推断时可从以下三点突破： (1)W的氯化物分子呈正四面体结构W为A族元素。 (2)Q具有相同化合价的氧化物且可相互转化Q。 (3)5种元素均可形成氢化物分子均为非金属。,【解析】元素Q可形成具有相同化合价的氧化物且可以相互转化说明Q为N，其氧化物NO2与N2O4可以转化，而W的氯化物分子为正四面体结构，说明W为A族的C或Si，又因W可与Q形成高温结构陶瓷，从而确定W为Si，Si与N

15、形成的Si3N4为原子晶体，可作高温结构陶瓷，与N、Si均相邻的元素有C和P，C明显不符合，故X为P，进而依据Y的最高价氧化物对应水化物为强酸确认Y为S，Y可与R形成二元化合物，且R能呈现最高化合价，说明R为As。,(1)W为Si，其氧化物SiO2为原子晶体。 (2)Q为N，其化合价相同且可相互转化的氧化物是NO2和N2O4。 (3)R与Y分别为As、S，其二元化合物中，R表现最高价时形成的化合物为As2S5。,(4)5种元素的氢化物为SiH4、NH3、PH3、H2S、AsH3，立体结构相同的为NH3、PH3和AsH3，均为三角锥形，其沸点由高到低为NH3AsH3PH3，NH3分子间存在氢键，所以沸点最高，相对分子质量AsH3大于PH3，分子间作用力大于PH3，故AsH3沸点高于PH3。五种氢化物中电子总数相同的是SiH4、PH3、H2S，其立体结构分别为正四面体形、三角锥形、角形(或V形)。,(5)反应方程式为