專題七 物質(zhì)結(jié)構(gòu)　元素周期律
親愛的學(xué)弟學(xué)妹們,在探究元素及其化合物知識告一段落之后,本專題將探究原子結(jié)構(gòu)、元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律和微粒間的成鍵情況。這一部分需要記憶的東西很多,提供以下幾點經(jīng)驗供參考:
(1)不要專注于記住遞變規(guī)律本身,應(yīng)努力記住規(guī)律產(chǎn)生的原因(如隨著核電荷數(shù)的增加,原子核對核外電子吸引力增強導(dǎo)致原子半徑減小)和構(gòu)成酸堿性、穩(wěn)定性、金屬性等性質(zhì)遞變的結(jié)構(gòu)性因素,做到這一點可以很好地降低記憶量并能加深印象,有利于知識系統(tǒng)的鞏固和分析問題能力的提升。(2)特別注意由于氫鍵的因素導(dǎo)致某些物質(zhì)熔、沸點升高以及能夠產(chǎn)生氫鍵的必要條件。(3)高考中考查的多是有關(guān)元素周期表的推斷,因此要對元素周期表的前四個周期非常熟悉。(4)元素周期表的考查中多伴有對于元素及其化合物性質(zhì)的考查,要善于根據(jù)元素及其化合物的性質(zhì)去理解元素周期律,利用元素周期律去記憶、鞏固元素及其化合物的性質(zhì),如果能夠深刻理解二者之間的關(guān)系,將對相應(yīng)知識的鞏固產(chǎn)生較大的幫助。
原子的組成與結(jié)構(gòu)1.(2016課標(biāo)全國Ⅱ,9)a、b、c、d為短周期元素,a的原子中只有1個電子,b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,d與b同族。下列敘述錯誤的是(　　)A.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為+1B.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物C.c的原子半徑是這些元素中最大的D.d與a形成的化合物的溶液呈弱酸性【答案】 A　根據(jù)a的原子中只有1個電子,可知a為氫元素,依據(jù)b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,且都為短周期元素,可知b為氧元素,c為鈉元素,最后根據(jù)d與b同族且為短周期元素可知d為硫元素。NaH中H為-1價,A項錯誤;由H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等物質(zhì)可知B項正確;原子半徑由大到小的順序為Na>S>O>H,C項正確;H2S的水溶液呈弱酸性,D項正確。
2.(2014課標(biāo)全國Ⅰ,10)X、Y、Z均為短周期元素,X、Y處于同一周期,X、Z的最低價離子分別為X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)A.原子最外層電子數(shù):X>Y>ZB.單質(zhì)沸點:X>Y>ZC.離子半徑:X2->Y+>Z-D.原子序數(shù):X>Y>Z【答案】 D　根據(jù)題中信息可知Z-可能為H-、F-,由Y+和Z-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),Y可能為Li、Na,X可能為O、S,只有D項正確。
3.(2013課標(biāo)全國Ⅰ,9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,其簡單離子都能破壞水的電離平衡的是(　　)A.W2-、X+B.X+、Y3+C.Y3+、Z2-D.X+、Z2-【答案】 C　由離子電荷數(shù)判斷出:W為O,X為Na,Y為Al,Z為S。O2-、S2-、Al3+均能使水的電離平衡向右移動,Na+不能破壞水的電離平衡,只有C項正確。
4.(2015江蘇,2)下列有關(guān)氯元素及其化合物的表示正確的是(　　)
D.氯乙烯分子的結(jié)構(gòu)簡式:H3C—CH2Cl
【答案】 C　元素符號左上角的數(shù)字表示質(zhì)量數(shù),應(yīng)為17+20=37,A項錯誤;Cl-的最外層為8個電子,B項錯誤;Cl2中兩個Cl原子之間有一對共用電子對,C項正確;H3C—CH2Cl為氯乙烷,氯乙烯分子中有一個碳碳雙鍵,結(jié)構(gòu)簡式為CH2 CHCl,D項錯誤。
1.原子結(jié)構(gòu)　核素(1)原子構(gòu)成①構(gòu)成原子的微粒
②微粒的基本關(guān)系式a.質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(shù)=原子的核外電子數(shù);b.質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N);c.陽離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-陽離子所帶的電荷數(shù);d.陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶的電荷數(shù)。
【疑難辨析】 (1)原子的相對原子質(zhì)量≠原子的質(zhì)量數(shù)。(2)只有具體的原子才有質(zhì)量數(shù),元素沒有質(zhì)量數(shù)。(3)某核素的質(zhì)量數(shù)可視為該核素的近似相對原子質(zhì)量。
(2)元素、核素、同位素①元素、核素、同位素的關(guān)系
②同位素的性質(zhì)同一元素各種核素的中子數(shù)不同,質(zhì)子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)差異較大。
2.原子核外電子排布規(guī)律
【疑難辨析】 (1)原子核外電子排布的幾條規(guī)律之間既相互獨立又相互統(tǒng)一,不能孤立地應(yīng)用其中一條。如當(dāng)M層不是最外層時,最多排布的電子數(shù)為2×32=18,而當(dāng)M層是最外層時,則最多只能排布8個電子。(2)任何微粒中,質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等,如陰、陽離子中。(3)有質(zhì)子的微粒不一定有中子,如1H;有質(zhì)子的微粒不一定有電子,如H+。(4)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素,如F-與OH-。(5)核外電子數(shù)相同的微粒,其質(zhì)子數(shù)不一定相同,如Al3+和Na+、F-等, 與OH-等。
典例導(dǎo)引1(2017安徽合肥期末)最近醫(yī)學(xué)界通過用放射性14C標(biāo)記C60,發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物在特定條件下可通過斷裂DNA殺死細(xì)胞,從而抑制艾滋病(AIDS)。下列有關(guān)14C的敘述正確的是(　　)A.14C與C60中普通碳原子的化學(xué)性質(zhì)不同B.14C與14N含的中子數(shù)相同C.14C是C60的同素異形體D.14C與12C互為同位素【解析】 14C與C60中普通碳原子,為同種元素的原子,其化學(xué)性質(zhì)相同,A錯誤;14C的中子數(shù)為14-6=8,14N的中子數(shù)為14-7=7,B錯誤;14C是原子,不是單質(zhì),與C60不是同素異形體,C錯誤;14C與12C的質(zhì)子數(shù)均為6,中子數(shù)分別為8、6,二者互為同位素,D正確。【答案】 D
高招1辨析元素、核素、同位素、同素異形體
規(guī)避同位素、核素、同素異形體概念理解的4個易錯點:(1)一種元素可能有多種核素,也可能只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子。
(3)同位素的“同位”是指同一種元素的幾種核素在元素周期表中的位置相同;同素異形體的“同素”是指元素種類相同。(4)化學(xué)變化中原子核不發(fā)生變化,不同核素之間的轉(zhuǎn)化不屬于化學(xué)變化。
典例導(dǎo)引2(2017甘肅蘭州模擬)下列微粒中,其最外層與最內(nèi)層的電子數(shù)之和等于次外層電子數(shù)的是(　　)A.SD.Be
高招2突破與“電子數(shù)多少”相關(guān)的三個問題1.某些短周期元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性(1)原子核中無中子的原子 。(2)原子最外層有1個電子的元素:H、Li、Na。(3)原子最外層有2個電子的元素:Be、Mg、He。(4)原子核外最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素:Be、Ar。(5)原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素:C;是次外層電子數(shù)3倍的元素:O;是次外層電子數(shù)4倍的元素:Ne。(6)原子核外電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素:H、Be、Al。(7)原子核外電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素:Be。(8)原子核外次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、Si。(9)原子核外內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、P。
2.巧記10電子、18電子微粒(1)10電子微粒
3.分子中原子8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判別法在判斷某分子中某原子是否達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時,主要是看其化合價的絕對值與其最外層電子數(shù)之和是否等于8。如CO2中C的化合價為+4價、最外層電子數(shù)是4,二者之和為8,O化合價絕對值為2、最外層電子數(shù)是6,二者之和為8,故CO2中碳、氧原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);HCl中的Cl化合價的絕對值為1、最外層電子數(shù)是7,二者之和為8,氯原子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),而H化合價為+1價、最外層電子數(shù)是1,二者之和為2,氫原子不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
1.(2017湖北荊州模擬)下列敘述中,正確的是(　　)A.14C中含有14個中子B.1H、2H、3H是同一種核素C.H2O與D2O(重水)互稱同位素D.C60、C70、金剛石、石墨均為碳的同素異形體【答案】 D　14C中含有的中子數(shù)=14-6=8,A錯誤;1H、2H、3H是質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的氫元素的不同種核素,B錯誤;H2O與D2O是化合物,不是原子,不能互稱同位素,C錯誤;C60、C70、金剛石、石墨都是碳元素形成的不同單質(zhì),均為碳的同素異形體,D正確。
2.兩種微粒含有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),這兩種微?？赡苁?　　)①互為同位素的兩種不同的原子?、趦煞N不同元素的原子③一種原子和一種分子　④一種原子和一種離子?、輧煞N不同分子?、抟环N分子和一種離子　⑦兩種不同陽離子?、鄡煞N不同陰離子　⑨一種陰離子和一種陽離子A.①③⑤⑦⑧B.①③⑤⑥⑦⑧C.①③④⑤⑦D.①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
【答案】 A　分子或原子中質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),陽離子中質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+電荷數(shù),陰離子中質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)-電荷數(shù),互為同位素的不同核素具有相同的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)。①互為同位素的原子含有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),正確;②不同元素的原子其質(zhì)子數(shù)(或電子數(shù))一定不同,錯誤;③氖原子和水分子具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),正確;④一種原子和一種離子其質(zhì)子數(shù)相同時,電子數(shù)一定不同,錯誤;⑤H2O和NH3具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),正確;⑥一種分子和一種離子含有的質(zhì)子數(shù)相同時,電子數(shù)一定不同,錯誤;⑦鈉離子和銨根離子具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),正確;⑧氫氧根離子和氟離子具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù),正確;⑨一種陰離子和一種陽離子含有的電子數(shù)相同,則質(zhì)子數(shù)一定不同,錯誤。
3.(2017江西南昌模擬)下列說法中不正確的是(　　)①質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素②共價化合物中不存在離子鍵③質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的兩種微粒,不可能是一種分子和一種離子④電子數(shù)相同的微粒不一定是同一種元素⑤非金屬元素之間不可能形成離子鍵⑥離子鍵是指陰陽離子間的靜電吸引力⑦水受熱不容易分解,原因是水分子間存在氫鍵A.②③⑤⑥B.①③⑤⑦C.①⑤⑥⑦D.③④⑤⑥
【答案】 C　具有相同質(zhì)子數(shù)的原子一定屬于同種元素,但微?？赡転樵?、分子、離子等,如Na+、 的質(zhì)子數(shù)都是11,HF、Ne的質(zhì)子數(shù)都是10,但不是同種元素,①錯誤;非金屬元素之間可以形成離子鍵,如銨鹽中含有的都是非金屬元素,銨鹽為離子化合物,⑤錯誤;離子鍵不僅僅是指陰陽離子間的靜電吸引力,還包括陰陽離子間的靜電排斥力,⑥錯誤;氫鍵只影響物質(zhì)的物理性質(zhì),與化學(xué)性質(zhì)無關(guān),水受熱不容易分解是水的化學(xué)性質(zhì),與氫鍵無關(guān),⑦錯誤。
元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.(2015山東,8)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如下表所示。已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍,下列說法正確的是(　　)A.原子半徑:XW
【答案】 C　設(shè)Z的原子序數(shù)為n,則Y、W的原子序數(shù)分別為n-1和n+9,由于Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍,則n-1+n+9=3n,解之得n=8,則X、Y、Z、W分別為Si、N、O、Cl。X位于Y、Z的左下方,故原子半徑X>Y>Z,A項錯誤;非金屬性O(shè)>Si,則氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性H2O>SiH4,B項錯誤;O、Cl分別與Mg形成MgO、MgCl2,二者均是離子化合物,C項正確;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性HClO4>HNO3,D項錯誤。
2.(2015江蘇,5)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子最外層有6個電子,Y是至今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素,Z在周期表中處于周期序數(shù)等于族序數(shù)的位置,W的單質(zhì)廣泛用作半導(dǎo)體材料。下列敘述正確的是 (　　)A.原子最外層電子數(shù)由多到少的順序:Y、X、W、ZB.原子半徑由大到小的順序:W、Z、Y、XC.元素非金屬性由強到弱的順序:Z、W、XD.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強到弱的順序:X、Y、W【答案】 A　由題意推斷,X、Y、Z、W分別是O、F、Al、Si。最外層電子數(shù)F>O>Si>Al,A項正確;原子半徑Al>Si>O>F,B項錯誤;非金屬性O(shè)>Si,C項錯誤;簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
3.(經(jīng)典考題)短周期元素W、X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大。元素W是制備一種高效電池的重要材料,X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,元素Y是地殼中含量最豐富的金屬元素,Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法錯誤的是(　　)A.元素W、X的氯化物中,各原子均滿足8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.元素X與氫形成的原子比為1∶1的化合物有很多種C.元素Y的單質(zhì)與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應(yīng)均有氫氣生成D.元素Z可與元素X形成共價化合物XZ2【答案】 A　根據(jù)題意可以判斷元素W、X、Y、Z分別是H(或Li)、C、Al、S。A項錯誤,因為HCl(或LiCl)中的氫原子(或Li+)只滿足2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);B項正確,因為C與H元素形成的原子個數(shù)比1∶1的化合物可以是C2H2、C6H6、C8H8等;C項正確,因為單質(zhì)鋁與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應(yīng)都會生成氫氣;D項正確,因為C與S可以形成共價化合物CS2。
4.(2013課標(biāo)全國,27)五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大。A和C同族,B和D同族,C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。A和B、D、E均能形成共價型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性,C和E形成的化合物在水中呈中性?；卮鹣铝袉栴}:(1)五種元素中,原子半徑最大的是　　　　,非金屬性最強的是　　　　。(填元素符號)?(2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中,熱穩(wěn)定性最差的是　　　　(用化學(xué)式表示)。?(3)A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng),產(chǎn)物的化學(xué)式為　　　　,其中存在的化學(xué)鍵類型為　　　　　　　　　　。?(4)D最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為　　　　。?
(5)單質(zhì)D在充足的單質(zhì)E中燃燒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;D在不充足的E中燃燒,生成的主要產(chǎn)物的化學(xué)式為　　　　。?(6)單質(zhì)E與水反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?！敬鸢浮?(1)Na　Cl(2)PH3(3)NH4Cl　離子鍵和共價鍵(4)H3PO4
【解析】 由A與B、D、E三種元素均能形成共價化合物可知,該四種元素為非金屬元素,結(jié)合A和B形成化合物的水溶液顯堿性可知,A為H元素,B為N元素,則C為Na元素,D為P元素;又因為C和E形成的化合物呈中性,可知E為Cl元素。(1)依據(jù)原子半徑變化規(guī)律,先看電子層數(shù),再看核電荷數(shù),可確定原子半徑最大的為Na,依據(jù)元素周期律可確定非金屬性最強的為Cl。(2)H和N、P、Cl形成的共價化合物中穩(wěn)定性最差的為PH3。(3)NH3與HCl反應(yīng)生成離子化合物NH4Cl,含離子鍵和共價鍵。(4)P的最高價氧化物對應(yīng)水化物為磷酸。(5)P與Cl2反應(yīng),Cl2足量時生成PCl5;Cl2不足時,生成PCl3。(6)氯氣溶于水后有一部分生成鹽酸和次氯酸,但次氯酸是弱酸,離子方程式中保留分子式。
1.原子序數(shù)按照元素在周期表中的順序給元素編號,稱之為原子序數(shù),原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。2.元素周期表的結(jié)構(gòu)
3.元素周期表中的特殊位置(1)金屬元素區(qū)與非金屬元素區(qū)①分界線:沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫一條斜線,即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)分界線(氫元素除外)。②各區(qū)位置:分界線左下面為金屬元素區(qū),分界線右上面為非金屬元素區(qū)。③分界線附近元素的性質(zhì):既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì),又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。(2)過渡元素:元素周期表中部從ⅢB族到ⅡB族10個縱列共六十多種元素,這些元素都是金屬元素。(3)鑭系:元素周期表第六周期中,57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。
(4)錒系:元素周期表第七周期中,89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。(5)超鈾元素:錒系元素中92號元素鈾(U)以后的各種元素。4.元素周期表在科研、生產(chǎn)等方面的指導(dǎo)作用(1)科學(xué)預(yù)測:為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新材料:半導(dǎo)體材料在金屬與非金屬分界線附近,如Si、Ge等;農(nóng)藥中常用元素在周期表右上方,如F、Cl、S、P、As等;催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中尋找,如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【疑難辨析】 同周期第ⅢA族和第ⅡA族元素的原子序數(shù)之差不一定都是1。第二、三周期是短周期,同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序數(shù)相差1;第四、五周期兩主族元素間隔了10種過渡元素,故原子序數(shù)相差11;第六、七周期兩主族元素中間還包括了鑭系或錒系,共間隔了24種元素,原子序數(shù)相差25。
典例導(dǎo)引1(2017甘肅天水模擬)如圖所示,A、B、C、D、E是元素周期表中的5種主族元素,下列說法不正確的是(　　)A.A、E原子序數(shù)之差可能為2B.D、E原子序數(shù)之差可能為18或32C.B、C原子序數(shù)之差一定是2D.B、D原子序數(shù)之差不可能是7【解析】 A不可能處于第一周期,故A、E原子序數(shù)之差不可能是2,A項錯誤;若A處于第二周期,那么E處于第三周期,D處于第四周期,那么E、D原子序數(shù)相差18,若E為第五周期,那么E、D原子序數(shù)相差32,B項正確;B、C處于同一周期,那么B、C原子序數(shù)之差一定是2,C項正確;由以上分析可知B、D可能相差9,可能相差19或33,故不可能相差7,D項正確。【答案】 A
高招1巧用元素周期表結(jié)構(gòu)中隱含的兩條規(guī)律(1)同周期主族元素原子序數(shù)差的關(guān)系①短周期元素原子序數(shù)差=族序數(shù)差。②兩元素分布在過渡元素同側(cè)時,原子序數(shù)差=族序數(shù)差。兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時,第四或第五周期元素原子序數(shù)差=族序數(shù)差+10,第六或第七周期元素原子序數(shù)差=族序數(shù)差+24。如第四、五周期的ⅢA族與ⅡA族原子序數(shù)之差都為11,第六、七周期為25。(2)同主族相鄰周期元素的原子序數(shù)差的關(guān)系①ⅠA族元素,隨電子層數(shù)的增加,原子序數(shù)依次相差2、8、8、18、18、32。②ⅡA族元素,隨電子層數(shù)的增加,原子序數(shù)依次相差8、8、18、18、32。③ⅢA~ⅦA族元素,隨電子層數(shù)的增加,原子序數(shù)依次相差8、18、18、32、32。
典例導(dǎo)引2(2017東北三省四市教研聯(lián)合體一模)2016年12月1日國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會宣布,將合成的四種新元素的元素符號確定為113號 (縮寫為Nh)、115號(Mc)、117號(Ts)和118號(Og)。下列說法正確的是(　　)A.113號元素的氧化物為兩性氧化物B.115號元素位于第六周期第ⅤA族
D.118號元素的原子最外層有8個電子
【解析】 113號元素位于第七周期第ⅢA族,根據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律可知113號元素金屬性較強,不可能形成兩性氧化物,
代表原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、A代表質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù),所以
號元素位于第七周期0族,核外電子排布已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),最外層有8個電子,D項正確?！敬鸢浮?D
高招2利用稀有氣體元素的原子序數(shù)確定主族元素在周期表中的位置原子序數(shù)-最鄰近的稀有氣體元素的原子序數(shù)=ΔZ。
例如①35號元素(相鄰近的是36Kr),則35-36=-1,故周期數(shù)為4,族序數(shù)為8-|-1|=7,即第四周期第ⅦA族,是溴元素。②87號元素(相鄰近的是86Rn),則87-86=1,故周期數(shù)為7,族序數(shù)為1,即第七周期第ⅠA族,是鈁元素。
1.(2017廣東深圳模擬)關(guān)于元素周期表中元素分布的下列描述,正確的是(　　)A.周期表中的主族都有非金屬元素B.周期表中的非金屬元素都處于元素周期表的右上方C.周期表中的金屬元素都位于長周期D.周期表中的非金屬元素都位于主族或0族【答案】 D?、駻族元素全為金屬,其他主族中均有非金屬元素,故A錯誤;氫元素位于周期表的左上方,故B錯誤;周期表中的金屬元素Li、Na、Mg、Al屬于短周期,故C錯誤;副族和第Ⅷ族均為金屬,周期表中的非金屬元素都位于主族或0族,故D正確。
2.據(jù)國外有關(guān)資料報道,在獨居石(一種共生礦,化學(xué)成分為Ce、La、Nb等的磷酸鹽)中,查明有尚未命名的116、124、126號元素。試判斷116號元素應(yīng)位于周期表的(　　)A.第六周期第ⅣA族B.第七周期第ⅥA族C.第七周期第ⅦA族D.第八周期第ⅥA族【答案】 B　118號元素為第七周期0族元素,而116號元素在0族左邊,故應(yīng)為第ⅥA族元素。
3.(2017湖南永州三校聯(lián)考)X、Y、Z、W四種元素在元素周期表中的相對位置如圖所示,Y、Z的質(zhì)子數(shù)之和為21,下列說法正確的是(　　)A.常壓下,四種元素的單質(zhì)中,W單質(zhì)的熔點最高B.Z的陽離子與Y的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同C.X的氣態(tài)氫化物比Y的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定D.W元素的金屬性比Z元素的金屬性強
【答案】 B　從四種元素在周期表中的相對位置及Y、Z的質(zhì)子數(shù)之和為21可知,Y為O、Z為Al,從而可知W為P,X為C。根據(jù)形成晶體情況,金剛石的熔點最高,A錯誤;O2-與Al3+的電子層結(jié)構(gòu)相同,B正確;由于非金屬性O(shè)>C,故氫化物穩(wěn)定性:H2O>CH4,C錯誤;同周期元素,從左向右,金屬性逐漸減弱,金屬性PZ>YC.簡單離子半徑由大到小的順序:W>Z>Y>XD.W的單質(zhì)可以置換出Z的單質(zhì)
【答案】 D　若該四種元素都在第二周期,則為B、N、O、F,A項錯誤;F沒有正價,B項錯誤;N3-半徑大于O2-半徑,C項錯誤;根據(jù)
元素周期律及其應(yīng)用1.(2017課標(biāo)全國Ⅰ,12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的簡單氫化物可用作制冷劑,Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后,加入稀鹽酸,有黃色沉淀析出,同時有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是(　　)A.X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強B.Y的簡單離子與X的具有相同的電子層結(jié)構(gòu)C.Y與Z形成化合物的水溶液可使藍(lán)色石蕊試紙變紅D.Z與X屬于同一主族,與Y屬于同一周期
【答案】 C　W的簡單氫化物可用作制冷劑,可知W為N;Y的原子半徑是短周期主族元素中半徑最大的,可知Y為Na;X、Y和Z組成的鹽溶于水后,加入稀鹽酸有黃色沉淀和刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,可知此鹽為Na2S2O3,即X為O,Z為S。O的非金屬性比N的強,則H2O的熱穩(wěn)定性比NH3的強,故A項正確;Na+與O2-的電子層結(jié)構(gòu)相同,B項正確;Na2S的水溶液因水解呈堿性,故C項錯誤;S與O同主族,與Na同周期,D項正確。
2.(2017課標(biāo)全國Ⅱ,9)a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同;d與a同族。下列敘述正確的是(　　)A.原子半徑:d>c>b>aB.4種元素中b的金屬性最強C.c的氧化物的水化物是強堿D.d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強
【答案】 B　由于都是主族元素,故a原子核外電子總數(shù)只能是8,a為氧元素;a、b、c、d為短周期元素,原子序數(shù)依次增大,c所在周期序數(shù)與族序數(shù)相同,c為Al,則b為Na或Mg元素;d與a同族,則d為硫元素。A項,同周期元素,從左到右原子半徑逐漸減小,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,故原子半徑:Na(或Mg)>Al>S>O,A項錯誤;4種元素中Na(或Mg)的金屬性最強,B項正確;鋁的氧化物對應(yīng)的水化物是兩性氫氧化物,C項錯誤;D項,S的氧化性弱于O2,D項錯誤。
3.(2017課標(biāo)全國Ⅲ,12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示,這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系正確的是(　　)A.氫化物沸點:WWC.化合物熔點:Y2X3X>ZC.若它們的原子最外層電子數(shù)之和為11,則X為金屬元素D.若它們均為金屬元素,則Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強
【解析】 Z元素的最高化合價未必大于X元素,如果Z為F元素則無正化合價,故A錯誤;根據(jù)原子半徑的變化規(guī)律,原子半徑由大到小的順序為X>Y>Z,故B錯誤;若它們的原子最外層電子數(shù)之和為11,設(shè)X的最外層電子數(shù)為a,則Y、Z的最外層電子數(shù)均為a+1,計算可得a=3,根據(jù)在元素周期表中的位置判斷,若X為Al元素,Z、Y分別為C、Si元素,故C正確;如果都是金屬元素,由位置判斷X的金屬性最強,則X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強,故D錯誤?！敬鸢浮?C
高招3探究元素“位—構(gòu)—性”之間的關(guān)系及應(yīng)用
(1)結(jié)構(gòu)與位置互推
(2)性質(zhì)與位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,根據(jù)元素性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置,根據(jù)元素在周期表中的位置可以推知元素性質(zhì)。
(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)互推①同周期元素原子的最外層電子數(shù)、同主族元素原子的電子層數(shù)是決定元素金屬性、非金屬性強弱的主要因素。②原子半徑是影響元素性質(zhì)的重要因素;離子半徑是影響離子氧化性或還原性強弱的重要因素。③同主族元素最外層電子數(shù)相同,性質(zhì)相似。
(4)周期表中的“序、層”規(guī)律和“序、價”規(guī)律
1.(2017四川成都模擬)短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大。已知A、C的原子序數(shù)的差為8,A、B、C三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為15,B原子的最外層電子數(shù)等于A原子最外層電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是(　　)A.原子半徑:ArY>rXD.X與W的氣態(tài)氫化物可相互反應(yīng)生成離子化合物
【答案】 D　W原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的3倍且為第三周期元素,推知W為S;則X為N、Z為Si、Y為Al。元素非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,因此酸性:H2SO4>H2SiO3>Al(OH)3,A錯誤;鋁鹽溶液顯酸性但偏鋁酸鹽溶液顯堿性,B錯誤;同周期元素原子半徑從左到右依次減小,故原子半徑:rY>rZ>rW>rX,C錯誤;NH3與H2S反應(yīng)生成離子化合物(NH4)2S,D正確。
化學(xué)鍵1.(2015課標(biāo)全國Ⅱ,9)原子序數(shù)依次增大的元素a、b、c、d,它們的最外層電子數(shù)分別為1、6、7、1。a-的電子層結(jié)構(gòu)與氦相同,b和c的次外層有8個電子,c-和d+的電子層結(jié)構(gòu)相同。下列敘述錯誤的是(　　)A.元素的非金屬性次序為c>b>aB.a和其他3種元素均能形成共價化合物C.d和其他3種元素均能形成離子化合物D.元素a、b、c各自最高和最低化合價的代數(shù)和分別為0、4、6
【答案】 B　因a-的電子層結(jié)構(gòu)與He相同,所以a為H;因b、c次外層有8個電子,最外層電子數(shù)分別為6、7,所以b、c分別為S、Cl;因c-和d+的電子層結(jié)構(gòu)相同,且d最外層為1個電子,所以d為K。故c(Cl)、b(S)、a(H)的非金屬性強弱次序為c(Cl)>b(S)>a(H),A項正確;元素H與K不能形成共價化合物,B項錯誤;元素K可與H、S、Cl分別形成離子化合物KH、K2S、KCl,C項正確;因a、b、c對應(yīng)元素的最高化合價和最低化合價分別為+1、+6、+7價和-1、-2、-1價,所以它們的代數(shù)和分別為0、4、6,D項正確。
2.(經(jīng)典考題)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,其中W的陰離子的核外電子數(shù)與X、Y、Z原子的核外內(nèi)層電子數(shù)相同。X的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代,工業(yè)上采用液態(tài)空氣分餾方法來生產(chǎn)Y的單質(zhì),而Z不能形成雙原子分子。根據(jù)以上敘述,下列說法中正確的是(　　)A.上述四種元素的原子半徑大小為W

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