?第九章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

1.了解元素周期表的結(jié)構(gòu)。
2.了解原子半徑的變化。
3.了解電離能、電負(fù)性。
4.了解同主族元素原子得失電子能力的變化規(guī)律。

一、元素周期表
1.組成
7個(gè)周期、16個(gè)主族。
2.分區(qū)
S區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。
二、元素周期性變化規(guī)律
1.主族元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
2.判斷元素金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱
三、元素周期律
1.原子半徑取決于核電荷數(shù)和電子的能層數(shù)。
2.電離能
氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。
3.電負(fù)性
描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。

引起同周期元素性質(zhì)遞變的主要原因
能層數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)增多→原子半徑減小→原子核對(duì)核外電子的吸引力增強(qiáng)→失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)→金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)。

1.已知基態(tài)X原子的3p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)Y原子的2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，Z元素可以形成負(fù)價(jià)離子，且三種元素的原子序數(shù)之和等于32。下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.Y元素原子的電子排布圖為B.X位于元素周期表中第三周期VA族
C.電負(fù)性：Z>>Y>XD.第一電離能：Xr(Y)>r(X)
B.電負(fù)性：Y>X>Z
C.元素W最高價(jià)氧化物的水化物是一種強(qiáng)酸
D.元素Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的弱
2.科學(xué)家利用四種原子序數(shù)依次遞增的短周期元素W、X、Y、Z“組合”成一種超分子，具有高效的催化性能，其分子結(jié)構(gòu)示意圖如圖(Y和Y之間重復(fù)單元的W、X未全部標(biāo)出)。W、X、Z分別位于不同周期，Z是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素。下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X>Y
B.第一電離能：I1(X)>I1(Y)>I1(Z)
C.該化合物中W、X、Y都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.W、Y、Z三種元素組成的化合物中含有離子鍵和共價(jià)鍵
3.血紅蛋白在血液中輸送氧氣的機(jī)理如圖。載氧前，血紅蛋白中Fe2+與蛋白質(zhì)鏈上咪唑環(huán)通過(guò)配位鍵相連；載氧后，氧分子通過(guò)配位鍵與Fe2+連接，使Fe2+滑入卟啉環(huán)中。其中A、W、X、Y為元素周期表中1～10號(hào)元素。下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.原子半徑大小的順序?yàn)閄>Y>W>A
B.X與A形成的最簡(jiǎn)單分子的空間構(gòu)型為正四面體
C.元素最簡(jiǎn)單氫化物穩(wěn)定性的順序?yàn)閃>X>Y
D.由A、W、X三種元素組成的化合物一定為酸
4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.原子模型是玻爾提出的
B.宇宙大爆炸后短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了氫、氦和大量的鋰
C.原子半徑、核電荷數(shù)、核外電子排布共同決定了元素的性質(zhì)
D.電子云模型中的小黑點(diǎn)表示電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述
5.一水合甘氨酸鋅是一種礦物類(lèi)飼料添加劑，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A.第一電離能：ZnWD.對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單離子的半徑順序W>X>Y>Z
8.B、C、N、O是短周期主族元素。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()
A.CO的結(jié)構(gòu)式：C≡O(shè)B.N2H4中氮原子的軌道雜化類(lèi)型：sp2
C.電負(fù)性：N>O>CD.最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H3BO3>H2CO3
9.自從1803年英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家道爾頓提出原子假說(shuō)以來(lái)，人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的研究不斷深入、不斷發(fā)展，通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)不斷地豐富、完善原子結(jié)構(gòu)理論。請(qǐng)判斷下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法正確的是(　　)
A.所有的原子都含有質(zhì)子、中子和電子三種基本構(gòu)成微粒
B.所有的原子中的質(zhì)子、中子和電子三種基本構(gòu)成微粒的個(gè)數(shù)都是相等的
C.原子核對(duì)電子的吸引作用的實(shí)質(zhì)是原子核中的質(zhì)子對(duì)核外電子的吸引
D.原子中的質(zhì)子、中子和電子三種基本構(gòu)成微粒不可能再進(jìn)一步分成更小的微粒
10.根據(jù)下列四種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖，所獲取的信息正確的是(　　)

A.它們表示四種元素B.①④表示的是陽(yáng)離子
C.④表示的元素是非金屬元素D.②表示的元素在化合物中通常顯+2價(jià)
11.A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見(jiàn)元素，原子序數(shù)依次增大．A元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)；B與A同周期，核外有三個(gè)未成對(duì)電子；X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I1=578kJ/mol，I2=1817kJ/mol，I3=2745kJ/mol，I4=11575kJ/mol；常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)；Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為65，中子數(shù)為35．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）AY2是一種常用的溶劑，為_(kāi)_______分子（填“極性”或“非極性”），分子中存在________個(gè)σ鍵．
（2）X形成的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______，超高導(dǎo)熱絕緣耐高溫納米XB在絕緣材料中應(yīng)用廣泛，其晶體與金剛石類(lèi)似，屬于________晶體．
（3）X，氧、B元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______（用元素符號(hào)作答）．
（4）Z的基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______．
12.某學(xué)生在做元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．請(qǐng)幫助該學(xué)生整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_______．
（2）實(shí)驗(yàn)用品：儀器：試管、膠頭滴管．
藥品：新制氯水、新制溴水、溴化鈉溶液、碘化鈉溶液、四氯化碳．
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（在下表橫線中填寫(xiě)相關(guān)內(nèi)容）．
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①
向盛有少量溴化鈉溶液的試管中滴加少量新制氯水，振蕩，再加入少量四氯化碳，振蕩后靜置
液體分為兩層，下層
呈________色
②
向盛有少量碘化鈉溶液的試管中滴加少量新制溴水，振蕩，再加入少量四氯化碳，振蕩后靜置
液體分為兩層，下層
呈________色
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________．
（4）問(wèn)題和討論．
①上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為_(kāi)_______、________．
②由于氟單質(zhì)過(guò)于活潑，所以很難設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其氧化性的強(qiáng)弱．試列舉兩項(xiàng)事實(shí)說(shuō)明氟的非金屬性比氯的強(qiáng)：________、________。

答案解析部分
1.【答案】C
【解析】A．原同周期主族元素，從左到右原子半徑逐漸減??；元素位于同主族時(shí)，核電荷數(shù)越大，電子層數(shù)越多，原子半徑越大。原子子半徑：r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z)，A不符合題意；B．同周期從左向右電負(fù)性增大，同主族從上到下電負(fù)性減小，F(xiàn)的電負(fù)性大于O，O的電負(fù)性大于N，B不符合題意；C．元素W最高價(jià)氧化物的水化物硫酸是一種強(qiáng)酸，C符合題意；D．同主族從上到下元素非金屬性遞減，非金屬性越強(qiáng)，簡(jiǎn)單氫化物越穩(wěn)定，元素Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)，D不符合題意；答案選C。
【分析】X、Y、Z、W四種主族元素原子序數(shù)增大，Z是非金屬性最強(qiáng)的元素，則Z為F，Y的主族序數(shù)是其周期數(shù)的3倍。則由位置關(guān)系知，Y為ⅥA元素，則Y為O、W為S、X為N，據(jù)此回答。
2.【答案】D
【解析】結(jié)合分析可知，W為H，X為C，Y為O，Z為Na元素，
A．非金屬性CI1(Z)，故B不符合題意；C．該化合物中，W（H）最外層電子數(shù)為2不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C不符合題意；D．W、Y、Z三種元素組成的化合物為氫氧化鈉，含有離子鍵和共價(jià)鍵，故D符合題意；故答案為：D。
【分析】四種原子序數(shù)依次遞增的短周期元素X、Y、Z，W、X、Z分別位于不同周期，則W為H，Y、Z分別位于第二、第三周期；Z是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素，則Z為Na；X形成4個(gè)共價(jià)鍵，位于IVA族，其原子序數(shù)小于Z（Na），則X為C元素；Y形成2個(gè)共價(jià)鍵，位于第二周期ⅥA族，為O元素，以此分析解答。
3.【答案】C
【解析】A．同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族從上到下原子半徑逐漸增大，原子半徑大小的順序?yàn)镃>N>O>H，A不符合題意；B．X與A形成的最簡(jiǎn)單分子是氨氣，空間構(gòu)型為三角錐形，B不符合題意；C．非金屬性是O＞N＞C，則元素最簡(jiǎn)單氫化物穩(wěn)定性的順序?yàn)閃>X>Y，C符合題意；D．由H、O、N三種元素組成的化合物不一定為酸，例如硝酸銨是鹽，D不符合題意；故答案為：C。
【分析】A、W、X、Y為元素周期表中1～10號(hào)元素，血紅蛋白中Fe2+與蛋白質(zhì)鏈上咪唑環(huán)通過(guò)配位鍵相連，因此X是N；載氧后，氧分子通過(guò)配位鍵與Fe2+連接，則W是O。根據(jù)示意圖可知A是H，Y是C，據(jù)此解答。
4.【答案】B
【解析】A．波爾在盧瑟福核式模型基礎(chǔ)上，提出了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型，A不符合題意；B．宇宙大爆炸產(chǎn)生了氫元素和氦元素，以及很少的鋰元素，B符合題意；C．原子半徑、核電荷數(shù)、核外電子排布共同決定了元素的電離能、電負(fù)性等性質(zhì)，C不符合題意；D．電子云圖中的小黑點(diǎn)表示電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少，即概率密度分布的形象化描述，D不符合題意；故答案為：B。
【分析】宇宙大爆炸產(chǎn)生的氫元素和氦元素，以及少量的鋰元素，不是大量的鋰元素，其他均正確
5.【答案】A
【解析】A．鋅與29號(hào)銅相鄰，由于鋅原子的所有排布電子的原子軌道均處于較穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)，故其第一電離能大于銅的，故A符合題意；B．鋅原子的核外電子數(shù)為30，其位于元素周期表第4周期第ⅡB族，基態(tài)Zn原子價(jià)電子排布式為3d104s2，故B不符合題意；C．由一水合甘氨酸鋅的分子結(jié)構(gòu)可知，鋅離子與相鄰的5個(gè)原子(N和O)成鍵，故其配位數(shù)為5，配位原子為O、N，故C不符合題意；D．根據(jù)電負(fù)性的變化規(guī)律可知，非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素，非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越大，因此，由小到大的順序?yàn)閆n＜H＜C＜N＜O，故D不符合題意；故答案為：A。
【分析】A.根據(jù)銅和鋅的位置，以及核外電子能級(jí)排布方式即可判斷第一電離能的大小
B.根據(jù)核外電子排布即可判斷
C.根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中即可判斷
D.電負(fù)性是結(jié)合電子的能力，非金屬性越強(qiáng)，結(jié)合電子的能力越強(qiáng)
6.【答案】D
【解析】A．根據(jù)分析可知X為Al元素，位于第三周期，A不符合題意；B．Al元素的最高正價(jià)為+3價(jià)，不可能顯+4價(jià)，B不符合題意；C．Al元素位于第三周期ⅢA族，C不符合題意；D．Al的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為Al(OH)3，是一種兩性氫氧化物，D符合題意；故答案為D。
【分析】據(jù)圖可知X的電離能在I4時(shí)突然增大，則X應(yīng)為ⅢA族元素，又X為短周期金屬元素，所以X為Al元素。
7.【答案】C
【解析】A．根據(jù)以上分析，Y為P元素，故A不符合題意；B．元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，非金屬性Cl>P>Si，則電負(fù)性Cl>P>Si，即Z>Y>X，故B不符合題意；C．同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，則Na、Si、P、Cl第一電離能Cl>P>Si>Na，即Z>Y>X>W，故C符合題意；D．電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，Si既不容易失電子，也不容易得電子，很難形成簡(jiǎn)單離子，故離子半徑P3->Cl->Na+，故D不符合題意；故答案為：C。
【分析】由圖可知，X可以形成4個(gè)共價(jià)鍵，最外層有4個(gè)電子；而Z只形成1個(gè)共價(jià)鍵，且Z的最外層電子數(shù)是X核外電子總數(shù)的一半，可推斷X為Si，Z為Cl，W形成+1價(jià)離子，為Na元素；由化合物中原子團(tuán)帶1個(gè)單位負(fù)電荷，可知Y元素除了形成2個(gè)共用電子對(duì)之外，還可以得到1個(gè)電子，最外層電子數(shù)為5，為P元素。綜上，元素W、X、Y、Z分別為Na、Si、P、Cl，據(jù)此分析解答。
8.【答案】A
【解析】A．CO含兩個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為10，所以與N2為等電子體，根據(jù)N2的結(jié)構(gòu)式可知CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，A符合題意；B．N2H4分子中每個(gè)N原子與另一個(gè)N原子共用一對(duì)電子，與兩個(gè)H原子分別共用一對(duì)電子，還有一對(duì)孤電子對(duì)，所以?xún)r(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采取sp3雜化，B不符合題意；C．非金屬性O(shè)>N>C，則電負(fù)性O(shè)>N>C，C不符合題意；D．C的非金屬性比B強(qiáng)，所以酸性H3BO3

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