“位—構(gòu)—性”的相互關(guān)系
“位—構(gòu)—性”的相互關(guān)系
(1)“位—構(gòu)—性”的三個(gè)數(shù)量關(guān)系式
①電子層數(shù)＝周期序數(shù)
②質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)＝核外電子數(shù)＝核電荷數(shù)
③最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)＝主族最高正價(jià)＝8－|最低負(fù)價(jià)|(氧、氟除外)
(2)原子序數(shù)的大小與元素在周期表中位置和主要化合價(jià)關(guān)系
①若一種陽(yáng)離子與一種陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則“陰前陽(yáng)后”或“陰上陽(yáng)下”，陰離子在前一周期，陽(yáng)離子在后一周期，陽(yáng)離子的原子序數(shù)大。
②同周期元素的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大，電子層數(shù)相差1層。
③在短周期元素中，元素的原子序數(shù)與其主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上一般一致，即“價(jià)奇序奇，價(jià)偶序偶”。
④同周期元素的第ⅡA族與第ⅢA族的原子序數(shù)差為1或11或25。
(2022·海南等級(jí)考，T11)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X、Y同周期并相鄰，Y是組成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金屬性最強(qiáng)，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，下列判斷正確的是( )
A．XW3是非極性分子
B．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)： X>Y
C．Y與Z形成的化合物是離子化合物
D．X、Y、Z三種元素組成的化合物水溶液呈酸性
[思路分析] 第一步：審信息——定元素
第二步：析選項(xiàng)——定正誤
A．NCl3為三角錐形分子，為極性分子，錯(cuò)誤；B.簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：NH3Y
B．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：XZ>Y>M
B．原子半徑：M>Y>Z>N
C．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：Z>Y
D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y>Z
D [Y的一種同位素可用于考古斷代，說明Y為C元素；根據(jù)Y、Z、M、N位于同一周期，M得到1個(gè)電子形成了4對(duì)共用電子，知M為B元素；Z能形成三個(gè)共價(jià)鍵，則Z為N元素；N能形成一個(gè)共價(jià)鍵，則N為F元素。HNO3的酸性大于H2CO3的酸性， D錯(cuò)誤。]
2．一種新型過渡金屬螯合物離子的結(jié)構(gòu)如圖所示，X、Y、Z、M是原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素，基態(tài)M原子的2p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)Q3＋的3d軌道上只有1對(duì)成對(duì)電子。下列說法正確的是( )
A．該離子中Q的d軌道都參與了成鍵
B．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：Y>Z>M
C．第一電離能：Z>X>Y
D．Y可以形成分子式為H2YO2的含氧酸
CD [X、Y、Z、M是原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素，基態(tài)M原子的2p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子，則M為F；基態(tài)Q3＋的3d軌道上只有1對(duì)成對(duì)電子，則基態(tài)Q原子電子排布式為[Ar]3d74s2，Q為C；圖示中X只形成1個(gè)共價(jià)鍵，則X為H；Y形成4個(gè)共價(jià)鍵，則Y為C；Z形成3個(gè)共價(jià)鍵，則Z為N。]
3．大多數(shù)離子液體含有體積很大的陰、陽(yáng)離子，如圖是一種離子液體。其中X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素，X、Z在元素周期表中處于相鄰位置。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物溶于水顯堿性
B．基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)：X>Y
C．第一電離能：Y>Z>X
D．簡(jiǎn)單氫化物的熔沸點(diǎn)：Y>X>Z
C [X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素，X、Z在元素周期中處于相鄰位置。結(jié)合離子中各元素的成鍵情況，可推知X為N元素，Z為P元素，Y為F元素。同一周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢(shì)，所以第一電離能：Y(F)＞X(N)，第3周期P相對(duì)于N來說，電子層數(shù)增多，所以第一電離能較N的小，即上述三種元素的第一電離能大?。篩>X>Z，C錯(cuò)誤。]
根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行元素推斷
1．單質(zhì)或化合物具有“特性”的元素
(1)形成化合物種類最多的元素或?qū)?yīng)單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素：C。
(2)空氣中含量最多的元素或簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。
(3)地殼中含量最多的元素或簡(jiǎn)單氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。
(4)地殼中含量最多的金屬元素或最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Al。
(5)最活潑的非金屬元素或無正化合價(jià)的元素或無含氧酸的非金屬元素或無氧酸可腐蝕玻璃的元素或氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素或陰離子的還原性最弱的元素：F。
(6)最活潑的金屬元素或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)的元素或陽(yáng)離子的氧化性最弱的元素：Cs。
(7)焰色試驗(yàn)呈黃色的元素：Na；焰色試驗(yàn)呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)的元素：K。
(8)單質(zhì)密度最小的元素：H；單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。
(9)常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的非金屬元素：Br；常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的金屬元素：Hg。
(10)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素：N；元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素：S。
(11)單質(zhì)為常見的半導(dǎo)體材料的元素：Si、Ge。
(12)元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成該元素的單質(zhì)的元素：S。
(13)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。
2．常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
(1)直線轉(zhuǎn)化
N2或NH3―→NO―→NO2―→HNO3
S或H2S―→SO2―→SO3―→H2SO4
C或CxHy―→CO―→CO2―→H2CO3
Na―→Na2O―→Na2O2―→NaOH
(2)其他轉(zhuǎn)化
、、
、。
X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，且X、Z原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的eq \f(1,2)。甲、乙、丙、丁是由這些元素組成的二元化合物，M是某種元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)，乙和丁的組成元素相同，且乙是一種“綠色氧化劑”，化合物N是具有漂白性的氣體(常溫下)。上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物和生成物已省略)。下列說法正確的是( )
A．原子半徑：r(Y)>r(Z)>r(W)
B．化合物N和乙烯均能使溴水褪色，其原理相同
C．含W元素的鹽溶液可能顯酸性、中性或堿性
D．Z與X、Y、W形成的化合物中，各元素均滿足8電子結(jié)構(gòu)
[思路分析]
M為O2―→丙為H2S―→甲為硫化物
根據(jù)題意可確定甲為Na2S，故X、Y、Z、W分別為H、O、Na、S。
[答案] C
1．(2022·濟(jì)南模擬)已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分別是三種元素形成的單質(zhì)，A、B、C、D分別是由三種元素中的兩種形成的化合物，且A與C中均含有10個(gè)電子。它們之間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A．原子半徑：Z>Y>X
B．X與Y形成的化合物只含極性鍵
C．Y有多種同素異形體，且均具有高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、硬度大的性質(zhì)
D．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：AZ>X，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，X為H元素，Y為C元素，二者形成的化合物，如CH4只含極性鍵，C2H6、C2H4等既含有極性鍵，也含有非極性鍵，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Y為C元素，C元素有多種同素異形體，其中金剛石具有高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、硬度大的性質(zhì)，而石墨質(zhì)地軟，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，A是CH4，C是H2O，元素的非金屬性：O>C，元素的非金屬性越強(qiáng)，其最簡(jiǎn)單的氫化物的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，所以簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：AY>X>W
B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y>X
C．簡(jiǎn)單陰離子的還原性：Z>W
D．W、Y、Z組成的化合物只含共價(jià)鍵
B [M溶液中滴入氯化鐵溶液變紅，說明溶液中含有硫氰根離子，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，說明原溶液中含有銨根離子，則M為NH4SCN，W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，則W為H元素，X為C元素，Y為N元素，Z為S元素，四種原子最外層電子數(shù)總和等于S的原子序數(shù)16，符合題意，據(jù)此分析解答。]
3．(2022·石家莊模擬)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的簡(jiǎn)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(shí)有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是 ( )
A．X的簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)
B．Y的簡(jiǎn)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
C [短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的簡(jiǎn)單氫化物可用作制冷劑，該氫化物應(yīng)為NH3，則W為N元素；Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的，則Y為Na元素；由X、Y、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(shí)有刺激性氣體產(chǎn)生，則符合條件的鹽為Na2S2O3，反應(yīng)中生成S和SO2，從而推知X為O元素，Z為S元素。]
1．(2022·遼寧選擇性考試，T5)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)X、Z、Q原子均有兩個(gè)單電子，W簡(jiǎn)單離子在同周期離子中半徑最小，Q與Z同主族。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．X能與多種元素形成共價(jià)鍵
B．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)： ZZ
D．電負(fù)性：WY>Z
B．非金屬性：Y>X>W
C．Z的單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性
D．原子序數(shù)為82的元素與W位于同一主族
C [由共價(jià)化合物的結(jié)構(gòu)可知，X、W形成4個(gè)共價(jià)鍵，Y形成2個(gè)共價(jià)鍵，Z形成1個(gè)共價(jià)鍵，X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，W的原子序數(shù)等于X與Y的原子序數(shù)之和，則X為C元素、Y為O元素、Z為F元素、W為Si元素。]
3．(2022·全國(guó)乙卷，T11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于電訊器材、高級(jí)玻璃的制造。W、X、Y、Z為短周期元素，原子序數(shù)依次增加，且加和為21。YZ2分子的總電子數(shù)為奇數(shù)常溫下為氣體。該化合物的熱重曲線如圖所示，在200 ℃以下熱分解時(shí)無刺激性氣體逸出。下列敘述正確的是( )
A．W、X、Y、Z的單質(zhì)常溫下均為氣體
B．最高價(jià)氧化物的水化物酸性：YX>Y
B．W與Y能形成含有非極性鍵的化合物
C．X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X>Y
D．由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性
B [Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，則Z的最外層電子數(shù)為1，又W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，則Z不可能為氫、鋰元素，故Z為第三周期的Na元素。Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和，且Y的原子序數(shù)小于11，又W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18 e－分子，分析可知N2H4符合題意，故W為氫元素、X為氮元素，則Y為氧元素。Z、X、Y的簡(jiǎn)單離子核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，即簡(jiǎn)單離子半徑：Z＜Y＜X，A錯(cuò)誤；W與Y能形成H2O2，既含有極性鍵又含有非極性鍵，B正確；X和Y形成的最簡(jiǎn)單氫化物分別為NH3和H2O，常溫下，NH3為氣態(tài)，H2O為液態(tài)，故H2O的沸點(diǎn)更高，C錯(cuò)誤；由H、N、O三種元素所組成的化合物NH3·H2O的水溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。]
5．(2021·山東等級(jí)考，T4)X、Y為第三周期元素、Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．原子半徑：X>Y
B．簡(jiǎn)單氫化物的還原性：X>Y
C．同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng)
D．同周期中第一電離能小于X的元素有4種
D [Y位于第三周期，且最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子的形式知X是P元素。P與Cl在同一周期，且P的原子序數(shù)小于Cl，則P原子的半徑大，即原子半徑X>Y，A項(xiàng)不符合題意；兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl，PH3的還原性強(qiáng)，即X>Y，B項(xiàng)不符合題意；同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)，則金屬單質(zhì)還原性減弱，非金屬單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)，所以Cl2的氧化性最強(qiáng)，C項(xiàng)不符合題意；同一周期元素從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，第ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的第一電離能，所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5種，D項(xiàng)符合題意。]
課時(shí)分層作業(yè)(二十六) 元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系及應(yīng)用
一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1．著名的觀賞石——嶗山璐石的主要成分可表示為Y3[Z4O10](OH)2·W3(OH)6，其中W、Y、Z表示三種原子序數(shù)依次增大的第3周期元素，W沒有未成對(duì)電子，Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為0。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．Y的簡(jiǎn)單離子半徑在同周期元素中最小
B．Z的簡(jiǎn)單氫化物分子間存在氫鍵
C．W、Y、Z的最高價(jià)氧化物的水化物都屬于弱電解質(zhì)
D．三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)閆>Y>W
B [W、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的第3周期元素，W沒有未成對(duì)電子，則W為Mg元素；Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為0，則Z為Si元素；結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系知，Y為Al元素。SiH4之間不存在氫鍵，B錯(cuò)誤。]
2．英國(guó)科學(xué)家查德威克用α粒子(即氦核eq \\al(4,2)He)轟擊某金屬原子eq \\al(A,Z)X發(fā)現(xiàn)了中子，該反應(yīng)還得到eq \\al(2M, M)Y，反應(yīng)方程式為eq \\al(4,2)He＋eq \\al(A,Z)X―→eq \\al(2M, M)Y＋eq \\al(1,0)n。其中X、Y元素原子的L電子層的電子數(shù)之比為1∶2。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.eq \\al(A,Z)X原子核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等
B．X的氫氧化物與Al(OH)3性質(zhì)相似
C．Y有多種不同的含氧酸
D．X、Y的電負(fù)性：XW
C [令Z的原子序數(shù)為x，則Y為x－1，W為x＋1＋8，故x－1＋x＋1＋8＝3x，x＝8，根據(jù)位置可知X為Si，Y為N，Z為O，W為Cl。]
5．W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X和Y同主族，X的最外層電子排布式為nsnnpn＋1，W與X、Z可形成化合物[XW4]＋[WZ]－。下列敘述正確的是( )
A．原子半徑：Z>Y>X>W
B．X單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)比Y活潑
C．X、Y、Z的最高價(jià)含氧酸均是強(qiáng)酸
D．基態(tài)Y原子的第一電離能大于Z
D [X的最外層電子排布式為nsnnpn＋1，n為2，X是N；X和Y同主族，則Y是P；根據(jù)W與X、Z形成的化合物結(jié)構(gòu)，可知W是H，Z是S。]
6.X、Y、Z、M、N為五種原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，由這五種元素組成的化合物A為一種綠色環(huán)保型殺菌劑，同時(shí)也是國(guó)際上肯定的純棉、滌棉織物永久性阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知Z是地殼中含量最高的元素，且Z、N同主族。下列說法正確的是( )
A．YZ、YZ2均是極性分子
B．X、Y、Z、M對(duì)應(yīng)的原子半徑順序?yàn)镸>Z>Y>X
C．Y、Z與X均可以形成含有非極性共價(jià)鍵的化合物
D．M、N的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸
C [Z是地殼中含量最高的元素，故Z為O元素；X、Y、Z、M、N為五種原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，且Z、N同主族，故N為S元素，可得化合物A中[NZ4]為SOeq \\al(2－,4)，則剩余部分為＋1價(jià)的陽(yáng)離子；X形成一個(gè)共價(jià)鍵，Y形成四個(gè)共價(jià)鍵，且原子序數(shù)都在O元素之前，可推知X為H元素，Y為C元素，M形成四個(gè)共價(jià)鍵，連接四個(gè)—CH2OH，形成＋1價(jià)的陽(yáng)離子，且M的原子序數(shù)在O元素之后，可推知M為P元素。]
7.短周期主族元素W、X、Y、Z位于三個(gè)不同周期，且原子序數(shù)依次增大，X、Y、Z形成的一種化合物在強(qiáng)堿性溶液中會(huì)形成一種離子，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．原子半徑：Z>Y>X>W
B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y>Z
C．ZXeq \\al(2－,3)的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
D．同周期中第一電離能小于X的元素有四種
D [短周期主族元素W、X、Y、Z位于三個(gè)不同周期，且原子序數(shù)依次增大，則W為H元素；根據(jù)題圖離子結(jié)構(gòu)可知，X、Z位于第ⅥA族，則X為O元素，Z為S元素；Y元素可能位于第ⅠA族或第ⅦA族，Y的原子序數(shù)在O和S之間，且Y與S形成共價(jià)鍵，Y只能是F元素。]
二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
8．已知反應(yīng)M＋N===P＋Q，這四種物質(zhì)是由原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素X、Y、Z、W組成的，其中只有X與W同主族，Y與Z同周期；元素X、Y、W的族序數(shù)之和等于Z的族序數(shù)；元素W的周期數(shù)等于Y與Z的周期數(shù)之和，也等于Y原子的最外層電子數(shù)；物質(zhì)M、P均由四種元素組成，物質(zhì)N、Q均由三種元素組成，M、N的化學(xué)式分別為WXY2Z4、W2YZ3。下列說法正確的是( )
A．四種元素的原子半徑：W>Z>Y>X
B．Y、Z氫化物的沸點(diǎn)：Z>Y
C．物質(zhì)M、P均屬于酸式鹽，含有完全相同的化學(xué)鍵
D．物質(zhì)M、N可以用酸性高錳酸鉀溶液來鑒別
D []
9．現(xiàn)有W、X、Y、Z四種短周期元素。W分別與X、Y、Z結(jié)合生成甲、乙、丙三種化合物，且甲、乙、丙每種分子中都含有10個(gè)電子。Y和Z化合生成丁，有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．W、Y、Z三種元素可能組成離子化合物
B．Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定為強(qiáng)酸
C．原子半徑：W

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這是一份魯科版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第4章第2節(jié)素養(yǎng)提升10“位、構(gòu)、性”關(guān)系的綜合推斷課時(shí)學(xué)案，共7頁(yè)。學(xué)案主要包含了依據(jù)元素原子結(jié)構(gòu)推斷元素，陽(yáng)四”規(guī)律，依據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)推斷元素等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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