元素周期律和物质结构理论

2015届高考化学专题突破之——元素周期律物质结构理论主要包括：元素周期表（律）、物质结构元素周期表（律）一、考纲解读《2014年高考考试大纲(课程标准实验版)：化学》关于元素周期表的要求如下：(1)了解元素、核素和同位素的含义。(2)了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。(3)了解原子核外电子排布。(4)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。(5)以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。(6)以IA和VIIA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。(7)了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。（8)了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。个人理解元素周期律和元素周期表是每年高考必考的知识点，学生在了解周期表整体布局的基础上还应熟练写出前20个元素的名称、元素符号、周期表的位置及原子结构，以及元素性质。另外，学生应掌握元素周期素，学生利用元素在周期表中的位置来推断元素的性质，及对各元素及其化合物性质作出比较。近年来，对周期表的考查，逐渐由原来的考查周期表整体性规律转向查考学生对周期律的应用上。【知识点】一、元素定位，首先在了解周期表的整体布局——○1七个周期，三个短周期三个长周期一个不完整周期，七个主族，七个副族，但第八副族有三列。○2每个周期的原子数依次是：28818183232;任意周期同族元素原子序数差可能是这些数之和;每个周期最后一个元素的原子序数依次是：21018366486118。○3镧系锕系各有14个元素，分别位于第六、七副族第一位。○4各周期起止序数（1-2、3-10、11-18、19-36、37-54、55-86）○5半导体元素在分界线。二．推断化合物常用突破口：1、2电子系列：He、H-、Li+、Be2+10电子系列Ne、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+18电子系列Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+2.⑴．焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）⑵．浅黄色固体：S或Na2O2或AgBr⑶．使品红溶液褪色的气体：SO2（加热后又恢复红色）、Cl2（加热后不恢复红色）⑷．有色溶液：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）有色固体：红色（Cu、Cu2O、Fe2O3）、红褐色[Fe(OH)3]蓝色[Cu(OH)2]黑色（CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S）黄色（AgI、Ag3PO4）白色[Fe(0H)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2与溴蒸气（红棕色）⑸．特征反应现象：3.最轻的金属元素是锂，其次是铍，熔点最低的是金属单质是汞，其次是钙，熔点最高的金属是钨，熔点最低的非金属是石墨，其次是金钢石。4.地壳中最多的元素是O,含量最高的金属元素是铝，其次是铁三．常用必备知识总结1.元素周期表中元素性质的递变规律内容同周期元素（左→右）同主族元素（上→下）电子层数相同增多最外层电子数由1个→8个相同原子半径逐渐减小（零族除外）增大元素的主要化合价最高正价+1→+7|最低负价|+最高正价=8最高正价+族序数金属性与非金属性金属性减弱，非金属性增强金属性增强，非金属性减弱还原性与氧化性还原性减弱，氧化性增强还原性增强，氧化性减弱非金属元素气态氢化物生成由难到易，稳定性由弱到强生成易到难，稳定性强到弱得失电子能力失：大→小；得：小→大得：大→小失：小→大2.判断元素金属性、非金属性强弱的方法总结Ⅰ金属性强弱：（1）单质跟水或酸反应置换出氢气的难易（反应剧烈）程度：越易（剧烈），对应的金属元素金属性越强。（2）最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，对应的金属元素金属性越强。（3）金属阳离子的氧化性：通常金属阳离子的氧化性越强，对应的金属元素金属性越弱。（4）金属活动性顺序表。需要指出的是，金属性指的是金属气态原子失去电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子的能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性PbSn，而在金属活动性顺序表中的SnPb。（5）金属与盐溶液的置换反应：一般的，较活泼（金属性强）的金属能置换出较不活泼（金属性弱）金属。（6）在原电池中的电极关系：当电极材料都与电解质溶液反应或者都不反应时，金属性强的金属作负极；（7）在电解池中，阴极上阳离子得电子的先后顺序。一般情况下，先得电子还原成金属的（因而排除了Fe3＋与Cu2＋的例外情况）,其金属性较弱。（8）在元素周期表中的相对位置：同周期元素的金属性从左至右逐渐减弱，同主族金属性从上向下逐渐增强，因而在周期表左下方元素的金属性较强。Ⅱ非金属性强弱：（1）单质跟氢气化合的难易程度（比较反应条件、剧烈程度）及生成气态氢化物的稳定性：与氢气越易反应、生成的气态氢化物越稳定，该非金属元素的非金属性越强。（2）最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，对应非金属元素的非金属性越强。（3）气态氢化物的水溶液（非金属阴离子）还原性强弱：还原性越强，元素的非金属性就越弱。（4）在元素周期表中的相对位置：同周期元素的非金属性从左至右逐渐增强，同主族非金属性从上向下逐渐减弱，因而在周期表右上方元素的非金属性较强。（5）非金属单质间的置换反应：非金属性强的能置换出非金属性弱的。(在水溶液中，F2不能置换出非金属活动性顺序中的其它非金属单质；还有两个特例：2C+SiO2===2CO+Si,I2+2KClO3===Cl2+2KIO3)（6）不同的非金属单质分别与同一变价金属反应：金属元素呈现较高价态的，对应非金属元素的非金属性强。如：2Fe+3Cl2=2FeCl3,Fe+S=FeS，说明Cl2的非金属性强，S的非金属性弱。（7）同浓度的简单阴离子在电解池阳极上放电的顺序：S2―、I―、Br―、Cl―、F―，说明这几种非金属元素中F的非金属性最强，S的非金属性最弱。3.粒子半径大小的比较（三看）⑴一看粒子电子层数，当电子层数不相同时，电子层数越多，微粒半径越大⑵当粒子电子层数相同时，二看微粒核电荷数，核电荷数越大，半径反而越小⑶当电子层数与核电荷数都相同时，三看最外层电子数，核外电子数越多，半径越大。即：阴离子半径总比相应原子半径大，如：S2－＞S，Br－＞Br二、考点分析、真题训练考点一：周期律用于元素之间的比较考点二：元素定位及推断考点三：周期表的整体比较高考真题练习：1．（2014·浙江理综化学卷，T9）如表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高B．由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键C．物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性D．T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ42．（2014·上海单科化学卷，T1）“玉兔”号月球车用Pu23894作为热源材料，下列关于Pu23894的说法正确的是A．Pu23894与U23892互为同位素B．Pu23894与Pu23994互为同素异形体C．Pu23894与U23892具有完全相同的化学性质D．Pu23894与Pu23994具有相同的最外层电子3．（2014·上海单科化学卷，T4）在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是A．范德华力、范德华力、范德华力B．范德华力、范德华力、共价键C．范德华力、共价键、共价键D．共价键、共价键、共价键4．（2014·上海单科化学卷，T6）今年是门捷列夫诞辰180周年，下列事实不能用元素周期律解释的只有A．碱性：KOHNaOHB．相对原子质量：ArKC．酸性HClO4H2SO4D．元素的金属性：MgAl5．（2014·上海单科化学卷，T7）下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是A．H3O＋和OH―B．CO和N2C．HNO2和NO2―D．CH3＋和NH4＋6．（2014·上海单科化学卷，T8）BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2A．熔融不导电B．水溶液呈中性C．熔点比BeBr2高D．不与NaOH溶液反应7．（2014·山东理综化学卷，T8）根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同C．Cl‾、S2‾、Ca2+、K+半径逐渐减小D．3517Cl与3717Cl得电子能力相同8．（2014·全国理综I化学卷，T10）X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的的最低价离子分别为2X和Z，Y+和Z具有相同的电子层结构。下列说法正确的是（）A．原子的最外层电子数：XYZB．单质沸点：XYZC．离子半径：2XY+ZD．原子序数：XYZ9．（2014·江苏单科化学卷，T9）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z2＋与Y2－具有相同的电子层结构，W与X同主族。下列说法正确的是A．原子半径大小顺序：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)B．Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱D．Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强10、（2014·江苏单科化学卷，T2）下列有关物质性质的说法错误的是（）A、热稳定性：HCl＞HIB、原子半径：Na＞MgC、酸性：H2SO3＞H2SO4D、结合质子能力：S2—＞Cl—11．（2014·广东理综化学卷，T23双选）甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，下列判断正确的是A．金属性：甲乙丁B．原子半径：辛己戊C．丙与庚的原子核外电子数相差13D．乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物参考答案：DDBBDADDDC(BC)山东各地模拟题练习：1．下列说法正确的是A．短周期元素都是主族元素B．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强C．同周期元素(0族除外)从左到右，原子半径逐渐减小D．35Cl和37Cl原子核中的质子数之比为9：l02．原子结构决定元素的性质，下列说法中，正确的是A．Na、Al、Cl的原子半径依次减小，Na+、Al3+、Cl-的离子半径也依次减小B．在第ⅥA族元素的氢化物(H2R)中，热稳定性最强的其沸点也一定最高C．第2周期元素的最高正化合价都等于其原子的最外层电子数D．非金属元素的非金属性越强，其氧化物对应水化物的酸性也一定越强3．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表，由此可知A．X、Y元素的金属性：XYB．X、Z形成的化合物中一定不含共价键C．W的最高价氧化物的水化物是一种强酸D．离子半径：2XZ4．O、W、X、Y、Z五种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W是大气中含量最高的元素，由此可知A.Q的一种核素中14O的质子数和中子数相等B.X的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为6C.Y是常见的半导体材料D.Z的氧化物的水化物是强酸5.短周期元素R、T、Q、W、G在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中Q是无机非金属材料的主角。下列判断正确的是A．离子半径：TWGB．最简单气态氢化物的热稳定性：QRC．最高价氧化物对应水化物的酸性：QWGD．T和G组成的化合物甲溶于水，其水溶液呈中性6．下列说法正确的是A．同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差一定等于上一周期所含元素种类B．短周期元素中某元素的原子序数不可能是同主族元素原子序数的2倍C．L层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素D．目前使用的长式元素周期表中，最长的周期含36种元素参考答案：CBCCBC选修三物质结构模块一、考纲解读（一）原子结构与元素的性质1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1~36