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第三单元化学基本理论第13讲物质结构元素周期律考纲定位选项示例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。8.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。1.离子化合物中一定含有离子键。(2012年全国高考T6－A)2.23592U和23892U是中子数不同质子数相同的不种核素。(2012年天津高考)3.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素。(2012年山东高考T9－B)4.元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果。(2010年山东高考T11－D)5．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强。(2011年福建高考T7－B)6.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强。(2011年山东高考T13－C)一、原子结构1．原子的组成和结构(1)原子结构。原子结构AZX(2)组成原子的各种微粒及相互关系。①质子数(Z)＝______________＝____________。②质量数(A)＝______________＋____________。③阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。④阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。2．核外电子排布核外电子排布规律：(1)核外电子总是最先排在能量________的电子层上(依次为K、L、M、N、O、P、Q)。核电荷数核外电子数质子数中子数较低(2)每层最多排________个电子。(3)电子数最外层不能超过_____(第一层不超过_____)，次外层不超过____，倒数第三层不超过____。3．同位素、核素(1)同位素：具有相同________而不同________的同一种元素的不同原子互称同位素。(2)核素：具有一定________和一定________的一种原子。2n2821832质子数中子数质子数中子数二、元素周期表和元素周期律1．元素周期表(2)相关关系：周期数＝原子电子层数；主族族序数＝原子最外层电子数＝元素最高正化合价；最高价＋|最低价|＝8。2．元素周期律随着原子序数(核电荷数)的递增，元素的性质呈现周期性变化：内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构电子层数__________________________________最外层电子数__________________________________原子半径(0族除外)__________________________________相同依次增多依次增多1个相同减小增大内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)元素的性质得失电子能力(副族和0族除外)__________________________________主要化合价(O、F除外)最高正价：_______；最低负价：主族族序数－8最高正价：___________________金属性与非金属性金属性__________，非金属性________金属性________，非金属性______最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐________，碱性逐渐________酸性逐渐______，碱性逐渐______非金属元素气态氢化物形成越来越____，其稳定性逐渐______形成越来越____，其稳定性逐渐____得：弱→强；失：强→弱得：强→弱；失：弱→强＋1→＋7主族族序数减弱增强增强减弱增强减弱减弱增强易增强难减弱（续表）3.元素周期律和元素周期表的应用(1)根据周期表中的位置寻找元素。①在周期表中____________________寻找半导体材料；②在周期表中的__________________________附近探索研制农药的材料；③在________________中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等。金属与非金属的分界处F、Cl、S、P等过渡元素(2)预测元素的性质(由递变规律推测)。①比较不同周期、不同主族元素的性质。例如，金属性：MgAl，CaMg，则碱性：Mg(OH)2Al(OH)3，Ca(OH)2____Mg(OH)2(填“”“”或“＝”)；②推测未知元素的某些性质。如已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2_____溶；再如，已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)应为______色固体，与氢气______化合，HAt不稳定，水溶液呈______性，AgAt______溶于水等。难黑难酸不三、化学键1．定义：相邻原子间强烈的____________。2．分类3．离子化合物与共价化合物离子化合物：含________的化合物。共价化合物：只由________构成的化合物。相互作用阴、阳离子共用电子对离子键共价键4．分子间作用力和氢键(1)分子间作用力。①定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。②特点。a．分子间作用力比化学键______得多，它主要影响物质的______、______等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。b．分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但如二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。弱熔点沸点③变化规律。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力______，物质的熔、沸点也______。例如，熔、沸点：I2______Br2______Cl2______F2(填“”“”或“＝”)。(2)氢键。①定义：分子间存在着一种比分子间作用力______的相互作用。②形成条件：除H外，形成氢键的原子通常是______、______、______。③存在：氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点______。越大越高稍强ONF升高考点1核素同位素元素、核素、同位素之间的关系如图3-13-1：核素的表示：(A表示质量数；Z表示质子数；中子数N＝A－Z)。图3-13-1AZX【例1】下列叙述错误的是()。A．13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B．1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等C．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等D．6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等答案：D解析：同位素是指质子数相同而中子数(或质量数)不同的同一元素的不同核素之间的称谓，A正确；1H和2H是同一元素的不同核素，它们的质子数均为1，B正确；14C的中子数为14－6＝8，而14N的中子数为14－7＝7，C正确；6Li和7Li互为同位素，它们的中子数不同分别为3和4，D错误。··互为同位素的是________；互为同分异构体的是________；互为同系物的是________；互为同素异形体的是________；同一物质的是________。【例2】从下列序号中选择填空：①H216O和H218O；②C60和金刚石；③C4H10和C12H26；⑤HCOOCH3和CH3COOH；⑥235U和238U。④；解析：同位素是指质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子，选⑥；同分异构体是指分子式相同结构不同分子，选⑤；同系物是指结构相似，组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机分子，选③；同素异形体是指由同种元素组成的不同单质，选②；①④结构也相同，是同一物质。答案：⑥⑤③②①④考点2元素周期表和元素周期律1．元素的“位—构—性”关系(1)从左到右，从下到上，元素的非金属性逐渐增强，体现在：①原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强；②单质与氢气反应越容易，生成的氢化物越稳定；③最高价氧化物对应的水化物(最高价含氧酸)的酸性越强；④置换规律：氧化性强的非金属单质能置换氧化性弱的非金属单质。(2)从右到左，从上到下，元素的金属性逐渐增强，体现在：①原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强；②单质与酸或水反应置换出氢气越容易；③最高价氧化物对应的水化物(碱)的碱性越强；④置换规律：活泼的(还原性强)金属能置换不活泼的(还原性弱)金属。2．元素“位”、“构”、“性”之间的互推图3-13-2应用元素周期表和元素周期律的注意事项(1)“主族金属元素的阳离子都一定满足最外层2电子或8电子结构”该说法是错误的。对于第四周期第ⅣA～第ⅦA族元素其次外层电子数为18，如31Ga(各层电子数为2、8、18、3)其Ga3＋离子的最外层电子数为18。(2)第ⅡA～第ⅢA族同周期相邻的两元素其原子序数相差可为1、11、26。因其两族元素间存在一过渡元素(其中第六、七周期还存在镧系元素和锕系元素)。(3)应用元素周期律和元素在周期表的位置推导未知元素的性质时，防止机械类比，如Be、Al化学性质相似，但氧化铍的化学式为BeO而不是Be2O3。(4)应用周期表导出元素再求化学式时，对碳元素应考虑碳元素形成的有机物，以防漏选。【例3】(2013年广东高考，双选)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图3133所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是()。A．非金属性：ZTXB．R与Q的电子数相差26C．气态氢化物稳定性：RTQD．最高价氧化物的水化物的酸性：TQ图3133思路指导：本题考查结构位置性质关系、元素周期表的结构、元素周期律等知识，关键是推断出R为氟元素，注意对元素周期律的掌握。解析：由题意可知R为F元素，则T为Cl，X为S，Z为Ar，Q为Br。Z为稀有气体元素，不具有非金属性，A项错误；气态氢化物稳定性大小排列为：R＞T＞Q，C项错误。答案：BD【例4】(2012年广东高考，双选)图3-13-4是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是()。A．原子半径：Z＞Y＞XB．气态氢化物的稳定性：R＞WC．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应图3-13-4解析：从图看知：X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。A项应该是Y＞Z＞X。C项硫酸为共价化合物。答案：BD考点3化学键的类型电子式的书写1．化学键的类型2．离子键与共价键比较键型离子键共价键概念阴、阳离子通过静电作用形成的相互作用原子间通过共用电子对形成的相互作用成键微粒阴、阳离子原子相互作用的本质得失电子共用电子对形成条件活泼金属＋活泼非金属非金属＋非金属举例NaClHCl3.电子式、结构式的书写(1)电子式：在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子的式子叫做电子式。①阴离子和复杂阳离子()要加“[]”括起来，并在“[]”外右上角注明该离子所带的电荷数。如：。如Cl－、OH－、NH＋4、CH＋3②要注意化学键中原子直接相邻的事实，对相同的离子不能合并，如MgCl2的电子式：不能写成。③要注意书写单质、化合物的电子式与单质、化合物形成过程中电子式的差别。如CO2的电子式为∶形成过程的电子式为：，其。(2)结构式：用一根短线表示一对共用电子，忽略其他电子的式子，叫做结构式，如N2：N≡N，CO2：O==C==O。还要注意书写离子化合物的形成过程时需要标出电子转移。【例5】几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表：分析上表中有关数据，并结合已学过的知识，回答以下问题。(涉及上述元素的答案，请用元素符号表示)(1)E元素在周期表中位于第________周期________族，B离子的结构示意图：____________。(2)A、H、J对应的离子半径由大到小的顺序是(填离子符号)：________________________。元素代号ABDEGHIJ化合价－1－2＋4、－4＋4、－2＋5、－3＋3＋2＋1原子半径nm0.0710.0740.077