高考化学元素周期律单元知识总结

物质结构元素周期律单元知识总结【单元知识结构】(一)原子结构1．构成原子的粒子及其关系(1)原子的构成(2)各粒子间关系原子中：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数阳离子中：质子数＝核外电子数+电荷数阴离子中：质子数＝核外电子数一电荷数原子、离子中：质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N)(3)各种粒子决定的属性元素的种类由质子数决定。原子种类由质子数和中子数决定。核素的质量数或核素的相对原子质量由质子数和中子数决定。元素中是否有同位素由中子数决定。质子数与核外电子数决定是原子还是离子。原子半径由电子层数、最外层电子数和质子数决定。元素的性质主要由原子半径和最外层电子数决定。(4)短周期元素中具有特殊性排布的原子最外层有一个电子的非金属元素：H。最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。最外层电子数是次外层电子数2、3、4倍的元素：依次是C、O、Ne。电子总数是最外层电子数2倍的元素：Be。最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。最外层电子数是电子层数3倍的元素：O。次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。2．原子、离子半径的比较(1)原子的半径大于相应阳离子的半径。(2)原子的半径小于相应阴离子的半径。(3)同种元素不同价态的离子，价态越高，离子半径越小。(4)电子层数相同的原子，原子序数越大，原子半径越小(稀有气体元素除外)。(5)最外层电子数相同的同族元素的原子，电子层数越多原子半径越大；其同价态的离子半径也如此。(6)电子层结构相同的阴、阳离子，核电荷数越多，离子半径越小。3．核素、同位素(1)核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。(2)同位素：同一元素的不同核素之间的互称。(3)区别与联系：不同的核素不一定是同位素；同位素一定是不同的核素。(二)元素周期律和元素周期表1．元素周期律及其应用(1)发生周期性变化的性质原子半径、化合价、金属性和非金属性、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性。(2)元素周期律的实质元素性质随着原子序数递增呈现出周期性变化，是元素的原子核外电子排布周期性变化的必然结果。也就是说，原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化，充分体现了结构决定性质的规律。具体关系如下：2．比较金属性、非金属性强弱的依据(1)金属性强弱的依据单质跟水或酸置换出氢的难易程度(或反应的剧烈程度)。反应越易，说明其金属性就越强。最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。碱性越强，说明其金属性也就越强，反之则弱。金属间的置换反应。依据氧化还原反应的规律，金属甲能从金属乙的盐溶液中置换出乙，说明甲的金属性比乙强。金属阳离子氧化性的强弱。阳离子的氧化性越强，对应金属的金属性就越弱。(2)非金属性强弱的依据单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成氢化物的稳定性。越易与2H反应，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，说明其非金属性也就越强。最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。酸性越强，说明其非金属性越强。非金属单质问的置换反应。非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来，说明甲的非金属性比乙强。如2222IKBrKIBr非金属元素的原子对应阴离子的还原性。还原性越强，元素的非金属性就越弱。3．常见元素化合价的一些规律(1)金属元素无负价。金属单质只有还原性。(2)氟、氧一般无正价。(3)若元素有最高正价和最低负价，元素的最高正价数等于最外层电子数；元素的最低负价与最高正价的关系为：最高正价+|最低负价|＝8。(4)除某些元素外(如N元素)，原子序数为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价，原子序数为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价，即价奇序奇，价偶序偶。若元素原子的最外层电子数为奇数，则元素的正常化合价为一系列连续的奇数，若有偶数则为非正常化合价，其氧化物是不成盐氧化物，如NO；若原子最外层电子数为偶数，则正常化合价为一系列连续的偶数。4．原子结构、元素性质及元素在周期表中位置的关系原子半径越大，最外层电子数越少，失电子越易，还原性越强，金属性越强。原子半径越小，最外层电子数越多，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强。在周期表中，左下方元素的金属性大于右上方元素；左下方元素的非金属性小于右上方元素。5．解答元素推断题的一些规律和方法元素的推断多为文字叙述题。考查该知识点的题型主要有选择题、填空题、推断题等，涉及知识面广，常给出如下条件：结构特点，性质特点，定量计算。常需运用相关的基础知识去解决问题。(1)根据原子结构与元素在周期表中的位置关系的规律电子层数＝周期数，主族序数＝最外层电子数原子序数＝质子数，主族序数＝最高正价数负价的绝对值=8-主族序数(2)根据原子序数推断元素在周期表中的位置。记住稀有气体元素的原子序数：2、10、18、36、54、86。用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素的原子序数，即得该元素所在的纵行数。再运用纵行数与族序数的关系确定元素所在的族；这种元素的周期数比相应的稀有气体元素的周期数大1。(3)根据位置上的特殊性确定元素在周期表中的位置。主族序数等于周期数的短周期元素：H、Be、Al。主族序数等于周期数2倍的元素：C、S。最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si短周期中最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S。(4)根据元素性质、存在、用途的特殊性。形成化合物种类最多的元素、或单质是自然界中硬度最大的物质的元素、或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。空气中含量最多的元素、或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。地壳中含量最多的元素、或气态氢化物的沸点最高的元素、或气态氢化物在通常情况下呈现液态的元素：O。最活泼的非金属元素：F；最活泼的金属元素：Cs；最轻的单质的元素：H；最轻的金属元素：Li；单质的着火点最低的非金属元素是：P。6．确定元素性质的方法(1)先确定元素在周期表中的位置。(2)一般情况下，主族序数-2＝本主族中非金属元素的种数(IA除外)。(3)若主族元素的族序数为m，周期数为n，则：1nm时，为金属，nm值越小，金属性越强；1nm时，为非金属，nm值越大，非金属性越强；1nm时是两性元素。(三)化学键和分子结构1．化学键(1)化学键的定义：相邻的两个或多个原子间的强烈的相互作用。(2)化学键的存在：化学键只存在于分子内部或晶体中的相邻原子间以及阴、阳离子间。对由共价键形成的分子来说就是分子内的相邻的两个或多个原子间的相互作用；对由离子形成的物质来说，就是阴、阳离子间的静电作用。这些作用是物质能够存在的根本原因。(3)离子键、共价键的比较离子键共价键概念阴、阳离子结合成化合物的静电作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子离子原子作用的实质阴、阳离子间的静电作用原子核与共用电子对间的电性作用形成条件活泼金属与活泼非金属化合时形成离子键非金属元素形成单质或化合物时形成共价键(4)键的强弱与成键粒子的关系离子键的强弱与阴、阳离子半径大小以及电荷数的多少有关。离子半径越小，电荷数越多，其离子键的作用就越强。共价键的强弱与成键双方原子核间距有关。原子半径越小，原子间核间距就越小，共价键就越牢固，作用就越强。离子键的强弱影响该离子化合物的熔、沸点、溶解性等；共价键的强弱往往会影响分子的稳定性或一些物质熔、沸点的高低。(5)物质中的化学键的判断规律离子化合物中一定有离子键，可能有共价键。共价化合物、非金属单质中只有共价键。稀有气体元素的单质中无化学键。2．书写电子式注意的几个问题(1)用电子式表示离子化合物的形成过程时要注意的几点：①左边写出形成离子化合物所需原子的电子式，右边写出生成的离子化合物的电子式，中间用“→”连接。②用电子式表示离子化合物的结构时，简单的阳离子一般用离子符号表示，而阴离子和复杂的阳离子则不同，在元素符号周围一般用小黑点(或×)表示最外层电子数，外面再加［］，并在［］右上方标出所带电荷。③构成离子化合物的每个离子都要单独写，不可合并；书写原子的电子式时，若有几个相同的原子可合并写。(2)用电子式表示共价化合物或非金属单质的形成过程时要注意的几点：①左边写出形成共价化合物所需原子的电子式，右边写出共价化合物的电子式，中间用“-”连接(非金属单质也相同)。②不同元素的原子形成分子时共用电子对的数目不同，原子的最外层电子数目与达到稳定结构所需电子数目相差几个电子，一般就要共用几对电子。③共价化合物的电子式中，要注意使每个原子周围的电子数均达到稳定的结构的要求。④共价化合物中没有离子，表示电子式时不使用括号，也不标电荷数。【难题巧解点拨】例1设某元素中原子核内的质子数为m，中子数n，则下列论断正确的是()A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳原子质量为Wg，此原子的质量为(m+n)WgD.核内中子的总质量小于质子的总质量解析元素的相对原子质量并不是某种原子的相对原子质量；只有原子的相对原子质量大约等于该原子的质量数；任何原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子数与中子数之和的乘积；在原子中质子数与中子数的相对多少是不一定的关系。答案A点拨由相对原子质量的引入入手，明确原子的质量数与其相对原子质量的关系，注意同位素的相对原子质量与元素的相对原子质量的区别和联系。例2推断下列微粒的名称，并用电子式表示其形成过程(1)离子化合物AB，阳离子比阴离子多一个电子层，1molAB中含12mol电子，则化合物的名称为__________，形成过程为___________。(2)由第三周期元素的半径最大的阳离子和半径最小的阴离子形成的化合物为___________，名称为___________,形成过程为___________。解析(1)AB为离子化合物，则A为金属元素，B为非金属元素，且A、B、的原子序数小于12。A可能为Li、Be、Na，B可能为H、O、F，又因阳离子与阴离子中，半径最大的阳离子为Na，半径最小的阴离子为Cl。答案(1)氢化钠，(2)NaCl氯化钠，点拨根据离子化合物形成的条件和离子化合物中的电子数去确定可能的金属元素和非金属元素，特别注意氢元素也能形成阴离子。掌握规律，应用结构，综合判断。例3氢化钠(NaH)是一种白色的由离子构成的晶体，其中钠是+1价，NaH与水反应出氢气。下列叙述正确的是()A.NaH在水中显酸性B.NaH中氢离子半径比锂离子半径大C.NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同D.NaH中氢离子可被还原成2H解析因NaH是离子化合物，其中的钠为+1价，因此氢为-1价。22HNaOHOHNaH溶液应显碱性，NaH中H元素化合价升离被氧化；H与Li电子层结构与He相同，Li的核电荷数，所以H半径大于Li半径。答案B、C点拨思维的关键就是由NaH中分析出氢元素的化合价为-1价后所作出的相应变化，注意H与H这两种离子在性质和结构上的不同。例4A、B、C、D为中学化学中常见的四种气体单质，在一定条件下B可以分别和A、C、D化合成甲、乙、丙。C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每个分子含有的电子数相同，并且甲、乙、丙、丁有如下关系：乙丁甲乙丙一定条件常温CA（1）单质B的化学式是_______________，单质D的结构式______________。（2）单质A和化合物乙反应的化学方程式为____________，单质C和化合物丙反应的化学方程式为____________。解析因为A、B、C、D为常见气体单质，有DCAB丙乙甲化合物，且电子数均相同，大胆确定甲、乙、丙中均含有氢元素，它们的分子中都有10个电子，且B为2H。又根据甲、乙、丙、丁的相互转化关系，可推出A为氟气、C为氧气、D为氮气。答案(1)2H，NN(2)222422OHFOHF，OHNOONH2236454催化剂点拨A、B、C、D为常见的气