物质结构与元素周期律

元素周期表与物质结构元素推断题主要考查元素周期表中“位、构、性”的关系及学生利用物质结构和性质进行综合推断的能力。该类题目综合性强，难度较大，所占分值较高。学生需要掌握前四周期所有元素的结构特点、它们在元素周期表中的位置和性质以及掌握它们形成的化合物的性质，在此基础上综合分析，得到答案。•09年安徽•W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。安徽三年理综化学元素推断题回顾：•⑴W位于元素周期表第____周期第_____族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)_____（填“强”或“弱”）。•⑵Y的基态原子核外电子排布式是________，Y的第一电离能比X的__________（填“大”或“小”）。•⑶Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是_______________。•⑷已知：Fe(s)+1/2O2(g)＝FeO(s)ΔH＝-272kJ/mol•2X(s)+3/2O2(g)＝X2O3(s)ΔH＝-1675.7kJ/mol•X的单质和FeO反应的热化学方程式是_________________________________________。•10年安徽•X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下：•X：X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等•Y：常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积•Z：Z和Y同周期，Z的电负性大于Y•W：W的一种核素的质量数为63，中子数为34•⑴Y位于周期表第周期第族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是(写化学式)。•⑵XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在个σ键。在H－Y、H－Z两种共价键中，键的极性较强的是，键长较长的是。•⑶W的基态原子核外电子排布式是。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是。•⑷处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。•已知XO(s)+1/2O2(g)=XO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1Y(s)+O2(g)=YO2(g)ΔH=-296.0kJ·mol-1•此反应的热化学方程式是。•11年安徽•W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。••（1）X位于元素周期表中第周期第族；W的基态原子核外有个未成对电子。•（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是（写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是（写化学式）。•（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是•（4）在25ºC、101kPa下，已知Y的气态化合物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是考查知识点：⑴元素推断⑵元素在周期表的位置（周期和族）⑶微观粒子半径大小比较⑷原子核外电子排布式①基态原子②离子③外围电子排布式⑸元素第一电离能、电负性的大小比较⑹元素金属性与非金属性强弱比较⑺化学键①分类②键参数③键的极性④电子式⑤结构式⑻晶体类型判断及其熔沸点高低的比较⑼元素化合物的性质及化学方程式、热化学方程式的书写有关元素推断必备知识1.原子结构能层能级原子轨道数原子轨道名称电子云轮廓图形状取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px2py2pz哑铃形相互垂直M3s13s球形3p33px3py3pz哑铃形相互垂直3d5………N4s14s球形4p34px4py4pz哑铃形相互垂直4d5………4f7………………………决定核外电子的能量高低决定核外电子的空间运动状态2.基态原子的核外电子排布1.构造原理2.(1)排布规律①能量最低原理：原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。②泡利原理：每个原子轨道上最多容纳2个自旋状态不同的原子。③洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。洪特规则特例：能量相同的轨道处于全充满、半充满或全空的状态时原子是比较稳定的。CrCu(2)表示形式①电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数。如K：1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。②电子排布图：每个小框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如碳原子：3．元素第一电离能的周期性变化(1)同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小。(2)同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。(3)第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。4．电负性元素原子的电负性越大，原子吸引键合电子的能力越强。同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大；同一主族，元素的电负性从上到下逐渐减小。【真题导航】1．按要求回答下列问题：(1)基态氮原子的价电子排布式是______________。[2011·福建理综，30(1)](2)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。[2011·山东理综，32(1)](3)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。[2011·福建理综，30(2)]练习：1．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为______________；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为____________________。3、常见元素的特征与性质[拓展延伸]短周期元素原子的结构特征(1)原子核中无中子的原子是11H。(2)最外层有1个电子的元素是H、Li、Na。(3)最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C，是次外层电子数3倍的元素是O，是次外层电子数4倍的元素是Ne。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li、Si。短周期元素原子的结构特征常见元素的性质(1)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：---。(2)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：----。(3)地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：---；地壳中含量第二的元素：---；地壳中含量最多的金属元素：---。(4)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的中学常见的元素：---。(5)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：----。常见元素的性质4．元素的金属性和非金属性强弱的判断依据(1)金属性强弱①与水(或酸)反应生成氢气的难易。②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。③金属与盐溶液的置换反应。④金属阳离子的氧化性强弱。(2)非金属性强弱①非金属单质与氢气化合的难易及氢化物的稳定性。②最高价氧化物对应水化物的酸性强弱(F除外)。③非金属的置换反应。④非金属阴离子的还原性强弱。5.化学键1.化学键的分类化学键离子键：阴阳离子之间的静电作用，存在于离子化合物中共价键：相邻原子之间的强烈相互作用，存在于单质或化合物中金属键：金属阳离子和自由电子之间的相互作用，存在于金属单质和合金中2.共价键⑴分类共价键电子云重叠方式：σ键和π键共用电子对数：单键、双键和三键共用电子对是否偏移：非极性键和极性键⑵描述共价键的键参数键参数键能键长键角决定键的强度和分子的稳定性决定分子的空间立体构型3.化学键与离子化合物、共价化合物之间的关系(1)含有离子键的化合物一定是离子化合物；(2)离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键(如NaOH、Na2O2)；(3)只含有共价键的化合物一定是共价化合物；(4)共价化合物中一定有共价键；⑸离子化合物可以不含金属元素；⑹共价化合物可以含有金属元素。题点2对分子结构与价键模型的考查【真题导航】[2011·福建理综，30(3)]肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。①NH3分子的空间构型是________；②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol－1若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有_____mol。③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在________(填标号)。a．离子键b．共价键c．配位键d．范德华力(2)[2011·山东理综，32(2)]H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为__________。的沸点比高，原因是________。(3)[2011·山东理综，32(3)]H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用______杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为_____________________。6.晶体类型的判断及其熔沸点高低的比较⑴晶体熔、沸点高低的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，汞等沸点很低。(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短、键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。(3)离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4)分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点就越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。(5)金属晶体金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。例1(2008·天津，26)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为_________________________________。(2)W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为____________________。(3)X的硝酸盐水溶液显________性，用离子方程式解释原因：______________________________。(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为_______________________。(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性：________________(用分子式表示)。(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是：